[go: up one dir, main page]

TWI640502B - 胺催化程序中觸媒水溶液的循環與處置 - Google Patents

胺催化程序中觸媒水溶液的循環與處置 Download PDF

Info

Publication number
TWI640502B
TWI640502B TW103124909A TW103124909A TWI640502B TW I640502 B TWI640502 B TW I640502B TW 103124909 A TW103124909 A TW 103124909A TW 103124909 A TW103124909 A TW 103124909A TW I640502 B TWI640502 B TW I640502B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
amine
zone
thermal oxidizer
reaction water
reaction
Prior art date
Application number
TW103124909A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201516026A (zh
Inventor
史蒂芬 瑞爾
托斯坦 波度夫
魯道夫 伯格哈特
喬哈德 考貝爾
趙嘉平
Original Assignee
贏創羅恩有限責任公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 贏創羅恩有限責任公司 filed Critical 贏創羅恩有限責任公司
Publication of TW201516026A publication Critical patent/TW201516026A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI640502B publication Critical patent/TWI640502B/zh

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G7/00—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals
    • F23G7/008—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals for liquid waste
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C45/00—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds
    • C07C45/61—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by reactions not involving the formation of >C = O groups
    • C07C45/67—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by reactions not involving the formation of >C = O groups by isomerisation; by change of size of the carbon skeleton
    • C07C45/68—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by reactions not involving the formation of >C = O groups by isomerisation; by change of size of the carbon skeleton by increase in the number of carbon atoms
    • C07C45/72—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by reactions not involving the formation of >C = O groups by isomerisation; by change of size of the carbon skeleton by increase in the number of carbon atoms by reaction of compounds containing >C = O groups with the same or other compounds containing >C = O groups
    • C07C45/75—Reactions with formaldehyde
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C45/00—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds
    • C07C45/78—Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives
    • C07C45/81—Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives by change in the physical state, e.g. crystallisation
    • C07C45/82—Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives by change in the physical state, e.g. crystallisation by distillation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G5/00—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
    • F23G5/08—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor having supplementary heating
    • F23G5/14—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor having supplementary heating including secondary combustion
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G7/00—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals
    • F23G7/001—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals for sludges or waste products from water treatment installations
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G7/00—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals
    • F23G7/06—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of waste gases or noxious gases, e.g. exhaust gases
    • F23G7/061—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of waste gases or noxious gases, e.g. exhaust gases with supplementary heating
    • F23G7/065—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of waste gases or noxious gases, e.g. exhaust gases with supplementary heating using gaseous or liquid fuel

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)

Abstract

本發明係關於含胺廢水之氧化燃燒，尤其是在製備甲基丙烯醛之程序中者。甲基丙烯醛係在化學合成中特別作為用於製備甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯或活性成分、氣味劑或增香劑的中間物。更特別地，本發明係關於僅有低的氧化氮生成之含胺廢水的氧化燃燒。

Description

胺催化程序中觸媒水溶液的循環與處置
本發明係關於含胺廢水之氧化燃燒，尤其是在製備甲基丙烯醛之程序中者。
甲基丙烯醛係在化學合成中特別是作為用於製備甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯或活性成分、氣味劑或增香劑的中間物。更特別地，本發明係關於僅有低的氧化氮生成之含胺廢水的氧化燃燒。
對極簡單、經濟可行且對環境友善之甲基丙烯醛的製備方法極令人感興趣。
有不同之獲得含胺之反應水的胺催化程序。這些之一實例是由丙醛與甲醛起始所進行之製備甲基丙烯醛的工業規模程序。該反應係利用曼尼希(Mannich)反應進行。此類型之用於製備甲基丙烯醛的程序係在包括US 7,141,702、US 4,408,079、JP 3069420、JP 4173757、EP 0 317 909和US 2,848,499之公告中描述。
當然在此背景下對持續進行此反應有特別的興趣。同時，獲得含胺之水以作為曼尼希反應或類似醛醇之加成的副產物。此水首先是用於反應物和觸媒溶液之反應介質和溶劑，且尤其對於反應熱和反應運作之調節是需要的。另一方面，在此一程序中，該水(例如包含觸媒者)被循環。然而此程序之缺點是：水隨時間累積在該反應迴路中且必須移除。在由該反應產物實質移除後，將該水與活性及鈍性觸媒組分一同送至熱氧化器以供氧化燃燒形式之處置。另外應考慮：依照所選之福馬林強度或濃度(在貿易中及在製造中慣常使用在36-60重量%之間的甲醛於水中所成之福馬林濃度)，相當多的水也與該福馬林起始物質一起進入該系統，因此本質上導致水之基本負荷，其在由有價值之甲基丙烯醛產物移出後，必須與該反應期間所形成之水一同被處理。另外，關於在反應及後處理中之水預算(budget)，必須考慮：副反應也釋出水。這適用於該丙醛之副反應和該催化活性之胺的副產物。該催化活性之胺在依照艾什外勒-克拉克(Eschweiler-Clarke)之反應條件下或類似留卡特-瓦拉赤(Leuckart-Wallach)之反應中形成更高烷基化衍生物，某些衍生物不再是催化活性的。舉例而言，二甲胺與一種甲醛等效物之反應形成三甲胺，同時釋出水。
DE 32 13 681就此方面提議數種替代方法。在小量觸媒於水相中或除了該水相和該觸媒之外也包含高沸點副產物及殘餘反應物和甲基丙烯醛的蒸餾底部物(bottoms)的情 況中，該提議是要彼之處置。在較高濃度的情況中，該提議是要使該底部物進行另外之極複雜蒸餾以減少水量。在此情況中，然後將其餘者導回該反應空間中。然而此程序不僅在能量上是不利的，且也藉由在此另一蒸餾中丟棄甲基丙烯醛而降低產率，該甲基丙烯醛也由於相對低之沸點而被蒸出。
在DE 32 13 681之第三替代方法中，將該底部物分部且一部分再循環至該反應空間中以使其內之水含量保持固定。該底部物之其它部分(及因此之該水相)被丟棄。DE 32 13 681不揭示此水溶液是否或如何後處理。
若不將該水蒸出，則通常不能將彼送至任何生物利用，因有相對高之觸媒、反應物、產物及副產物的污染。反而，該廢水必須進行氧化燃燒。因例如在曼尼希反應或醛醇縮合之廢水中有高的胺含量，此一依照該先前技藝之燃燒產生大量氮氧化物。這些隨後必須在該燃燒氣體可被放出之前被催化地分裂或移除。此一程序係與對應之資本成本相關。
一種簡單已知的替代方法是將氨饋入該熱氧化器之方法。此種類之熱氧化器可粗略區分成三個部位。在第一部位中是該燃燒器。在此點上，待燃燒之液體(在此情況中係含胺之水溶液)和空氣被饋入。在第二部位下游中，進行氧化燃燒。在此區中，氮氧化物係由胺所生成。在該熱氧化器末端之第三區中，該氧含量係如此低以致即使有該燃燒也是還原的。因此也可將第二階段稱為氧化區且第三 部位稱為該熱氧化器之還原區。在該還原區中，該氧含量通常低於2.5體積%。
由該先前技藝得知：該氮氧化物含量可在最後排放之前藉由將氨饋入該還原區而降低。然而此程序之缺點是：需要另一進料管線以及該空氣進料，且必須使用等莫耳量之氨以減少氮氧化物生成或減少再次生成之氮氧化物，以符合用於申請許可的國家標準。
因此，急切需要一種有效且同時對環境友善之方法以供燃燒在藉由以上所闡明之程序製備甲基丙烯醛中之含胺之反應水。
鑒於該先前技藝，本發明所應付之問題因此是在胺催化之反應中所得之含胺的廢水的處置並避免使氮氧化物之生成高於500ppm(尤其是250ppm)之廢空氣濃度的問題。
鑒於該先前技藝，特別的問題是要提供一種方法，利用此方法，可處置該含胺廢水並避免使氮氧化物之生成超過且高於現有之熱氧化器的基礎負荷。
由本發明所應付之另一問題是在該程序中使用最少量氨之問題。
由本發明所應付之特別問題是以對環境友善之方式處置來自用於製備甲基丙烯醛之連續操作的曼尼希反應的含胺之反應水的問題。
再者，該方法是要藉由相對簡單且不昂貴改良現有工廠來進行。該改良因此是要與低水準之資本成本相關。同時，該工廠甚至在該改良後是要能簡單維護且使維護成本低廉。
由以下說明和申請專利範圍之整個背景顯明另外之未經明確說明的目的。
這些問題藉由含胺之反應水的氧化燃燒的新穎方法解決。在此方法中，該含胺之反應水係在熱氧化器中被燃燒。此種類之熱氧化器通常由具有燃燒器、燃料進料及空氣進料之第一區、第二氧化區及具有低於3體積%之氧含量的第三還原區所構成。該方法因此可例如藉由對已知熱氧化器稍作改良而實施。這是以將進料管線加到該熱氧化器之該第一區、第二氧化區或第三還原區的方式進行。
依照本發明所用之熱氧化器通常具有至少三區。該第一區是該燃燒器，其包含燃燒室。在很多工廠中，此燃燒室在空間上與具有連接管線之另一個第二區區隔開，以致該二區之區別對精於此技藝之人士是明顯的。在該二區互相無縫合併的具體例中，該第二區之邊界被認為是溫度低於1100℃之處。在該火焰本身中，該溫度並不經常低於此水準。該第一區(也稱為燃燒室或燃燒器)除了包含經常以天然氣操作之燃燒器之外也另包含空氣進料及隨意之液態燃料的入口。這些液態燃料可以是有機化合物，例如重 油或溶劑或來自工廠之有機易燃廢棄物。該液態燃料首先需要用於另外之燃燒，其次在此可燃燒來自另一製造操作之有機的非含胺副產物且因此以符合環境法規之方式處置彼等。所供應之空氣在被饋入之前可被加熱，以因此在此部位內可使燃燒更具效率。另外隨意地，在第一區中，亦可將尤其包含有機組分者饋入來自製造程序之廢氣流中以供另外燃燒及/或增加燃燒功率。
在一隨意之具體例中，該含胺之反應水被饋入此第一區中，在此情況中，係較佳直接饋入該燃燒器之火焰中。
在依照本發明之方法之第二較佳具體例，該含胺之反應水被饋入第二氧化區中。該第二氧化區常被稱為燃燒室，值得注意的是比該第一區低的溫度，同時有高的含氧量。通常，自該第二區之前部中的含氧量比該部位之其餘者高。該第二區可水平或垂直擺放。該第一區較佳係垂直擺放。較佳地，該含胺之水溶液係利用二相噴嘴被饋入。此種二相噴嘴達成最佳之霧化且因此達成所注射之反應水的有機和含胺部分的轉化。除了反應水之外，空氣、蒸氣或另一載劑氣體，較佳是空氣，係經由該二相噴嘴被注射以有更好之分配。該二相噴嘴也可用於其他隨意之具體例中。
該熱氧化器之氧化區較佳具有在850與1100℃之間，更佳地在880與1080℃之間且最佳地在900與950℃之間的溫度。在整個第二氧化區上所見之氧含量較佳是在3與21體積%之間，尤其是在5與21體積%之間，其中 在該氧化區內可存在梯度。由於該氧化程序，氧在該轉變至還原區的方向上被消耗。因此，在該含胺之反應水的饋入部位或注射點中，含氧量較佳是在10與21體積%之間，更佳是在15與21體積%之間。
在本發明之第三隨意具體例中，將該含胺之反應水注入內部進行還原轉化之該熱氧化器的第三區。此區在空間上也經常與第二區區隔而以通道接通。對於不具有此種區隔的工廠而言，該轉變可經由含氧量藉由精於此技藝之人士來決定。該還原區之一特徵是：該含氧量低於3體積%。在此第三區內之溫度經常與在第二區中之溫度類似且通常在850與1000℃之間，特別是在900與950℃之間。不管哪個特別具體例，在此區中，也可進行脫氮劑(例如氨之水溶液)之隨意注射以減少氮氧化物。
依照本發明，含氧量是指元素氧之含量。與其他元素化學鍵結之氧(例如CO2或CO)不算是該含氧量之部分。
在此第三區之後，依照本發明可用之熱氧化器可具有另外組件。這些另外的組件包括例如較佳存在之延遲區，其中可另外進行動力緩慢之還原程序。這之後可以是例如一或多個熱交換器。利用這些，可例如產生蒸氣以用於該製造廠、該二相噴嘴、用於加熱該饋入該燃燒室之空氣或用於加熱待燃燒之廢水流。以此方式，可以實施與在該熱氧化器中所用之燃料相關之能量有效率之操作模式。最後，該熱氧化器具有降流管或類似元件。
本發明之方法係用於來自曼尼希反應(較佳連續進行 者)之含胺之反應水的後處理，該曼尼希反應中丙醛係與甲醛反應以獲得丙烯醛。作為該甲醛直接加成的替代方法，這尤其也可以是一種具有福馬林或三聚甲醛(其在下文中也明確地涵蓋甲醛一詞)之加成的程序。
基於曼尼希反應且適合製備甲基丙烯醛之程序對精於此技藝者是已知的且是相關評論論文中之主題，例如在Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry 2012,Wiley-VCH Verlag GmbH & Co.KGaA,Weinheim,Acrolein and Methacrolein,DOI：10.1002/14356007.a01_149pub2中者。更特別地，依照本發明，在該含胺之反應水饋入前所特佳進行之方法係關於一種連續進行之曼尼希反應，如在歐洲專利申請案13002076.1中所揭示的。依照本發明，此一較佳之初步階段藉由引用與該甲基丙烯醛合成相關之本申請案之揭示內容來說明。
特佳之此類曼尼希反應在每一情況下以所用之丙醛計，在0.1至20莫耳%之有機鹼(較佳是二級胺)和0.1至20莫耳%之酸存在下，於100至300℃之溫度及5至100巴之壓力下進行。
該等酸通常是無機酸或有機單、二或多羧酸，較佳是單羧酸，尤其是脂族單羧酸。特佳是使用至少一種有機酸(更佳是乙酸)轉化丙醛和甲醛。該酸之比例以丙醛計是在0.1與20莫耳%之間，有利地是0.5至10莫耳%，較佳是1至5莫耳%。
該有機鹼較佳是胺，更佳是二級胺。有用之胺的實例 包括：二甲基胺、二乙基胺、甲基乙基胺、甲基丙基胺、二丙基胺、二丁基胺、二異丙基胺、二異丁基胺、甲基異丙基胺、甲基異丁基胺、甲基第二丁基胺、甲基(2-甲基戊基)胺、甲基(2-乙基己基)胺、吡咯啶、哌啶、嗎福林、n-甲基哌、n-羥乙基哌、哌、六亞甲基亞胺、二乙醇胺、甲基乙醇胺、甲基環己基胺、甲基環戊基胺、二環己基胺或對應之混合物。有機鹼之比例以丙醛計是在0.1與20莫耳%之間，有利地是0.5至10莫耳%，較佳是1至5莫耳%。
較佳選擇胺對酸之當量比率以在反應前在該反應混合物中獲得2.5至9之pH。
在依照本發明待處置之含胺的反應水中，除了所述之成分和副產物之外，可以存在另外殘存之反應物或其轉化產物。更特別地，這些是觸媒成分諸如二級胺和有機酸以及由彼所生成之鹽。這些觸媒之副產物在處置上是特別令人感興趣的。在此之實例特別包括更高烷基化之胺，特別是諸如三甲基胺，當使用二甲基胺作為該原初觸媒胺時。少量反應物或產物也可存在於該含胺之反應水中。這些之實例是甲基丙烯醛、甲醛、三聚甲醛和丙醛。同樣地存在於該含胺之反應水中的反應副產物會是例如甲基丙烯醛之二聚體、寡聚物或聚合物。此外，依照該程序體系，也可存在另外之輔劑，諸如有機溶劑，例如甲醇、甲酸、丙醇、二、四氫呋喃或甲氧基乙醇，以及在該反應基質中所存在或生成之其他物質。
在此一程序中，該產物(亦即甲基丙烯醛)通常利用蒸餾塔移除。待後處理之反應溶液可被饋至該塔上、進入該塔中、或該塔下方。在此塔之蒸發器部位中，收集底部組成物，其主要係由反應水構成或包含大量之水，其與該福馬林溶液進入該循環程序中。此另外包含觸媒成分，例如該有機酸和該二級胺或由彼所生成之鹽以及該反應、該觸媒溶液或由二者之結合的副產物。此種該觸媒溶液之副產物可以是例如三甲基胺，其已由二甲基胺所生成。此觸媒水溶液較佳可在該進料下方(特別是在該塔底部)撤出。以此方式產生之反應水係由下列構成：已經添加以作為觸媒溶液之水、在該反應中所生成之水及隨意地來自該甲醛溶液之水。在較少程度上應列入考慮之另外的水源是該技術級反應物(諸如丙醛)之組分以及在該觸媒成分與反應物、副產物和反應產物之不同副反應中所生成之水以及由在反應條件下所生成之所有這些成分所產生之反應水。
在一替代的程序配置中，該含胺之反應水係利用相分離器由產物分離出，且來自此相分離器之含胺之反應水係直接或在另外之精製後完全或部分地饋至該熱氧化器。然後該有機相順序地送至蒸餾塔，利用此蒸餾塔回收該甲基丙烯醛。來自此蒸餾塔之底部物可順序地導回該相分離器，進入該反應空間，或同樣地完全或部分地進入該熱氧化器。
為供另外之處理，若使用極少之胺及/或酸且因此不值得回收該觸媒，則該底部液體可被廢棄。然而因有高度 的有機污染(尤其是受胺之污染)，此種水不適合直接生物後處理且必須熱處置，更特別地是利用熱氧化器處置。
在該底部輸出物中有相對高之胺及/或酸濃度的情況中，也可將該水部分地藉由蒸餾移除且可將該觸媒溶液再循環回該反應器。然而在此一程序中，副產物累積在此觸媒溶液中，以致觸媒溶液必須定期地再生，且所排放的部分必須以類似上述程序之方式被熱處置。
也可將該底部輸出物分成二道子流(substream)，以致一道子流含有萃取量之於該反應中所生成或與該起始物質同被導入之水。然後此子流被排放且將其餘部份再循環於該反應器中。所排放的部分在此方法中會被熱處置。
更佳地，依照本發明，將該含胺之反應水在該進料下方部分地撤出，較佳是由蒸餾塔底部被撤出，且利用所述之熱氧化器被熱處置。將該底部物之其餘部分通入該工廠之反應空間。
較佳地，該含胺之反應水以該天然氣速率對該燃燒器計，係以在0.3與3.6莫耳/立方公尺(STP)之間的量被計量加入該氧化區中。另外較佳地，以經計量加入該熱氧化器中之水的總量計，所計量加入之胺的濃度是在17與350莫耳/立方公尺之間。
在本發明之另一具體例中，例如由該蒸餾塔底部所撤出之含胺的反應水係通過薄膜分離階段。所得之殘液(亦即在該薄膜階段前，在該進料流為相對下方之水相)然後可部分地或完全地再循環於該反應迴路中或依照本發明被 排放且送至該熱氧化器。可選擇地或另外地，在該有機組分或胺組分濃度太高以致不能用於其他種類之利用或處置的情況中，也可將該滲透液送至依照本發明之熱氧化器中。以此方式，在該反應空間中之水含量及觸媒含量的最佳控制是可能的，同時最理想地利用且減少所要之轉化所需之觸媒量，以及安全並與環境相容地處置殘留之觸媒水溶液，且有能力控制及減少在該熱氧化器中所產生之氧化氮排放物且同時與原初藉由單一路徑反應所產生之卡路里值相比，在此時期產生更高之卡路里值，其供應至該熱氧化器中。此通常能節省天然氣或燃料。
在依照本發明之方法的一變化型中，將氨、尿素或胺另外計量加入該熱氧化器之還原區中。與此另外而可選擇之特徵相關的，此變化型對應於該先前技藝且用於進一步減低所生成之氮氧化物之比例。該還原主要形成元素氮。由於依照本發明之方法，然而，與該先前技藝相比，僅需要將明顯少量之所列物質之一饋入該還原區。然而較佳地，該方法係在完全無此另外之進料下進行。
在依照本發明之方法的另一變化型中，來自另一程序而包含有機成分之待燃燒的液體係另計量加入該熱氧化器之第一或第二區中。此液體同樣可以是純有機物或可以是水溶液或混合物形式。該計量加入經常可直接地於第一區內的火焰中進行，或獨立地在第二區內進行，或與該含胺之反應水一同進行。
更佳地，在此變化型中所另外計量加入之液體包含來 自甲基丙烯醛至甲基丙烯酸甲酯之轉化及/或甲基丙烯醛至甲基丙烯酸之直接轉化的廢產物。對應之程序在Nagai et al.,(http：//www.sumitomochem.co.jp/english/rd/report/theses/docs/20040200_30a.pdf)中描述且討論。更特別地，這些包括甲基丙烯醛至MMA的直接氧化性酯化及甲基丙烯醛至甲基丙烯酸的氣相氧化。
在依照本發明之方法的另一變化型中，將來自其他程序之包含有機組分的待燃燒液體或待燃燒氣流另外饋至該熱氧化器之第一或第二區中，尤其是那些將反應物提供給依照本發明之甲基丙烯醛程序的另外程序。在此應特別提及用於該甲基丙烯醛程序之起始物質的製造程序，諸如由乙烯和合成氣起始之丙醛程序及由甲醇起始之多種福馬林程序。這些液體同樣地可以有機形式純化地存在或以水溶液或混合物形式存在。該計量加入通常可直接地於第一區內的火焰中進行，或獨立地在第二區內進行，或與該含胺之反應水一同進行。更佳地，在此變化型中所另外計量加入之液體包含來自乙烯與合成氣之反應以獲得丙醛之程序及/或甲醇至福馬林之轉化的廢產物。
製備丙醛之程序同樣地已在文獻中廣泛地被描述，正如已描述含戊烯醛之有機廢棄物之產生，該有機廢棄物由該乙烯之氫甲醯化之副反應，經所要產物之連續反應所產生且也可藉由依照本發明之方法與該甲基丙烯醛程序之含胺相一同被燃燒及熱利用。
依照本發明之方法的大優點是：彼可利用相對簡單且 不昂貴之工廠來進行。該等工廠與低水準之資本成本相關。同時，該等工廠容易維護且因此有低水準之維護成本。
以下實例用於另外闡明本發明之較佳具體例，卻無意用此對本發明加諸限制。
(1)‧‧‧該熱氧化器之第一區
(2)‧‧‧該熱氧化器之第二氧化區
(3)‧‧‧該熱氧化器之第三還原區
(4)‧‧‧火焰
(5)‧‧‧空氣或氧進料
(6)‧‧‧燃料進料
(7)‧‧‧含胺之反應水進料
(8)‧‧‧隨意之至少另一種待燃燒液體或至少一種待燃燒氣體進料
(9)‧‧‧隨意之氨或第二種胺進料
圖1：依照本發明操作之熱氧化器。
使用經設計以每小時燃燒35吐(to)之廢水的熱氧化器。在進行時，每小時產生73吐之蒸氣(在343℃ 36巴下)。在此程序中，每小時有4.5吐之天然氣被燃燒，其對應於約62MW之功率消耗。該熱氧化器另外配備一進入該熱氧化器之氧化區的入口。該入口具有經空氣操作的二相噴嘴。所用之反應水是包含40重量%之二甲基胺的廢水。所報告之氮氧化物的濃度係利用在該排氣中之IR分析在管線內測量且係關於在操作數分鐘後所達到之穩態。以下程序參數係在所有實驗中被觀察。
廢水流速：21.6至23.5吐/小時。
在還原區中之氣相溫度：870至905℃
排氣速率：128 000至132 000立方公尺/小時
廢空氣進料(具有低有機物含量之另外的程序空氣)：2000立方公尺(STP)/小時
氨溶液濃度：20重量%
在本發明之實例1至7中，將該含胺之反應水饋入該熱氧化器之氧化區中。在實例1至6中，另外將氨溶液噴入該熱氧化器之還原區中。此在實例7中並不進行。
在基礎負荷實例1至4中，並不將二甲基胺饋入，且在基礎負荷實例1中也不饋入氨。在基礎負荷實例1中所測得之在排氣中的氮氧化物濃度值可視為該熱氧化器之基礎負荷。這些氮氧化物係由所饋入之空氣中的元素氮(經常是在火焰本身內)形成。
在類似之本發明的實例8至10中，將二甲基胺溶液直接饋入該熱氧化器之第一區(該燃燒室)中。
實驗顯示：不管進料點為何，來自胺催化程序之含胺的反應水出人意外地可在熱氧化器中被處置並形成僅極少 量之氮氧化物且饋入僅少量或甚至不饋入氨。
實例7與實例10之比較另顯示：用於使該含氨之水溶液進入該熱氧化器之進料點具有與減少氮氧化物形成相關之另外出人意外的效果。實例7另外極出人意外地顯示：藉由本發明之方法，可在該熱氧化器之還原區中完全免用氨進料。

Claims (16)

  1. 一種來自胺催化程序之含胺之反應水的處置方法，在該胺催化程序中丙醛係與甲醛反應以產生甲基丙烯醛，其特徵在於該處置係藉由在熱氧化器中燃燒而進行，其中該熱氧化器係由包含燃燒器、燃料供應及空氣供應之第一區、第二氧化區及氧含量低於3體積%之第三還原區所構成。
  2. 如申請專利範圍第1項之方法，其中曼尼希(Mannich)反應係在每一情況下以丙醛計0.1至20莫耳%之有機鹼及0.1至20莫耳%之酸的存在下，於100至300℃之溫度及5至100巴之壓力下連續進行。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之方法，其中該含胺之反應水係由蒸餾塔底部取出且將其餘的底部物通入工廠之反應空間。
  4. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該含胺之反應水是來自已通過薄膜分離階段之蒸餾塔底部物的阻留物。
  5. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該第一與第二區之間的轉變點是在該熱氧化器中於熱氧化器中之溫度降至低於1100℃處，且其中該第二與第三區之間的轉變點是在該熱氧化器中於熱氧化器內之氧含量降至低於3體積%之處。
  6. 如申請專利範圍第5項之方法，其中該含胺之反應水係經噴入該第二氧化區中。
  7. 如申請專利範圍第5項之方法，其中在該熱氧化器之氧化區中溫度係介於850與1100℃之間且氧含量係介於5與21體積%之間。
  8. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該含胺之反應水係直接噴入該第一區之火焰中。
  9. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該含胺之反應水係噴入該熱氧化器之第三還原區中。
  10. 如申請專利範圍第1項之方法，其中另將氨、尿素或胺計量加入該熱氧化器之還原區中。
  11. 如申請專利範圍第1項之方法，其中另將至少一種來自另一程序之包含有機組分的待燃燒液體計量加入該熱氧化器之第一或第二區中。
  12. 如申請專利範圍第11項之方法，其中該另一程序是一種用於將甲基丙烯醛轉化成甲基丙烯酸甲酯或甲基丙烯酸的程序。
  13. 如申請專利範圍第11項之方法，其中該另一程序是一種用於由乙烯和合成氣起始製備丙醛的程序，其產生在該熱氧化器中被燃燒且包含副產物和高沸點物質之廢液相。
  14. 如申請專利範圍第1項之方法，其中另將至少一種來自另一程序之包含有機組分及/或氫的待燃燒氣相計量加入該熱氧化器之第一或第二區。
  15. 如申請專利範圍第14項之方法，其中該另一程序是一種用於由甲醇起始製備福馬林的程序，其產生在該熱氧化器中被燃燒的含氫排氣。
  16. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該含胺之反應水以燃燒器之天然氣速率計係以介於0.3與3.6莫耳/立方公尺(STP)之間的量計量加入該氧化區。
TW103124909A 2013-07-24 2014-07-21 胺催化程序中觸媒水溶液的循環與處置 TWI640502B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
??13177840.9 2013-07-24
EP13177840 2013-07-24

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201516026A TW201516026A (zh) 2015-05-01
TWI640502B true TWI640502B (zh) 2018-11-11

Family

ID=48856534

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW103124909A TWI640502B (zh) 2013-07-24 2014-07-21 胺催化程序中觸媒水溶液的循環與處置

Country Status (10)

Country Link
US (1) US9816703B2 (zh)
EP (1) EP3024811B1 (zh)
JP (1) JP6440708B2 (zh)
KR (1) KR102250337B1 (zh)
CN (1) CN105705480B (zh)
RU (1) RU2016104904A (zh)
SA (1) SA516370426B1 (zh)
SG (1) SG11201600170PA (zh)
TW (1) TWI640502B (zh)
WO (1) WO2015010944A1 (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110612280B (zh) 2017-05-25 2022-11-01 罗门哈斯公司 用于制备甲基丙烯醛的方法
EP3613726A1 (en) 2018-08-21 2020-02-26 Röhm GmbH Continuous process for preparing methacrolein
US10719464B1 (en) * 2019-05-01 2020-07-21 Xilinx, Inc. Lock circuit for competing kernels in a hardware accelerator
EP3786147A1 (de) 2019-08-30 2021-03-03 Röhm GmbH Verfahren zur herstellung von methacrolein aus formaldehyd und propionaldehyd sowie herstellanlage hierfür
EP3786146A1 (de) 2019-08-30 2021-03-03 Röhm GmbH Verfahren zur herstellung von methacrolein aus formaldehyd und propionaldehyd sowie herstellanlage hierfür

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4316878A (en) * 1979-02-08 1982-02-23 Nittetu Chemical Engineering Ltd. Method for the combustive treatment of waste fluids containing nitrogen compounds
US4496770A (en) * 1982-04-14 1985-01-29 Basf Aktiengesellschaft Process for the preparation of α-alkylacroleins

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3106557A1 (de) * 1981-02-21 1982-09-16 Basf Ag, 6700 Ludwigshafen Verfahren zur herstellung von (alpha)-alkylacroleinen
EP2976320B1 (en) 2013-03-18 2020-02-12 Röhm GmbH Process for preparation of methacrylic acid and methacrylic acid esters
CN108164417B (zh) 2013-04-19 2021-07-06 罗姆化学有限责任公司 制备甲基丙烯酸甲酯的方法
EP2829531A1 (de) * 2013-07-24 2015-01-28 Evonik Industries AG Verfahren zur Regulierung des Wassergehalts in einem kontinuierlichen Verfahren zur Herstellung von Methacrolein

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4316878A (en) * 1979-02-08 1982-02-23 Nittetu Chemical Engineering Ltd. Method for the combustive treatment of waste fluids containing nitrogen compounds
US4496770A (en) * 1982-04-14 1985-01-29 Basf Aktiengesellschaft Process for the preparation of α-alkylacroleins

Also Published As

Publication number Publication date
EP3024811A1 (de) 2016-06-01
CN105705480A (zh) 2016-06-22
KR20160034399A (ko) 2016-03-29
RU2016104904A3 (zh) 2018-03-30
JP6440708B2 (ja) 2018-12-19
KR102250337B1 (ko) 2021-05-10
CN105705480B (zh) 2018-04-06
TW201516026A (zh) 2015-05-01
EP3024811B1 (de) 2019-11-20
WO2015010944A1 (de) 2015-01-29
SA516370426B1 (ar) 2018-02-04
SG11201600170PA (en) 2016-02-26
US9816703B2 (en) 2017-11-14
JP2017503751A (ja) 2017-02-02
RU2016104904A (ru) 2017-08-29
US20160138804A1 (en) 2016-05-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI640502B (zh) 胺催化程序中觸媒水溶液的循環與處置
RU2665708C2 (ru) Способ получения метилметакрилата
US7531699B2 (en) Acrolein Preparation Method
CN101563311B (zh) 从甘油制备丙烯酸的方法
TWI468383B (zh) 由甘油製造丙烯醛及／或丙烯酸的方法
KR101516831B1 (ko) 글리세롤 기화 방법
TW201625512A (zh) 用於製備甲基丙烯醛之最佳化製程
US9611204B2 (en) Method of regulating the water content in a continuous method for producing methacrolein
CN110678439B (zh) 用于制备甲基丙烯醛的方法
CN114401941A (zh) 氧化酯化的反应器输出物的简化后处理
KR102602120B1 (ko) 메타크롤레인의 제조 방법
CN105722814A (zh) 作为甲基丙烯醛合成中的共催化剂的烷基叔胺
JP7592701B2 (ja) ホルムアルデヒドおよびプロピオンアルデヒドからメタクロレインを製造する方法、ならびにその製造装置
JP2023536830A (ja) 循環式で行われる反応ステップにおける活性損失を最小化するための方法
JP2022546074A (ja) ホルムアルデヒドおよびプロピオンアルデヒドからメタクロレインを製造する方法、ならびにその製造装置
KR20090090134A (ko) 고순도 메틸알의 제조방법 및 제조장치
CN118598748A (zh) 一种煤基路线c2法制备mma的方法
SU891583A1 (ru) Способ утилизации сточных вод
UA125838C2 (uk) Спосіб і пристрій для каталітичної конверсії суміші речовин

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees