能减少铑损失的、铑催化的烯烃醛化方法
工业上,使用钴或铑催化剂将烯烃醛化而制得醛和/或醇。其中主要以选用铑催化剂为优,因为利用它可以得到更高的选择度和产量。然而,和钴相比铑较为昂贵,所以在使用铑催化剂将烯烃醛化制备相应的醛的过程中,催化剂并非无关紧要的成本因素。因此,为了提高经济性,必须降低该特定的催化剂消耗量。在此,将化剂量理解为在长时间工作时必须加入到反应过程中去的量,以保证催化剂处于一个恒定的活性水平上。铑催化的烯烃转化为相应的醛的反应主要是在均匀液相中进行的。当醛化在均相(即催化剂、烯烃、产物、溶剂等存在于一相中)进行时,问题在于在反应后要将催化剂从反应产物中分离出来。而这可以简单地通过馏去未反应的起始物和产品来实现;随后再将位于塔底且通常溶于高沸点成分中的催化剂送回到反应器中。蒸馏过程可以连续或间歇地进行。这些方法的缺点在于持续地消耗三苯基膦。从中通过氧化能得到等量的三苯基氧化膦。为了限制它们在催化剂液体或反应器中浓缩,就需要设置排放流,而这样做的结果是又将铑放出了。此外,还需要用到氧化设备。而如果不是使用空气来氧化,则氧化反应过程中氧化剂的费用又将是一笔支出。在铑催化剂存在条件下,烯烃的醛化反应中经常会生成作为副产品的少量高沸物。高沸物是醛醇化和缩醛化的产物,并且也是这些酸通过醛的不均匀转化为酸和醇而产生的酯。在对醛化反应产物的蒸馏过程中,这些高沸物会和铑化合物一起残留在蒸馏器底部。为了使醛化反应器中高沸物的浓度在一个连续的过程中保持在一个恒定的值上,就必须在准稳态下分离出与醛化反应中生成的量相应的一定量的高沸物。这是通过有目的地将部分蒸馏残留物放出来实现的。利用排放流也能将部分量的活性铑催化剂从生产流程中去除。在理想情况下,被排放出的铑的量应该正好与必须在连续过程中追加入以保持稳定状态的铑的量一致。
本文的内容在于提供一种制备醛和醇的方法,该方法是用铑催化醛化具有6-20个碳原子的烯烃,然后将醛化反应产物蒸馏分离成醛化产物和含铑的溶液,并将该溶液回流到醛化反应器中,其中被回流的含铑的溶液中铑的浓度为20-150质量-ppm。本方法的起始材料是具有6-20个碳原子且在末端和/或中间位上具有C-C双键的烯烃或烯烃混合物。该混合物可以由具有相同、相似(±2)或明显不同(>±2)的碳原子数的烯烃组成。可用作起始材料,可以是纯净物形式、异构体混合物形式或与其他不同碳原子数的烯烃的混合物形式的烯烃的例子有:1-、2-或3-己烯,1-庚烯,具有内双键的直链庚烯(2-庚烯、3-庚烯等),直链庚烯的混合物,2-或3-甲基-1-己烯,1-辛烯,具有内双键的直链辛烯,直链辛烯的混合物,2-或3-甲基庚烯,1-壬烯,具有内双键的直链壬烯,直链壬烯的混合物,2-、3-或4-甲基辛烯,1-、2-、3-、4-或5-癸烯,2-乙基-1-辛烯,1-十二碳烯,具有内双键的直链十二碳烯,直链十二碳烯的混合物,1-十四碳烯,具有内双键的直链十四碳烯,直链十四碳烯的混合物,1-十六碳烯,具有内双链的直链十六碳烯,直链十六碳烯的混合物。其他适合的起始材料是在丙烯的二聚作用中形成的己烯(二丙烯)异构体混合物,在丁烯的二聚作用中形成的辛烯(二丁烯)异构体混合物,在丙烯的三聚作用中形成的壬烯(三丙烯)异构体的混合物,在丙烯的四聚作用或丁烯的三聚作用中形成的十二碳烯(四丙烯或三丁烯)异构体混合物,在丁烯的四聚作用中形成的十六碳烯(四丁烯)混合物以及由不同碳原子数(优选2-4)的烯烃共低聚制备得的烯烃混合物,且如果适宜,其在蒸馏分离后存在于具有相同或相似(±2)碳原子数的馏分中。还可以使用通过Fischer-Tropsch合成法制得的烯烃或烯烃混合物。此外,也可以使用通过烯烃易位作用或其他技术手段制得的烯烃。优选的起始材料是辛烯、壬烯、十二碳烯或十六碳烯的异构体混合物,即低级烯烃如正丁烯、异丁烯或丙烯的低聚物。其他由C5-烯烃得到的低聚物也同样是适宜的起始物。改性的铑络合物可以用来作为本方法的催化剂。这些铑催化剂可以其活性络合物的形式引入到该方法中去,但在工业上通常更为简单地是从稳定且易于储存的铑化合物原位制备活性催化剂。适合本发明的铑化合物有,例如,铑(II)和铑(III)的盐如氯化铑(III),硝酸铑(III),硫酸铑(III),硫酸钾铑,铑(II)或铑(III)的羧酸盐,铑(II)或铑(III)的醋酸盐,铑(II)的辛酸盐,铑(II)的壬酸盐,铑(III)的氧化物,铑(III)酸盐,六氯铑(III)酸三铵。其他适合的铑络合物有如二羰基乙酰丙酮铑,乙酰丙酮二乙烯铑。特别合适的为醋酸铑、辛酸铑和壬酸铑。