Усовершенствованные способы разделения - RU2002127587A

Реферат

1. Способ отделения одного или нескольких конечных продуктов от жидкого продукта реакции, включающего комплексный катализатор металл-фосфорорганический лиганд, необязательно свободный фосфорорганический лиганд, один или несколько указанных конечных продуктов, один или несколько неполярных реакционных растворителей и один или несколько полярных реакционных растворителей, в котором указанный жидкий продукт реакции имеет характеристики фазового состояния, показанные на фиг.1, причем данный способ включает (1) подачу указанного жидкого продукта реакции из реакционной зоны в зону разделения, (2) регулирование концентрации одного или нескольких указанных неполярных реакционных растворителей и одного или нескольких указанных полярных реакционных растворителей, температуры и давления в указанной зоне разделения до значений, достаточных для достижения разделения на две несмешивающиеся жидкие фазы, изображенные областями 2, 4 и 6 на фиг.1, включающими полярную фазу и неполярную фазу, и предотвращения или сведения к минимуму образования трех несмешивающихся жидких фаз, изображенных областью 5 на фиг.1, и одной гомогенной жидкой фазы, изображенной областями 1, 3 и 7 на фиг.1, и (3) отделение указанной полярной фазы от указанной неполярной фазы или указанной неполярной фазы от указанной полярной фазы.

2. Способ отделения одного или нескольких продуктов разложения фосфорорганического лиганда, одного или нескольких побочных продуктов реакции и одного или нескольких конечных продуктов от жидкого продукта реакции, включающего один или несколько непрореагировавших реагентов, комплексный катализатор металл-фосфорорганический лиганд, необязательно свободный фосфорорганический лиганд, один или несколько указанных продуктов разложения фосфорорганического лиганда, один или несколько указанных побочных продуктов реакции, один или несколько указанных конечных продуктов, один или несколько неполярных реакционных растворителей и один или несколько полярных реакционных растворителей, в котором указанный жидкий продукт реакции имеет характеристики фазового состояния, показанные на фиг.1, причем данный способ включает (1) подачу указанного жидкого продукта реакции из реакционной зоны в зону разделения, (2) регулирование концентрации одного или нескольких указанных неполярных реакционных растворителей и одного или нескольких указанных полярных реакционных растворителей, температуры и давления в указанной зоне разделения до значений, достаточных для получения разделения на две несмешивающиеся жидкие фазы, изображенные областями 2, 4 и 6 на фиг.1, включающими полярную фазу и неполярную фазу, и предотвращения или сведения к минимуму образования трех несмешивающихся жидких фаз, изображенных областью 5 на фиг.1, и одной гомогенной жидкой фазы, изображенной областями 1, 3 и 7 на фиг.1, и (3) отделение указанной полярной фазы от указанной неполярной фазы или указанной неполярной фазы от указанной полярной фазы.

3. Способ получения одного или более конечных продуктов, включающий (1) взаимодействие в реакционной зоне одного или нескольких реагентов в присутствии комплексного катализатора металл-фосфорорганический лиганд, необязательно свободного фосфорорганического лиганда, одного или нескольких неполярных реакционных растворителей и одного или нескольких полярных реакционных растворителей с образованием жидкого продукта реакции, включающего указанный комплексный катализатор металл-фосфорорганический лиганд, указанный необязательно свободный фосфорорганический лиганд, один или несколько указанных конечных продуктов, один или несколько указанных неполярных реакционных растворителей и один или несколько указанных полярных реакционных растворителей, где указанный жидкий продукт реакции имеет характеристики фазового состояния, показанные на фиг.1; (2) подачу указанного жидкого продукта реакции из указанной реакционной зоны в зону разделения, (3) регулирование концентрации одного или нескольких указанных неполярных реакционных растворителей и одного или нескольких указанных полярных реакционных растворителей, температуры и давления в указанной зоне разделения до значений, достаточных для получения разделения на две несмешивающихся жидкие фазы, изображенные областями 2, 4 и 6 на фиг.1, включающими полярную фазу и неполярную фазу, и предотвращения или сведения к минимуму образования трех несмешивающихся жидких фаз, изображенных областью 5 на фиг.1, и одной гомогенной жидкой фазы, изображенной областями 1, 3 и 7 на фиг.1, и (4) отделение указанной полярной фазы от указанной неполярной фазы или указанной неполярной фазы от указанной полярной фазы.

4. Способ получения одного или нескольких конечных продуктов, включающий (1) взаимодействие в реакционной зоне одного или нескольких реагентов в присутствии комплексного катализатора металл-фосфорорганический лиганд, необязательно свободного фосфорорганического лиганда, одного или нескольких неполярных реакционных растворителей и одного или нескольких полярных реакционных растворителей с образованием жидкого продукта реакции, включающего один или несколько непрореагировавших реагентов, указанный комплексный катализатор металл-лиганд, указанный необязательно свободный фосфорорганический лиганд, один или несколько продуктов разложения фосфорорганического лиганда, один или несколько побочных продуктов реакции, один или несколько указанных конечных продуктов, один или несколько указанных неполярных реакционных растворителей и один или несколько указанных полярных реакционных растворителей, где указанный жидкий продукт реакции имеет характеристики фазового состояния, показанные на фиг.1; (2) подачу указанного жидкого продукта реакции из указанной реакционной зоны в зону разделения, (3) регулирование концентрации одного или нескольких указанных неполярных реакционных растворителей и одного или нескольких указанных полярных реакционных растворителей, температуры и давления в указанной зоне разделения до значений, достаточных для получения разделения на две несмешивающиеся жидкие фазы, изображенные областями 2, 4 и 6 на фиг.1, включающими полярную фазу и неполярную фазу, и предотвращения или сведения к минимуму образование трех несмешивающихся жидких фаз, изображенных областью 5 на фиг.1, и одной гомогенной жидкой фазы, изображенной областями 1, 3 и 7 на фиг.1, и (4) отделение указанной полярной фазы от указанной неполярной фазы или указанной неполярной фазы от указанной полярной фазы.

5. Способ по п.1, где (i) указанная неполярная фаза включает комплексный катализатор металл-фосфорорганический лиганд, необязательно указанный свободный фосфорорганический лиганд и один или несколько указанных неполярных реакционных растворителей, а указанная полярная фаза включает один или несколько указанных конечных продуктов и один или несколько указанных полярных реакционных растворителей или (ii) указанная полярная фаза включает указанный комплексный катализатор металл-фосфорорганический лиганд, указанный необязательно свободный фосфорорганический лиганд и один или несколько указанных полярных реакционных растворителей и неполярная фаза включает один или несколько указанных конечных продуктов и один или несколько указанных неполярных реакционных растворителей.

6. Способ по п.2, где (i) указанная неполярная фаза включает один или несколько указанных непрореагировавших реагентов, указанный комплексный катализатор металл-фосфорорганический лиганд, указанный необязательно свободный фосфорорганический лиганд и один или несколько указанных неполярных реакционных растворителей, а указанная полярная фаза включает один или несколько указанных продуктов разложения фосфорорганического лиганда, один или несколько указанных побочных продуктов реакции, один или несколько указанных конечных продуктов и один или несколько указанных полярных реакционных растворителей или (ii) указанная полярная фаза включает один или несколько указанных непрореагировавших реагентов, указанный комплексный катализатор металл-фосфорорганический лиганд, указанный необязательно свободный фосфорорганический лиганд и один или несколько указанных полярных реакционных растворителей, а указанная неполярная фаза включает один или несколько указанных продуктов разложения фосфорорганического лиганда, один или несколько указанных побочных продуктов реакции, один или несколько указанных продуктов и один или несколько указанных неполярных реакционных растворителей.

7. Способ по п.1, где (i) фосфорорганический лиганд имеет коэффициент распределения Кр1 между неполярной фазой и полярной фазой, выраженный следующим образом:

где Кр1 имеет значение более чем около 5 и (ii) один или несколько конечных продуктов имеют коэффициент распределения Кр2 между неполярной фазой и полярной фазой, выраженный следующим образом:

где Кр2 имеет значение менее чем около 2, 0.

8. Способ по п.1, где (i) фосфорорганический лиганд имеет коэффициент распределения Кр1 между полярной фазой и неполярной фазой, выраженный следующим образом:

где Кр1 имеет значение более чем около 5 и (ii) один или несколько конечных продуктов имеют коэффициент распределения Кр2 между полярной фазой и неполярной фазой, выраженный следующим образом:

где Кр2 имеет значение менее чем около 2,0.

9. Способ по п.2, где (i) селективность фосфорорганического лиганда в неполярной фазе относительно одного или нескольких конечных продуктов выражена следующим отношением коэффициентов распределения Ef1:

в котором коэффициент распределения Кр1 представляет собой отношение концентрации фосфорорганического лиганда в неполярной фазе после экстракции к концентрации фосфорорганического лиганда в полярной фазе после экстракции, и коэффициент распределения Кр2 представляет собой отношение концентрации конечных продуктов в неполярной фазе после экстракции к концентрации конечных продуктов в полярной фазе после экстракции, и Ef1 имеет значение более чем около 2,5, (ii) селективность фосфорорганического лиганда в неполярной фазе относительно одного или нескольких продуктов разложения фосфорорганического лиганда выражена следующим отношением коэффициентов распределения Ef2:

в котором коэффициент распределения Кр1 является таким, как он определен выше, коэффициент распределения Кр3 представляет собой отношение концентрации продуктов разложения фосфорорганического лиганда в неполярной фазе после экстракции к концентрации продуктов разложения фосфорорганического лиганда в полярной фазе после экстракции, и Ef2 имеет значение более чем около 2, 5 и (iii) селективность фосфорорганического лиганда в неполярной фазе относительно одного или нескольких побочных продуктов реакции выражена следующим отношением коэффициентов распределения Ef3:

в котором коэффициент распределения Кр1 является таким, как он определен выше, коэффициент распределения Кр4 представляет собой отношение концентрации побочных продуктов реакции в неполярной фазе после экстракции к концентрации побочных продуктов реакции в полярной фазе после экстракции и Ef3 имеет значение более чем около 2,5.

10. Способ по п.2, где (i) селективность фосфорорганического лиганда в полярной фазе в отношении одного или нескольких конечных продуктов выражена следующим отношением коэффициентов распределения Ef1:

в котором коэффициент распределения Кр1 представляет собой отношение концентрации фосфорорганического лиганда в полярной фазе после экстракции к концентрации фосфорорганического лиганда в неполярной фазе после экстракции, коэффициент распределения Кр2 представляет собой отношение концентрации конечных продуктов в полярной фазе после экстракции к концентрации конечных продуктов в неполярной фазе после экстракции и Efl имеет значение более чем около 2,5, (ii) селективность фосфорорганического лиганда в полярной фазе относительно одного или нескольких продуктов разложения фосфорорганического лиганда выражена следующим отношением коэффициентов распределения Ef2:

в котором коэффициент распределения Кр1 является таким, как он определен выше, коэффициент распределения Кр3 представляет собой отношение концентрации продуктов разложения фосфорорганического лиганда в полярной фазе после экстракции к концентрации продуктов разложения фосфорорганического лиганда в неполярной фазе после экстракции и Ef2 имеет значение более чем около 2,5, и (iii) селективность фосфорорганического лиганда в полярной фазе относительно одного или нескольких побочных продуктов реакции выражена следующим отношением коэффициентов распределения Ef3:

в котором коэффициент распределения Кр1 является таким, как он определен выше, коэффициент распределения Кр4 представляет собой отношение концентрации побочных продуктов реакции в полярной фазе после экстракции к концентрации побочных продуктов реакции в неполярной фазе после экстракции и Ef3 имеет значение более примерно 2,5.

11. Способ по п.3, включающий процессы гидроформилирования, гидроацилирования (внутримолекулярное и межмолекулярное), гидроцианирования, гидроамидирования, гидроэстерификации, аминолиза, алкоголиза, гидрокарбонилирования, восстановительного гидроформилирования, гидрирования, олигомеризации, гидроксикарбонилирования, карбонилирования, изомеризации или гидрирования с переносом.

12. Способ по п.1, где один или несколько указанных неполярных растворителей выбраны из алканов, циклоалканов, алкенов, алкадиенов, альдегидов, кетонов, простых эфиров, сложных эфиров, аминов, ароматических соединений, силанов, силиконов, диоксида углерода и их смесей, и один или несколько указанных полярных реакционных растворителей выбраны из нитрилов, лактонов, спиртов, циклических ацеталей, пирролидонов, формамидов, сульфоксидов, воды и их смесей.

13. Способ по п.12, где один или несколько указанных неполярных реакционных растворителей выбраны из пропана, 2,2-диметилпропана, бутана, 2, 2-диметилбутана, пентана, простого изопропилового эфира, гексана, триэтиламина, гептана, октана, нонана, декана, изобутилизобутирата, трибутиламина, ундекана, 2,2,4-триметилпентилацетата, изобутилгептилкетона, диизобутилкетона, циклопентана, циклогексана, изобутилбензола, н-нонилбензола, н-октилбензола, н-бутилбензола, п-ксилола, этилбензола, 1,3,5-триметилбензола, м-ксилола, толуола, о-ксилола, децена, додецена, тетрадецена, бутадиена, гептадеканаля и их смесей, а один или несколько указанных полярных реакционных растворителей выбраны из пропионитрила, 1,3-диоксолана, 3-метоксипропионитрила, 1-метил-2-пирролидинона, N,N-диметилформамида, 2-метил-2-оксазолина, адипонитрила, ацетонитрила, эпсилон-капролактона, глутаронитрила, 3-метил-2-оксазолидинона, диметилсульфоксида, сульфолана, воды и их смесей.

14. Способ по п.1, где указанный комплексный катализатор металл-фосфорорганический лиганд включает родий, образующий комплекс с фосфорорганическим лигандом, таким как:

(i) триорганофосфиновый лиганд, формулы

где R¹ является одинаковым или различным и представляет замещенный или незамещенный одновалентный углеводородный радикал, содержащий от 1 до 24 атомов углерода или более;

(ii) моноорганофосфит, формулы

где R³ представляет замещенный или незамещенный трехвалентный углеводородный радикал, содержащий от 4 до 40 атомов углерода или более;

(iii) диорганофосфит, формулы

где R⁴ представляет замещенный или незамещенный двухвалентный углеводородный радикал, содержащий от 4 до 40 атомов углерода или более, и W представляет замещенный или незамещенный одновалентный углеводородный радикал, содержащий от 1 до 18 атомов углерода или более;

(iv) триорганофосфит, формулы

где каждый R⁸ является одинаковым или различным и представляет замещенный или незамещенный одновалентный углеводородный радикал;

(v) органополифосфит, содержащий два или более атомов третичного (трехвалентного) фосфора, формулы

где X¹ представляет замещенный или незамещенный n-валентный углеводородный мостиковый радикал, содержащий от 2 до 40 атомов углерода, каждый R⁹ является одинаковым или различным и представляет двухвалентный углеводородный радикал, содержащий от 4 до 40 атомов углерода, каждый R¹⁰ является одинаковым или различным и представляет замещенный или незамещенный одновалентный углеводородный радикал, содержащий от 1 до 24 атомов углерода, а и b могут быть одинаковыми или различными и каждый имеет значение от 0 до 6, при условии, что сумма а+b составляет от 2 до 6 и n равно а+b.

15. Способ по п.3, где зона разделения включает один или несколько испарителей, одну или несколько дистилляционных колонн, один или несколько противоточных экстракторов для фракционной экстракции или их допустимые комбинации, размещенные параллельно или последовательно.

16. Способ по п.15, где (i) жидкий продукт реакции сначала поступает в испаритель или дистилляционную колонну или другое устройство для разделения с целью удаления, по меньшей мере, некоторых конечных продуктов, побочных продуктов реакции и/или непрореагировавших реагентов и полученный жидкий продукт реакции, обедненный конечными продуктами, побочными продуктами реакции и/или непрореагировавшими реагентами, поступает затем в противоточный экстрактор для фракционной экстракции, или (ii) жидкий продукт реакции сначала поступает в испаритель и/или дистилляционную колонну или другое устройство для разделения с целью удаления, по меньшей мере, некоторых побочных продуктов реакции и/или непрореагировавших реагентов и полученный жидкий продукт реакции, обедненный побочными продуктами реакции и/или непрореагировавшими реагентами, поступает затем в противоточный реактор для фракционной экстракции.

17. Способ по п.3, где (i) один или несколько указанных реагентов включают один или несколько указанных алкадиенов, а указанные один или несколько конечных продуктов включают один или несколько ненасыщенных спиртов, (ii) один или несколько указанных реагентов включают один или несколько ненасыщенных спиртов, а один или несколько указанных конечных продуктов включают один или несколько гидроксиальдегидов, (iii) один или несколько указанных реагентов включают один или несколько ненасыщенных альдегидов, а один или несколько указанных конечных продуктов включают один или несколько диальдегидов или (iv) один или несколько указанных реагентов включают один или несколько ненасыщенных нитрилов, а один или несколько указанных конечных продуктов включают один или несколько формилнитрилов.

18. Реакционная смесь, содержащая один или несколько конечных продуктов, где указанная реакционная смесь получена способом по п.3.

19. Способ по п.3, дополнительно включающий получение производных одного или несколько конечных продуктов, в котором реакция получения производных включает гидрирование, эстерификацию (получение сложных эфиров), этерификацию (получение простых эфиров), аминирование, алкилирование, дегидрирование, восстановление, ацилирование, конденсацию, карбоксилирование, карбонилирование, окисление, циклизацию, восстановительное аминирование, силилирование, гидролиз, полимеризацию, сополимеризацию, и их допустимые комбинации.

20. Способ по п.1, где разделение фаз включает разделение фаз жидкость-жидкость, противоточную экстракцию или фракционную противоточную экстракцию.