本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種甲乙酮的制備方法，該方法包括以下步驟：(1)在酯交換催化劑的存在下，將乙酸仲丁酯和低碳醇加到催化精餾塔中進行酯交換反應(yīng)，其中，所述低碳醇為C1-C3的醇；(2)在脫氫催化劑的存在下，將步驟(1)中得到的塔釜液或者從步驟(1)中得到的塔釜液中分離出的仲丁醇進行脫氫反應(yīng)。在本發(fā)明專利技術(shù)的所述方法中，由乙酸仲丁酯和低碳醇制備仲丁醇的步驟可以獲得較高的原料轉(zhuǎn)化率和仲丁醇選擇性。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及。
技術(shù)介紹
甲乙酮又稱2-丁酮，是一種重要的低沸點溶劑，能與眾多溶劑形成共沸物，對合成橡膠、纖維衍生物、油脂等有很強的溶解能力，廣泛應(yīng)用于涂料、粘合劑、潤滑油、染料以及印刷油墨等領(lǐng)域。同時，它還可生產(chǎn)甲乙酮過氧化物、甲乙酮肟等制備香料、抗氧化劑以及某些催化劑的中間體。甲乙酮的生產(chǎn)方法有正丁烯法、丁烷液相氧化法、異丁苯法、異丁烯氧化法、丁二 烯催化水解法、混合C4烴氧化法、發(fā)酵法等十余種。工業(yè)生產(chǎn)方法主要為正丁烯法、丁烷液相氧化法和異丁苯法，其中又以正丁烯法應(yīng)用工業(yè)化生產(chǎn)最為普遍。然而，上述三種工業(yè)生產(chǎn)方法均采用化石資源作為生產(chǎn)原料，并存在產(chǎn)物回收分離系統(tǒng)復(fù)雜，投資高、能耗大，操作條件嚴(yán)格等問題。具體的，正丁烯一步氧化法由于其反應(yīng)過程使用均相含氯催化劑，腐蝕性強，需要昂貴的鈦材料設(shè)備，副產(chǎn)物氯化物多，分離過程復(fù)雜等缺點而漸被淘汰。正丁烯兩步氧化法包括正丁烯水合制仲丁醇和仲丁醇脫氫制甲乙酮兩個反應(yīng)步驟。正丁烯水合制仲丁醇的方法主要分為以硫酸為催化劑的間接水合法，以及以離子交換樹脂或雜多酸為催化劑的直接水合法兩種工藝，然而，這兩種制備仲丁醇的方法均存在原料轉(zhuǎn)化率低，能耗高等缺點。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是為了克服現(xiàn)有的制備甲乙酮的方法存在的上述缺陷，提供一種新的甲乙酮的制備方法。本專利技術(shù)提供了，該方法包括以下步驟(I)在酯交換催化劑的存在下，將乙酸仲丁酯和低碳醇加到催化精餾塔中進行酯交換反應(yīng)，其中，所述低碳醇為C1-C3的醇；(2)在脫氫催化劑的存在下，將步驟(I)中得到的塔釜液或者從步驟(I)中得到的塔釜液中分離出的仲丁醇進行脫氫反應(yīng)。在本專利技術(shù)的所述甲乙酮的制備方法中，由乙酸仲丁酯和低碳醇制備仲丁醇的步驟可以獲得較高的原料轉(zhuǎn)化率和仲丁醇選擇性。根據(jù)本專利技術(shù)的所述方法，在制備仲丁醇的步驟中，工藝簡單，對生產(chǎn)設(shè)備要求較低，原料易得，能耗低，從而大大降低了生產(chǎn)成本；而且，無需使用乙酸作原料，降低了設(shè)備腐蝕和環(huán)境污染。具體實施例方式根據(jù)本專利技術(shù)的所述甲乙酮的制備方法包括以下步驟(I)在酯交換催化劑的存在下，將乙酸仲丁酯和低碳醇加到催化精餾塔中進行酯交換反應(yīng)，其中，所述低碳醇為C1-C3的醇；(2)在脫氫催化劑的存在下，將步驟(I)中得到的塔釜液或者從步驟(I)中得到的塔釜液中分離出的仲丁醇進行脫氫反應(yīng)。根據(jù)本專利技術(shù)的所述方法，在步驟(I)中，為了進一步提高乙酸仲丁酯的轉(zhuǎn)化率和仲丁醇選擇性，所述酯交換反應(yīng)的操作過程優(yōu)選包括將催化精餾塔內(nèi)的乙酸仲丁酯、低碳醇和酯交換催化劑的混合物加熱至沸騰，并在全回流的條件下反應(yīng)至塔頂溫度達(dá)到所述低碳醇和所述乙酸低碳醇酯的共沸點，然后在回流比為2-5 I的條件下將所述低碳醇和乙酸低碳醇酯的共沸物從塔頂蒸出，待塔頂溫度達(dá)到所述低碳醇的沸點后，將塔釜液排出。根據(jù)本專利技術(shù)的所述方法，在步驟(I)中，催化精餾塔的塔板數(shù)或理論塔板數(shù)優(yōu)選為40-50塊。根據(jù)本專利技術(shù)的所述方法，在步驟(I)中，乙酸仲丁酯與所述低碳醇的摩爾比可以為1: 2-10，優(yōu)選為1: 3-7。根據(jù)本專利技術(shù)的所述方法，在步驟(I)中，所述低碳醇可以為甲醇、乙醇、丙醇和異丙醇中的至少一種。根據(jù)本專利技術(shù)的所述方法，在步驟(I)中，所述酯交換催化劑可以以常規(guī)的催化量使用。優(yōu)選情況下，相對于100重量份的乙酸仲丁酯的用量，所述酯交換催化劑的用量可以為0. 1-10重量份，優(yōu)選為0. 2-5重量份。根據(jù)本專利技術(shù)的所述方法，在步驟(I)中，所述酯交換催化劑可以為本領(lǐng)域常規(guī)使用的各種酯交換催化劑，例如可以為氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸銫、對甲苯磺酸、乙酸鋅、乙酸鉛、乙酸鎘、氧化鈣、氧化鋅、氧化鉛、甲醇鈉、鈦酸四丁酯、辛酸亞錫、硫酸、磷酸、多聚磷酸、酸性分子篩和離子交換樹脂中的至少一種。所述酸性分子篩例如可以為ZSM-5分子篩、Y型分子篩和分子篩。所述離子交換樹脂可以為酸性離子交換樹脂或堿性離子交換樹脂，所述酸性離子交換樹脂例如可以為苯乙烯系陽離子交換樹脂(如市售的DOOl型、D201型和D732型陽離子交換樹脂)或磺酸基陽離子交換樹脂(如市售的DffN型陽離子交換樹脂)；所述堿性離子交換樹脂例如可以為季銨基陰離子交換樹脂、叔銨基型陰離子交換樹脂或者這些陰離子交換樹脂經(jīng)氫氧化鈉溶液預(yù)處理后得到的陰離子交換樹脂，如市售的201X4型、201X4H型、D201型和D301型陰離子交換樹脂。根據(jù)本專利技術(shù)的所述方法，在步驟(2)中，所述脫氫反應(yīng)可以按照常規(guī)的脫氫反應(yīng)方法實施，例如，所述脫氫反應(yīng)可以在固定床反應(yīng)器中進行。在這種情況下，所述脫氫反應(yīng)的條件可以包括反應(yīng)溫度為200-400°C，優(yōu)選為260-380°C;所述步驟(I)中得到的塔釜液或者從步驟(I)中得到的塔釜液中分離出的仲丁醇的質(zhì)量空速為0. 5-51!'優(yōu)選為l-4h'本專利技術(shù)的專利技術(shù)人發(fā)現(xiàn)，步驟(I)中得到的塔釜液可以經(jīng)過分離或者不經(jīng)分離直接進行脫氫反應(yīng)。在將從步驟(I)中得到的塔釜液中分離出的仲丁醇進行脫氫反應(yīng)的情況下，從步驟(I)中得到的塔釜液中分離出的仲丁醇的方法可以采用常規(guī)的方法實施，例如可以采用蒸餾的方法分離。根據(jù)本專利技術(shù)的所述方法，在步驟(2)中，所述脫氫催化劑可以為各種常規(guī)的脫氫催化劑，例如可以為ZSM-5分子篩催化劑、NaY分子篩催化劑和分子篩型固體酸催化劑(如ZSM-5負(fù)載SO42YFe2O3分子篩型固體酸催化劑)和鋅銅合金催化劑。然而，為了提高仲丁醇轉(zhuǎn)化的轉(zhuǎn)化率和甲乙酮的選擇性，所述脫氫催化劑最優(yōu)選為鋅銅合金催化劑。在本專利技術(shù)中，所述鋅銅合金催化劑可以根據(jù)常規(guī)的方法制備得到，例如，所述鋅銅合金催化劑的制備方法可以包括將水溶性銅鹽和水溶性鋅鹽的水溶液與堿溶液混合，并在PH值為7-9，溫度為40-60°C的條件下老化10-60分鐘，然后將老化后得到的混合物進行過濾，并將過濾得到的固體進行干燥和焙燒，從而得到鋅銅合金催化劑。所述水溶性銅鹽例如可以為硝酸銅。所述水溶性鋅鹽例如可以為硝酸鋅。所述堿溶液優(yōu)選為氨水，所述堿溶液的用量使得加入堿溶液后地混合溶液的PH值在上述范圍內(nèi)。所述焙燒的條件可以包括焙燒溫度為300-400°C，焙燒時間為2-8小時，所述水溶性銅鹽和水溶性鋅鹽的質(zhì)量比為1: 0. 2-5。以下通過實施例對本專利技術(shù)作進一步說明。在以下實施例中，乙酸仲丁酯的轉(zhuǎn)化率、仲丁醇的選擇性、仲丁醇的轉(zhuǎn)化率以及甲乙酮的選擇性分別根據(jù)以下計算式計算得到。乙酸仲丁酯的轉(zhuǎn)化率=(乙酸仲丁酯的投料量-反應(yīng)產(chǎn)物中乙酸仲丁酯的殘余·量)/乙酸仲丁酯的投料量X 100%仲丁醇的選擇性=生成的仲丁醇的摩爾數(shù)/被轉(zhuǎn)化的乙酸仲丁酯的摩爾數(shù) X 100%仲丁醇的轉(zhuǎn)化率=(仲丁醇的投料量-反應(yīng)產(chǎn)物中仲丁醇的殘余量)/仲丁醇的投料量X 100%甲乙酮的選擇性=生成的甲乙酮的摩爾數(shù)/被轉(zhuǎn)化的仲丁醇的摩爾數(shù)X 100%實施例1本實施例用于說明本專利技術(shù)的所述甲乙酮的制備方法。(I)仲丁醇的制備將乙酸仲丁酯和乙醇以摩爾比為1: 4加到催化精餾塔(塔板數(shù)為50塊)中，相對于100重量份的乙酸仲丁酯的加入量，向其中加入2重量份的CaO作為催化劑，在常壓下，在加熱下使催化精餾塔內(nèi)的物料進行全回流，待塔頂溫度達(dá)到72V (乙醇和乙酸乙酯的共沸點)后開始采出，控制回流比為3 1，以將乙醇和乙酸乙酯的共沸物從塔頂本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
一種甲乙酮的制備方法，該方法包括以下步驟：(1)在酯交換催化劑的存在下，將乙酸仲丁酯和低碳醇加到催化精餾塔中進行酯交換反應(yīng)，其中，所述低碳醇為C1?C3的醇；(2)在脫氫催化劑的存在下，將步驟(1)中得到的塔釜液或者從步驟(1)中得到的塔釜液中分離出的仲丁醇進行脫氫反應(yīng)。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：衷晟，黃華，廖小元，徐斌，佘喜春，謝瓊玉，
申請(專利權(quán))人：湖南長嶺石化科技開發(fā)有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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