[发明专利]一种2，3-丁二醇高效脱水制甲乙酮的方法

说明书

技术领域

本发明属于化工产品制备技术领域，具体涉及到一种2，3-丁二醇脱水制备甲 乙酮的方法。

背景技术

甲乙酮(简称MEK)是一种重要的低沸点溶剂，与多数烃类溶剂互溶，对高 固含量和粘度无不良影响，具有优异的溶解性和干燥特性，能与众多溶剂形成共 沸物，对各种纤维素衍生物、合成橡胶、油脂、高级脂肪酸具有很强的溶解能力， 在涂料、胶带、胶粘剂、合成革、油墨、磁带等工业部门具有广泛的用途。此外， 甲乙酮本身含有羰基及与羰基相邻接的活泼氧，易于发生各种化学反应，是一种 重要的精细化工原料和中间体，可生产高分子酮、环状化合物等，也可直接合成 甲乙酮过氧化物和甲乙酮肟，制备抗氧化剂、催化剂中间体、聚氨酯、硝酸纤维 素等，应用领域十分广泛(李雅丽.甲乙酮生产技术及市场分析[J].精细与专用 化学品.2004，12(18)：22-25)。

甲乙酮的生产方法有正丁烯法、正丁烷液相氧化法、丁二烯催化水解法、异 丁烯氧化法、丁烯液相氧化法、异丁苯法、异丁醛异构化法以及发酵法等十余种， 其中工业生产方法主要有正丁烯法、正丁烷液相氧化法和异丁苯(SBA)法。但 这三种方法均采用化石资源作为生产原料，并存在产物回收分离系统复杂，投资 高、能耗大，操作条件严格等问题。伴随着温室气体的排放对人类生存环境的严 重危害和石油等不可再生资源的日益枯竭，发酵制备的2，3-丁二醇经脱水制甲乙 酮的路线有更大的发展潜力和空间。较之石化合成法，2，3-丁二醇经脱水制甲乙 酮的方法，其工艺短、设备简单、投资少、成本低、生产操作方便、技术要求不 高。

Richard R.Emerson等利用体积浓度为2.1-10％的硫酸在138-180℃下催化不 同浓度2，3-丁二醇制备甲乙酮，MEK产率可达到90％(R.Emerson Richard，C. Flickinger Michael，T.Tsao George.Kinetics of dehydration of aqueous 2，3-butanadiol to methyl ethyl ketone[J].Ind.Eng.Chem.Prod. Res.Dev.，1982，21：473-477)。原化工部饲料添加剂技术开发中心研制开发的生 物发酵制备2，3-丁二醇及甲乙酮项目，利用玉米等可再生资源为原料，通过双酶 法制备葡萄糖，生物发酵制备2，3-丁二醇，然后经硫酸催化脱水制备甲乙酮。 王迪等利用klebsiella oxytoc菌发酵葡萄糖制得2，3-丁二醇发酵液，再将经过 离心去除菌体的该发酵液进行蒸馏获得甲乙酮，转化率为99％以上，收率95％以上 (王迪，王凡强，王建华.发酵法制备甲乙酮[J]，精细与专用化学 品，2000，9：19-20)。但采用硫酸均相催化腐蚀设备，且产物分离步骤复杂。而固 体超强酸与硫酸相比，在催化反应中有许多优点，亦便于工业化。

目前，已报道的2，3-丁二醇脱水固体酸催化剂还很少。Tran Ai Van采用由 磺酸基和氧化铝载体组成的固体催化剂，催化2，3-丁二醇脱水制甲乙酮，但催化 剂易失活不稳定(A，V.Tran，R.P.Chamber.Dehydration of fermentative 2，3-butanedial into methyl ethyl ketone[J].Biotechnology and Bioengineering，1987，29(3)：343-351)。黄和等人(专利CN101293817A)采用 ZSM-5或NaY分子筛催化剂催化催化2，3-丁二醇脱水制甲乙酮，可实现较高的转化 率和选择性，但其原料浓度低，在反应过程中，须将大量不参加反应的水加热到 200～300℃，能耗较高。所以研发高效的2，3-丁二醇制甲乙酮脱水反应的催化剂， 并且开发配套的环境友好、低温稳定、操作范围广的脱水工艺有非常现实和长远 的意义。

发明内容