[发明专利]一种利用阳离子交换树脂催化合成仲丁醇的方法

说明书

技术领域

本发明属于酯交换反应技术领域，具体涉及一种利用阳离子交换树脂催化合成仲丁醇的方法。

背景技术

仲丁醇在工业上可用作溶剂，与甲醇作共溶剂，可作为提高汽油辛烷值的组分，也用做乳化剂、脱漆剂、脱水剂、染料分散剂、工业洗涤剂等；还用于生产选矿剂、增塑剂、除草剂等；但最主要的应用是经催化脱氢生产甲乙酮，约占总消耗量的90％。

传统合成仲丁醇的方法是用正丁烯水合生成仲丁醇，主要有硫酸间接水合、树脂催化直接水合和杂多酸催化直接水合3种。（1）硫酸间接水合：用浓度为50%左右的硫酸吸收预处理过的正丁烯的混合C4馏分，生成丁基硫酸醋，再水解得到仲丁醇水溶液。但是由于使用硫酸，设备腐蚀严重，装置投资较大，需消耗大量硫酸和碱，三废多，正丁烯单耗较高。（2）树脂催化直接水合：采用固体磺酸型阳离子树脂催化剂。但是此方法对原料正丁烯要求高，正丁烯反应单程转化率不高于10%。（3）杂多酸催化直接水合：采用杂多酸催化剂，主要成份是钼磷酸，并加人有机金属化合物添加剂，反应温度200～230℃，反应压力19.0MPa。正丁烯单程转化率25%～30%。但是该方法反应压力高，正丁烯的转化率也较低。

发明内容

本发明的目的在于克服现有合成仲丁醇技术反应条件苛刻、收率较低的缺陷，提供一种利用阳离子交换树脂催化合成仲丁醇的方法，本发明的乙酸仲丁酯的转化率可达35～50%，具有反应条件温和，对设备腐蚀作用小，选择性高，催化剂活性高，可重复使用等优点。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种利用阳离子交换树脂催化合成仲丁醇的方法，以阳离子交换树脂为催化剂，乙酸仲丁酯和甲醇为原料合成仲丁醇，包括以下步骤：

（1）将原料乙酸仲丁酯投入间歇反应釜中，控制反应压力与反应温度；

（2）加入预热至反应温度的甲醇；

（3）投入阳离子交换树脂作为酯交换催化剂，并开启反应釜搅拌桨使乙酸仲丁酯、甲醇与树脂充分接触进行酯交换反应合成仲丁醇。

所述的催化剂是C68、D61、732、CT175D、NKC-9、D072、A35、C115E离子交换树脂中的一种或多种的混合物。反应温度为30～60℃。反应压力为0.8～1.2atm。反应搅拌速度为100～500rpm。原料乙酸仲丁酯和甲醇的摩尔比为1:1～3。催化剂用量为原料液总质量的0.1%～3%。

本发明的有益效果：本发明以乙酸仲丁酯、甲醇为原料，在阳离子交换树脂作用下催化合成仲丁醇，同时副产乙酸甲酯。本发明采用的阳离子交换树脂催化活性高，选择性好，转化率可达35%~50%，阳离子交换树脂对设备腐蚀小，容易回收重复使用，使用寿命长。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步描述，有利于更好地理解本发明，但本发明并不仅仅局限于下述实施例。

实施例1

在5m³釜式反应器中，投入2101.5kg的乙酸仲丁酯和580kg甲醇，同时投入C68离子交换树脂催化剂10kg，反应压力为常压，反应釜温度控制为50℃，搅拌速度为200rpm。恒温反应2h后，乙酸仲丁酯的转化率为38.4%。仲丁醇的收率为37.8%。

实施例2

在5m³釜式反应器中，投入2101.5kg的乙酸仲丁酯和580kg甲醇，同时投入CT175D离子交换树脂催化剂11.3kg，反应压力为常压，反应釜温度控制为60℃，搅拌速度为300rpm。恒温反应2h后，乙酸仲丁酯的转化率为40.3%。仲丁醇的收率为39.8%。

实施例3

在5m³釜式反应器中，投入2101.5kg的乙酸仲丁酯和1160kg甲醇，同时投入NKC-9离子交换树脂催化剂30kg，反应压力为常压，反应釜温度控制为50℃，搅拌速度为400rpm。恒温反应2h后，乙酸仲丁酯的转化率为48.8%。仲丁醇的收率为48.5%。

实施例4

在5m³釜式反应器中，投入2101.5kg的乙酸仲丁酯和580kg甲醇，同时投入D072离子交换树脂催化剂10kg，反应压力为常压，反应釜温度控制为55℃，搅拌速度为300rpm。恒温反应2h后，乙酸仲丁酯的转化率为39.6%。仲丁醇的收率为39.5%。

实施例5