[发明专利]一种合成异丙叉丙酮及仲丁醇的组合工艺方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种丙酮合成异丙叉丙酮及正丁烯合成仲丁醇的组合工艺。

背景技术

异丙叉丙酮（别名：异丙烯基丙酮、4-甲基-4-戊酮，iso-Propylidene acetone 4-Methyl-4-penten-2-one，简称MO）是一种中沸点强溶剂，主要用作硝酸纤维素和多种树脂，尤其是乙烯基树脂以及喷漆等的溶剂；它还重要的有机合成中间体，主要用于药物，精细化学品及杀虫剂等，同时也是生产甲基异丁基（甲）酮和甲基异丁醇的原料。

异丙叉丙酮传统的生产方法是两步法：

第一步，丙酮（AC）在碱性催化剂存在下，加压缩合，转化成双丙酮醇（DAA），催化剂为氢氧化钙或氢氧化钡。

丙酮缩合反应式：

2CH₃-CO-CH₃ ------- (CH₃)₂COH-CH₂-CO-CH₃ 。

第二步：双丙酮醇脱水生成异丙叉丙酮。由丙酮缩合得到的双丙酮醇，其浓度在10%~15%，采用常压蒸馏法，从塔顶蒸出未转化的丙酮，塔釜出含双丙酮醇80%的物料，接着双丙酮醇在酸性催化剂存在下（硝酸、硼酸、苯磺酸），加热到100~200℃，双丙酮醇脱水生成异丙叉丙酮，转化率为80%~85%。 反应式为：

(CH₃)₂COH-CH₂-CO-CH_3 ------ (CH₃)₂C=CH-CO-CH₃+H₂O 。

在丙酮合成甲基异丁基酮（简称MIBK）反应过程中，使用Pa/树脂催化剂，该催化剂具有脱水、加氢双功能，可以使得原有丙酮通过三步反应来合成MIBK的方法改为一步法，即在Pa/树脂催化剂上，先是两分子丙酮缩合并脱水生成MO；接着，MO在催化剂上加氢生成MIBK。因此，理论上，两个分子丙酮也可以一步完成缩合、脱水生成MO，即将原有的两步法改为一步法。但由于这个反应是一个平衡反应，转化率很低，所以至今也无人采用此路线来生产MO。

仲丁醇（2-butyl alcohol；sec-butyl alcohol，简称SBA）是一种强溶剂，主要用作乳化剂、染料分散剂、脱水剂、脱漆剂、工业洗涤剂等，还用作增塑剂、除草剂、油脂萃取剂。由于仲丁醇能增加涂料的加工性能和延展性，故可用作硝基喷漆、硝基漆稀释剂的助溶剂，它还用作生产香料、染料、润湿剂、浮选剂等的原料，此外还用作生产甲乙酮的中间体，用于制醋酸丁酯、仲丁酯等。

传统制备的SBA工艺是硫酸酯化、水解、水合法。正丁烯直接水合法是在超临界的条件下，使用酸性阳离子交换树脂作催化剂，由正丁烯直接水合制得SBA。该工艺是传统工艺的发展。

发明内容

本发明针对现有双分子丙酮缩合脱水生产MO技术的不足，从工艺方面进行创新，提供一种新的由双分子丙酮缩合一步法生产MO的方法，可以实现打破反应平衡提高转化率高，从而降低能耗和产品生产成本。

本发明合成异丙叉丙酮及仲丁醇的组合工艺方法，包括如下内容：采用固定床反应器，以固体酸为催化剂，进料中同时包括丙酮和正丁烯，在催化反应床层，丙酮进行缩合反应，生成异丙叉丙酮和水；正丁烯与水反应生成仲丁醇。从反应器出来的产物，经冷却、减压后，送入到高压分离器中，未反应的正丁烯气化，其它反应产物为液相，液相中主要为仲丁醇、丙酮、MO、水等，经过气液分离，正丁烯循环回反应器；液相通过分离得到相应物质。

本发明方法中，液相的分离可以采用常规方法，如蒸馏方法，将液相逐一地分离开，回收的丙酮送回到反应系统循环使用。

在本发明方法中，固体酸催化剂一般为强酸性阳离子交换树脂或强酸性的分子筛，比如商品DNW型耐温强酸性阳离子交换树脂或氢型的ZSM-5分子筛，其固体超强酸等，本发明优选强酸性阳离子交换树脂。本发明方法中所述的催化剂可以按本领域现有方法制备，或选用市售商品。