[发明专利]一种甲基异丁基甲酮和二异丁基酮的联产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种医药中间体的制备方法，具体是指一种甲基异丁基甲酮和二异丁基酮联产的方法。

背景技术

甲基异丁基甲酮（MIBK）是一种性能优异的具有芳香酮气味的无色透明中沸点酮类溶剂和化工中间体，溶解力是乙酸酯的10倍，能与醇、苯、乙醚及大多数有机溶剂混溶，可用作涂料、硝化纤维、乙基纤维素、录音录像带、石蜡及多种天然或合成树脂溶剂、润滑油精制的脱蜡剂、稀土金属萃取剂、聚合物反应引发剂、表面活性剂、医药、农药萃取剂和橡胶防老剂的原料等。是我国目前较为紧俏的精细石油化工中间体，在许多应用领域具有不可替代性，目前需求主要依赖进口。

甲基异丁基甲酮工业化生产工艺按原料分有异丙醇法和丙酮法。异丙醇法以异丙醇为原料，经过脱氢得到丙酮，然后丙酮再经过催化加氢得到MIBK，同时联产丙酮和异亚丙基丙酮。20世纪中期以前大部分丙酮由异丙醇脱氢而得，因此许多石化公司用异丙醇生产MIBK。随着异丙苯氧化法生产丙酮新工艺的成功使用，丙酮生产成本大幅度降低，目前在工业生产中以异丙醇为原料合成MIBK装置仍占有25%，随着丙酮作为原料的竞争优势日趋明显，预计今后以异丙醇为原料的工艺路线将越来越少。丙酮法根据反应过程又分为三步法和一步法，由于一步法具有工艺流程短、投资少、原料转化率高等优点，已经成为MIBK合成技术的主流。

丙酮三步法生产MIBK生产工艺分为三步反应过程，即液相缩合、酸催化剂脱水和选择加氢。由于多功能高效催化剂技术的开发成功，丙酮一步法加氢生产MIBK成为目前工业化最实用的工艺路线，反应机理是通过醇醛缩合脱水，生成异亚丙基丙酮，然后经过催化加氢生成MIBK，因此催化剂为多功能催化剂。

德国Veba-Chemie公司于1968年率先建设一步法生产装置，其丙酮单程转化率为34.4%，MIBK选择性为96.5%。德国Veba和Taxaco两家公司选用强酸性阳离子交换树脂和对烯烃双键加氢功能的Pd做催化剂，制备比较困难；近年来美国Mobil公司开发了Pd-NSM-5改性沸石催化剂，只需要浸渍、焙烧就可以制备。近年来我国部分科研院所也对多功能催化剂进行大量研究与开发，如抚顺石油化工研究院研制的催化剂是由氢型离子交换树脂与载Pd活性Al2O3组成，还开发出分子筛催化剂，采用无胺法合成ZSM-5分子筛为载体，以金属Pd为活性组分，以金属Cu为助催化剂，合成MIBK。金陵石化研究院研制出一步法合成MIBK的双金属树脂型催化剂，以阳离子交换树脂为载体，以金属Pd和一种过渡金属元素、Pd和一种镧系金属元素、Pd和一种碱土金属元素为活性组分组成，该催化剂活性高，选择性好，而且使用稳定。

纵观现有技术，现在工业化的催化剂和研究比较热点的催化剂为贵金属钯催化剂。因钯催化剂容易中毒，对反应原料和条件要求高，且要求氢气纯度高，特别是氧等活性物质的含量要尽可能低，绝对不能含硫元素，否则易使贵金属Pd快速中毒，另外惰性气体如氮气尽可能除去，因为会提高反应器中的总压力，而降低氢气的分压；要求原料丙酮不含水，以防止水使酸性阳离子交换树脂催化活性降低。催化剂中钯含量比较高，一般在0.2%左右，致使催化剂成本较高。

二异丁基酮（DIBK），又称2，6-二甲基-4-庚酮，是优良的中高沸点溶剂，用作树脂溶剂，具有溶解性好，不腐蚀底材等优点，在塑胶漆中有较好的性能。二异丁基酮主要用于真空电镀涂料、塑胶漆和皮革涂饰等行业，能溶解乙酸纤维素、硝化纤维素、聚苯乙烯、乙烯树脂、蜡、清漆、天然树脂和生胶等。由于沸点高，蒸发速度慢，也可用作硝基纤维素、硝基喷漆、丙烯酸树脂、乙烯树脂涂料以及其他合成树脂涂料的溶剂（有不咬底，溶解力强，提高涂膜流平、光泽、重涂性及对塑料底材的湿润性，增加吸着力等作用）；也可用作制造有机分散剂的优良溶剂、食品用香料（主要用于配制菠萝蜜、香蕉、橙汁、鸡蛋果、热带水果、朗姆酒和康酿克酒所用香精。该品主要用作有机溶剂）、稀有金属（如锆铪等的分离）的萃取剂和某些药物、杀虫剂的中间体。作为一种优良溶剂，DIBK还可用作移动电话、高档电脑壳体表面涂层的溶剂。用DIBK作溶剂的壳体，色彩鲜艳、不褪色、不老化，表面硬度高，长时间使用表面仍然光亮如新，深受广大消费者喜爱。

二异丁基酮（DIBK）在工业上是制备甲基异丁基甲酮过程副产的产品，但该过程生成二异丁基酮的选择性很低，只占基甲异丁基甲酮量的0.2～0.3%，已经无法满足目前市场需求量日益增加的要求；另有报道由丙酮经酸催化缩合生成福尔酮，再加氢还原成二异丁基酮和制备方法，但未有工业化生产的报道。因此开发一种生产二异丁基酮的工艺过程是市场迫切需要的。