[发明专利]一种δ-戊内酯的生产方法

说明书

 技术领域：本发明涉及一种化工产品生产技术，尤其是δ-戊内酯的生产方法。

背景技术：δ-戊内酯，又名1,5-戊内酯、delta-戊内酯、四氢-2H-2-吡喃酮、四氢邻吡喃酮、四氢香豆灵；英文名称为Delta-Valerolactone，缩写名称一般为δ-VL或者DVL，分子式为C5H8O2。由于其良好的应用灵活性、较低的生物毒性、较多的衍生化合物、易于聚合和大幅增加涂料等粘性等特征，δ-戊内酯用途广泛于聚酯、聚氨酯、特殊溶剂、涂料等。

CN 101157677公开一种使用1,5-戊二醇生成δ-戊内酯的方法，所述的方法是以磷酸三丁酯作溶剂，将1，5-戊二醇在负载型纳米金催化剂作用下，与高压空气发生氧化反应生成δ-戊内酯。该方法需要使用大量的溶剂，并且由于δ-戊内酯和1,5-戊二醇属于易燃物品，因此容易发生意外的起火等危险，并且计量比会生成水，分离难度增加。

US20110237806公开一种以1,5-戊二醇为原料脱氢生成δ-戊内酯的方法，该方法使用铜基催化剂，在其公开的实施例中，使用的1,5-戊二醇组成为97%，未说明水含量，其δ-戊内酯选择性为96%左右，出口水含量也没有说明。在该发明中，未对粗产品的精制处理为合格的产品、催化剂寿命问题进行过描述。

本发明开发出一种可工业化的生成方法将1,5-戊二醇高收率转化为高品质的δ-戊内酯。主要的创新性改进在于：第一，设计了带有原料干燥的生产流程，第二，发明了专用的高收率和超长使用的周期催化剂。

 发明内容：本发明的目的是提供可工业化的一种δ-戊内酯的生产方法，它克服了其它技术的缺点，本发明的目的是这样实现的，它是将1,5-戊二醇高收率转化为高品质的δ-戊内酯。主要的创新性改进在于：第一，设计了带有原料干燥的生产流程，第二，发明了专用的高收率和超长使用的周期催化剂。

 本发明1,5-戊二醇以原料，主要的反应方程式如下所示：

本发明的工艺方法是：第一步，将1,5-戊二醇原料进入干燥塔中脱水,保证水含量低于1wt%，优化条件下，低于0.5wt%，进一步优化，低于0.1wt%，更进一步优化情况，低于0.05wt%，即500wppm。发明人经过辛勤的研究，发现这一步对于能否得到高品质的产品至关重要；第二步将干燥后的1,5-戊二醇与氢气混合后进入汽化器中，氢气与1,5-戊二醇的摩尔比为10~5:1；第三步将汽化后的氢气与1,5-戊二醇进入脱氢反应器中，在常压~0.1MPa、230~270℃条件下，在脱氢催化剂的作用下将1,5-戊二醇转化为δ-戊内酯，其中δ-戊内酯收率超过98%，出口粗产品中水含量低于0.5wt%。

所述的脱氢催化剂至少包括:铜15~35wt%、银0.2~2.0wt%、稀土元素1~5wt%、载体20~60wt%。

发明人筛选后发现在铜基催化剂中含有适量的银时，催化剂的活性、选择性和使用寿命得到了极大的提高，特别是使用寿命，可以成倍的延长。

本发明的意义在于：第一，设计了带有原料干燥的生产流程，第二，发明了专用的高收率和超长使用的周期催化剂。

具体实施方式：实施例1、本发明的工艺方法是：第一步，将1,5-戊二醇原料进入干燥塔中脱水,保证水含量低于1wt%，优化条件下，低于0.5wt%，进一步优化，低于0.1wt%，更进一步优化情况，低于0.05wt%，即500wppm;第二步将干燥后的1,5-戊二醇与氢气混合后进入汽化器中，氢气与1,5-戊二醇的摩尔比为10~5:1；第三步将汽化后的1,5-戊二醇与氢气进入脱氢反应器中，在常压~0.1MPa、230~270℃条件下，在脱氢催化剂的作用下将1,5-戊二醇转化为δ-戊内酯，其中δ-戊内酯收率超过98%，出口粗产品中水含量低于0.5wt%。

实施例2、所述的脱氢催化剂至少包括:铜15~35wt%、银0.2~2.0wt%、稀土元素1~5wt%、载体20~60wt%。

实施例3、在10L催化剂装填量的管式反应器中，所述的MQ-DVL-1催化剂（主要组成为锆~30wt%、铜~28wt%，银0.4wt%，余量为氧和石墨），首先将催化剂在氢气和氮气混合气氛中还原48小时，还原温度最高300℃；