[发明专利]丙烯酸的生产

说明书

技术领域

本发明涉及用于生产丙烯酸的方法。

背景技术

丙烯酸是在世界范围内高度需求的化学物质，在2008年为约5Mt/a(百万吨每年)，到2025年可能为约9Mt/a。生产丙烯酸的已知路线包括将丙烯氧化为丙烯醛，然后将丙烯醛氧化为丙烯酸。参见例如″On the partial oxidation of propane and propene on mixed metal oxide catalysts″，M.M.Bettahar等，Applied Catalysis A：General，145，1996年，第1-48页。该路线的总反应化学计量如下：

CH₂＝CHCH₃+1.5O₂→CH₂＝CHCOOH+H₂O。

上述生产丙烯酸的路线的缺点在于通过在高温下(约350℃)使用含氧气体，而在丙烯中引入了两个氧原子，并释放出大量的热(约600kJ/mol)。进一步的缺点在于所用的丙烯可来自于丙烷。丙烯和丙烷二者目前都只能作为化石原料容易地获得，因此是不可再生的。

WO 2012/154450描述了在其中单丙二醇转化为丙醛，所述丙醛随后转化为丙烯醛，所述丙烯醛然后氧化为丙烯酸的方法。

Eva Diaz等，Chem.Sus.Chem.，2012年，3(9)，1063公开了生产丙烯酸的方法，其包括通过氧化1，3-丙二醇来制备丙烯醛。所述丙烯醛然后氧化为丙烯酸。

C3-含氧化合物含有3个碳原子和1或多个氧原子。存在大量C3-含氧化合物，其可含有1、2或3个氧原子并且其可在某种生产方法例如生物质转化方法中作为不期望的(副)产物形成。这样的生物质转化方法可以是如N.Li等，Journal of Catalysis，2010年，270，第48-59页公开的糖的水相重整。这种C3-含氧化合物的实例是：1-丙醇、单羟基丙酮、2-羟基丙醛、3-羟基丙醛、二羟基丙酮和2，3-二羟基丙醛。

因此，一般来说在本领域中需要使可在某种生产方法例如生物质转化方法中作为不期望的(副)产物形成的C3-含氧化合物的价格稳定。

发明内容

令人惊奇的是，发现可以通过首先将上述C3-含氧化合物转化为丙烯醛并然后将所述丙烯醛转化为丙烯酸，从而通过在生产丙烯酸的方法中使用它们来使它们价格稳定。有利地，以这种方式，所述C3-含氧化合物转化为在世界范围内高度需求的化学物质，即丙烯酸。进一步地，有利地，以这种方式，丙烯酸可以从可再生原料生产，因为起始C3-含氧化合物可来自生物质转化方法。本发明的进一步的优点在以下详细描述中显示。

因此，本发明涉及生产丙烯酸的方法，其包括：

将C3-含氧化合物转化为丙烯醛，其中所述C3-含氧化合物选自1-丙醇、单羟基丙酮、2-羟基丙醛、3-羟基丙醛、二羟基丙酮或2，3-二羟基丙醛；和

将所述丙烯醛转化为丙烯酸。

附图说明

图1示出了从C3-含氧化合物开始并产生丙烯醛的一些制备路线。

具体实施方式

在本发明中，C3-含氧化合物通过丙烯醛作为中间体转化为丙烯酸。

在本方法的最后步骤中，所述丙烯醛氧化为丙烯酸。本方法以如下总的反应方案说明，其中所述方法的最后步骤的原料是丙烯醛：

在本方法中，原料是C3-含氧化合物。在本说明书内，C3-含氧化合物表示含有3个碳原子和1、2或3个氧原子的化合物。这种C3-含氧化合物中的其他原子是氢原子。在本方法中，所述C3-含氧化合物不是丙烯醛，因为本文所提到的C3-含氧化合物仅指本方法的原料。

进一步地，在本方法中，所述C3-含氧化合物不是甘油。甘油转化为丙烯醛和随后所述丙烯醛转化为丙烯酸在“Tungsten-Vanadium mixed oxides for the oxidehydration of glycerol into acrylic acid”，M.Dolores Soriano等，Green Chem.，2011年，第2954-2962页中描述。所述文章公开了甘油到丙烯酸的一锅法转化，具有约25％的适度收率，其未被本发明所包括。

可适用于本发明的含有1个氧原子的C3-含氧化合物的实例是1-丙醇。

可适用于本发明的含有2个氧原子的C3-含氧化合物的实例是单羟基丙酮、2-羟基丙醛和3-羟基丙醛。