CN103739445B - 一种烯丙基醇的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的一种烯丙基醇的制备方法,包括以下步骤:在非均相催化剂存在下,乙醛或丙醛与甲醛反应,得烯丙基醛;所述烯丙基醛为烯丙醛或甲基烯丙基醛;在催化剂存在下,烯丙醛或者甲基烯丙基醛与氢气反应,得烯丙基醇;所述烯丙基醇为烯丙醇或者2-甲基烯丙醇。该方法工艺简单、成本低廉,副产物少、选择性好、收率高。
Description
技术领域
本发明属于不饱和醇的合成领域,具体地说是一种烯丙基醇的制备方法。
背景技术
烯丙基醇分子结构中含有不饱和双键和羟基两种反应活性很高的官能团,可参与氧化、还原、醚化和加成等化学反应,在医药、香料和有机合成方面具有广泛用途。随着醚型高性能聚羧酸减水剂的推广和应用,对于以不饱和醇为起始剂的不饱和聚醚的需求量增加,烯丙基醇作为一种重要的聚醚起始剂,能够在碱性催化剂作用下活化为引发活性种,引发环氧烷烃均聚或者共聚,从而合成结构和性能多样的不饱和聚醚产品,满足高性能聚羧酸减水剂的需要。
烯丙基醇的合成方法通常通过卤代烃的水解合成得到。
Sheshukov等(J.Russ.Phys.Chem.Soc.1884,16,478)最先公开了以烯丙基卤代烃为原料在碳酸钾水溶液中回流30h,合成相应的烯丙基醇。
M.Tamele,C.J.OTT等(Derivativesofallylicchlorides,Ind.Eng.Chem.,1941,33(6),805–809)和L.等(AllylCompounds[M],2000)归纳了烯丙基氯的性质以及烯丙基氯的衍生物。
专利US2072015公开了一种将烯丙基卤代烃与碱性催化剂加入到密闭高压釜中,在80-250℃条件下,将烯丙基卤代烃水解合成烯丙基醇的方法。
专利US2323781公开了一种以铜粉/碱性催化剂组合作为催化剂,在常压和80-85℃左右的温度条件下回流,将烯丙基卤代烃水解合成烯丙基醇的方法。
专利US2313767公开了一种以表面活性剂/碱性催化剂组合作为催化剂,在常压和50-70℃左右的温度条件下,将烯丙基卤代烃水解为烯丙基醇的方法。
专利CN101759528B公开了一种以聚乙二醇/碱性催化剂组合作为催化剂,在常压回流条件下,将烯丙基卤代烃水解合成烯丙基醇的方法。
通过水解法合成烯丙基醇的工艺路线较为简单,直接通过卤代烃的水解就可以合成相应的醇;然而水解法也存在一些不足,其工艺过程中不可避免的有大量的伴随产物盐生成,造成大量的三废排放。
发明内容
发明目的:本发明提供了一种副产物少、收率高的烯丙基醇的制备方法。
技术方案:本发明提供的一种烯丙基醇的制备方法,包括以下步骤:
(1)在非均相催化剂存在下,乙醛或丙醛与甲醛反应,得烯丙基醛;所述烯丙基醛为烯丙醛或甲基烯丙基醛;
(2)在催化剂存在下,烯丙基醛与氢气反应,得烯丙基醇;所述烯丙基醇为烯丙醇或者2-甲基烯丙醇。
优选地,上述烯丙基醇的制备方法,包括以下步骤:
(1)将乙醛或丙醛、甲醛和水混合并在汽化室中汽化,以惰性气体作为载体,将汽化的乙醛或丙醛和甲醛通入装有非均相催化剂的反应装置中反应,得烯丙基醛;所述烯丙基醛为烯丙醛或甲基烯丙基醛;
(2)将烯丙基醛和水在反应装置中混合,在催化剂存在下,通入氢气使反应,得烯丙基醇;所述烯丙基醇为烯丙醇或者2-甲基烯丙醇。
其中,步骤(1)中,汽化室温度为120-180℃。
其中,步骤(1)中,所述惰性气体优选氮气或氩气;为了降低成本,更优选氮气。
其中,步骤(1)中步骤(1)中,甲醛、乙醛或者丙醛、水摩尔流量比为(1.2-5):1:(3-10):(10-100);优选地,乙醛或者丙醛的摩尔流量为(0.5-1.5)mol/h;更优选地,,乙醛或者丙醛的摩尔流量为1mol/h。
其中,步骤(1)中,所述非均相催化剂为MxOy-SiO2类催化剂;其中MxOy为金属氧化物,x、y根据金属的化学价确定;M选自IA主族、IIA主族、IIIA主族、IB副族、IIB副族的金属元素中的一种,优选地为Li、Na、Mg、Ca、Cu、Zn、Al或Ga;MxOy和SiO2的摩尔比为(1-5):10。该催化剂的制备方法采用溶胶、凝胶法制备,参见谭露璐的研究工作(谭露璐.甲醛、乙醛气相羟醛缩合反应催化剂及反应工艺研究[D],上海:同济大学,2006)。
其中,步骤(1)中,反应温度为200-350℃,反应物在反应装置内的停留时间随载气流量不同而改变,优选3-30s。
其中,步骤(2)中,所述催化剂为A-ReOy-SiO2类催化剂;其中A选自IB副族、IIB副族、IIIB副族、IVB副族和VIII族中金属元素中的一种,优选Au、Cd、Sc、La、Ce、Ti、V、Mo、Pt、Pb、Ir或Ru;其中Re和A的摩尔比为(0.5-10):1,金属负载量(即A和ReOy的总质量,以A和Re计,与SiO2质量比)为1-15%。该催化剂的制备方法可采用现有技术中的方法,如文献(Chem.Commun.2013,49,7034-7036)。
其中,步骤(2)中,反应温度为30-150℃,反应时间为30-300min。
其中,步骤(2)中,氢气通入量以使反应装置内压力达到0.2MPa-6MPa为准。
其中,步骤(2)中,水与烯丙基醛的用量比为(100-2000)g:1mol;催化剂与烯丙基醛的用量比为(30-200)g:1mol。
其中,步骤(2)中,催化剂应进行预处理,步骤为:将催化剂和水在高压釜混合,通入氢气置换出反应釜中空气,并使反应釜中氢气的压力至3-10MPa,150-250℃搅拌30-60min。
合成路线如下:
本发明还提供了一种烯丙基醇的生产设备,包括依次连接的汽化室(1)、第一反应装置(2)、分离器(3)、第一精馏塔(4)、第二反应装置(5)、过滤槽(6)和第二精馏塔(7),所述汽化室(1)分别连接有乙醛或丙醛料罐(11)、甲醛料罐(12)、水罐(13)和氮气罐(14)、所述第二反应装置(5)分别连接有预处理装置(51)和氢气罐(52)。
有益效果:本发明提供的烯丙基醇的制备方法工艺简单、成本低廉,副产物少、选择性好、收率高。
具体而言,本发明相对于现有技术具有以下突出的优势:
(1)环境友好:步骤(1)中,乙醛或者丙醛与甲醛的反应一般通过Mannich反应进行(李云丽.以甲醛和丙酮为原料合成甲基丙烯酸甲酯的研究[D],天津:天津大学,2007),收率较高而且反应条件温和;但是由于该反应催化剂是由仲胺和酸组成,容易出现三废问题。而本发明采用非均相催化剂,在气相条件下反应合成相应的烯丙基醛,从而避免了副产物的生成。
(2)反应选择性高:本发明烯丙基醛的还原反应采用可回收和循环利用的MxOy-SiO2类催化剂,催化活性高、反应选择性好。
附图说明
图1为本发明烯丙基醇生产设备的结构示意图。
具体实施方式
下面通过实例详细地描述本发明,这些实例仅仅是说明性的,不代表限制本发明的适用范围,实施例中所用药品或者试剂均可以通过正常途径购买到。实施例中利用GC对目标醇进行对比确认和纯度测试,利用GB/T606-2003中的卡尔费休法对样品的含水率进行测定。
为了使本发明方法更便于实施,本发明提供了一种烯丙基醇的生产设备,包括依次连接的汽化室1、第一反应装置2、分离器3、第一精馏塔4、第二反应装置5、过滤槽6和第二精馏塔7,汽化室1分别连接有乙醛或丙醛料罐11、甲醛料罐12、水罐13和氮气罐14、第二反应装置5分别连接有预处理装置51和氢气罐52。
汽化室1用于反应物料的汽化,第一反应装置2为管式反应装置或者固定床反应装置,反应装置中装填有规整催化剂;分离器3为气液分离器,进行载气和反应产物的初步分离;第一精馏塔3为板式塔或者浮阀塔或者填料塔,作用是进行反应物料的精馏分离,分离出未反应的原料回收利用,分离出副产物进行处理,分离产物;预处理装置51用于催化剂的预处理活化;第二反应装置(5)为釜式反应装置,带有搅拌、温控、压力控制等附属装置;过滤槽6的作用一方面是分离出氢气,另一方面是进行催化剂和反应产物的分离;第二精馏塔7为板式塔或者浮阀塔或者填料塔,作用是进行反应产物的分离。
该设备的使用原理为:乙醛或者丙醛、甲醛、水按比例在汽化室内汽化,载气运载汽化后的反应物通入第一反应装置2中,停留一段时间反应后,产物通入分离器3气液分离,载气回收循环利用,剩余物料通入第一精馏塔4精馏分离,产物烯丙基醛分离后通入第二反应装置5),向反应装置5中加入定量的催化剂、溶剂水和氢气,反应一定时间后,将反应物通入过滤槽6,分离出氢气和催化剂回收利用,剩余物料通入第二精馏塔7精馏分离,溶剂和未反应的原料回收利用,除去副产物得到烯丙基醇作为最终产品。
利用该设备生产烯丙基醇。
实施例1
以氮气为载气,甲醛、乙醛、水在温度为120℃的汽化室内汽化混合后通入装在催化剂Li2O-SiO2的第一反应装置2中,甲醛、乙醛、水和N2的摩尔流量比控制在1.2:1:3:10,其中乙醛的摩尔流量控制在1mol/h,控制第一反应装置2内的温度在200℃,控制反应物在第一反应装置2内的停留时间为30s。
反应结束后体系为甲醛、乙醛、烯丙基醛、水、载气和副产物的混合物,经分离器3冷却至40℃-80℃分离载气,再经第一精馏塔4精馏分离,收集露点在51℃-54℃左右的馏分,得到烯丙醛,同时回收利用溶剂水和未反应的原料。
向第二反应装置5中通入100mol烯丙醛、3Kg经过预处理的Au-ReOx-SiO2催化剂(摩尔比Au/Re=0.5,金属负载量为4%)、10Kg水、氢气充压至0.2Mpa,在30℃条件下,搅拌反应300min。
反应结束后进入过滤槽6,催化剂颗粒和未反应的氢气回收利用,剩余物料进入第二精馏塔7精馏分离,收集露点在96℃-98℃左右的馏分,得到烯丙醇,同时回收利用溶剂水和未反应的原料。
经GC测试纯度在95%以上,利用卡尔费休法测试的含水率<3.2%。
实施例2
以氮气为载气,甲醛、乙醛、水在温度为180℃的汽化室内汽化混合后通入装在催化剂MgO-SiO2的第一反应装置2中,甲醛、乙醛、水和N2的摩尔流量比控制在2:1:5:30,其中乙醛的摩尔流量控制在1mol/h,控制第一反应装置2内的温度在250℃,控制反应物在第一反应装置2内的停留时间为20s。
反应结束后体系为甲醛、乙醛、烯丙基醛、水、载气和副产物的混合物,经分离器3冷却至40℃-80℃分离载气,再经第一精馏塔4精馏分离,收集露点在51℃-54℃左右的馏分,得到烯丙醛,同时回收利用溶剂水和未反应的原料。
向第二反应装置5中通入100mol烯丙醛、5Kg经过预处理的Ir-ReOx-SiO2催化剂(摩尔比Ir/Re=1,金属负载量为2%)、50Kg水、氢气充压至1.0Mpa,在60℃条件下,搅拌反应220min。
反应结束后进入过滤槽6,催化剂颗粒和未反应的氢气回收利用,剩余物料进入第二精馏塔7精馏分离,收集露点在96℃-98℃左右的馏分,得到烯丙醇,同时回收利用溶剂水和未反应的原料。
经GC测试纯度在95%以上,利用卡尔费休法测试的含水率<3.2%。
实施例3
以氮气为载气,甲醛、乙醛、水在温度为160℃的汽化室内汽化混合后通入装在催化剂ZnO-SiO2的第一反应装置2中,甲醛、乙醛、水和N2的摩尔流量比控制在4:1:6:50,其中乙醛的摩尔流量控制在1mol/h,控制第一反应装置2内的温度在270℃,控制反应物在第一反应装置2内的停留时间为15s。
反应结束后体系为甲醛、乙醛、烯丙基醛、水、载气和副产物的混合物,经分离器3冷却至40℃-80℃分离载气,再经第一精馏塔4精馏分离,收集露点在51℃-54℃左右的馏分,得到烯丙醛,同时回收利用溶剂水和未反应的原料。
向第二反应装置5中通入100mol烯丙醛、9Kg经过预处理的Cd-ReOx-SiO2催化剂(摩尔比Cd/Re=3,金属负载量为6%)、70Kg水、氢气充压至2.5Mpa,在60℃条件下,搅拌反应200min。
反应结束后进入过滤槽6,催化剂颗粒和未反应的氢气回收利用,剩余物料进入第二精馏塔7精馏分离,收集露点在96℃-98℃左右的馏分,得到烯丙醇,同时回收利用溶剂水和未反应的原料。
经GC测试纯度在95%以上,利用卡尔费休法测试的含水率<3.2%。
实施例4
以氮气为载气,甲醛、乙醛、水在温度为150℃的汽化室内汽化混合后通入装在催化剂CaO-SiO2的第一反应装置2中,甲醛、乙醛、水和N2的摩尔流量比控制在3.5:1:8:70,其中乙醛的摩尔流量控制在1mol/h,控制第一反应装置2内的温度在300℃,控制反应物在第一反应装置2内的停留时间为10s。
反应结束后体系为甲醛、乙醛、烯丙基醛、水、载气和副产物的混合物,经分离器3冷却至40℃-80℃分离载气,再经第一精馏塔4精馏分离,收集露点在51℃-54℃左右的馏分,得到烯丙醛,同时回收利用溶剂水和未反应的原料。
向第二反应装置5中通入100mol烯丙醛、13Kg经过预处理的Sc-ReOx-SiO2催化剂(摩尔比Sc/Re=3,金属负载量为12%)、100Kg水、氢气充压至6.0Mpa,在90℃条件下,搅拌反应160min。
反应结束后进入过滤槽6,催化剂颗粒和未反应的氢气回收利用,剩余物料进入第二精馏塔7精馏分离,收集露点在96℃-98℃左右的馏分,得到烯丙醇,同时回收利用溶剂水和未反应的原料。
经GC测试纯度在95%以上,利用卡尔费休法测试的含水率<3.2%。
实施例5
以氮气为载气,甲醛、乙醛、水在温度为140℃的汽化室内汽化混合后通入装在催化剂Al2O3-SiO2的第一反应装置2中,甲醛、乙醛、水和N2的摩尔流量比控制在4.5:1:7:90,其中乙醛的摩尔流量控制在1.5mol/h,控制第一反应装置2内的温度在350℃,控制反应物在第一反应装置2内的停留时间为3s。
反应结束后体系为甲醛、乙醛、烯丙基醛、水、载气和副产物的混合物,经分离器3冷却至40℃-80℃分离载气,再经第一精馏塔4精馏分离,收集露点在51℃-54℃左右的馏分,得到烯丙醛,同时回收利用溶剂水和未反应的原料。
向第二反应装置5中通入100mol烯丙醛、17Kg经过预处理的Ti-ReOx-SiO2催化剂(摩尔比Ti/Re=3,金属负载量为6%)、150Kg水、氢气充压至3Mpa,在110℃条件下,搅拌反应140min。
反应结束后进入过滤槽6,催化剂颗粒和未反应的氢气回收利用,剩余物料进入第二精馏塔7精馏分离,收集露点在96℃-98℃左右的馏分,得到烯丙醇,同时回收利用溶剂水和未反应的原料。
经GC测试纯度在95%以上,利用卡尔费休法测试的含水率<3.2%。
实施例6
以氮气为载气,甲醛、丙醛、水在温度为130℃的汽化室内汽化混合后通入装在催化剂Ga2O3-SiO2的第一反应装置2中,甲醛、乙醛、水和N2的摩尔流量比控制在1.5:1:9:75,其中丙醛的摩尔流量控制在1mol/h,控制第一反应装置2内的温度在300℃,控制反应物在第一反应装置2内的停留时间为7s。
反应结束后体系为甲醛、乙醛、烯丙基醛、水、载气和副产物的混合物,经分离器3冷却至40℃-80℃分离载气,再经第一精馏塔4精馏分离,收集露点在68℃-71℃左右的馏分,得到甲基烯丙基醛,同时回收利用溶剂水和未反应的原料。
向第二反应装置5中通入100mol甲基烯丙基醛、19Kg经过预处理的Mo-ReOx-SiO2催化剂(摩尔比Mo/Re=4,金属负载量为13%)、170Kg水、氢气充压至2.5Mpa,在140℃条件下,搅拌反应100min。
反应结束后进入过滤槽6,催化剂颗粒和未反应的氢气回收利用,剩余物料进入第二精馏塔7精馏分离,收集露点在113℃-115℃左右的馏分,得到烯丙醇,同时回收利用溶剂水和未反应的原料。
经GC测试纯度在95%以上,利用卡尔费休法测试的含水率<3.2%。
实施例7
以氮气为载气,甲醛、乙醛、水在温度为110℃的汽化室内汽化混合后通入装在催化剂CuO-SiO2的第一反应装置2中,甲醛、乙醛、水和N2的摩尔流量比控制在2.5:1:4.5:95,其中乙醛的摩尔流量控制在0.5mol/h,控制第一反应装置2内的温度在320℃,控制反应物在第一反应装置2内的停留时间为9s。
反应结束后体系为甲醛、乙醛、烯丙基醛、水、载气和副产物的混合物,经分离器3冷却至40℃-80℃分离载气,再经第一精馏塔4精馏分离,收集露点在51℃-54℃左右的馏分,得到烯丙醛,同时回收利用溶剂水和未反应的原料。
向第二反应装置5中通入100mol烯丙醛、15Kg经过预处理的V-ReOx-SiO2催化剂(摩尔比V/Re=2.5,金属负载量为10%)、190Kg水、氢气充压至3.5Mpa,在130℃条件下,搅拌反应180min。
反应结束后进入过滤槽6,催化剂颗粒和未反应的氢气回收利用,剩余物料进入第二精馏塔7精馏分离,收集露点在96℃-98℃左右的馏分,得到烯丙醇,同时回收利用溶剂水和未反应的原料。
经GC测试纯度在95%以上,利用卡尔费休法测试的含水率<3.2%。
实施例8
以氮气为载气,甲醛、乙醛、水在温度为170℃的汽化室内汽化混合后通入装在催化剂NaO-SiO2的第一反应装置2中,甲醛、乙醛、水和N2的摩尔流量比控制在1.5:1:5:100,其中乙醛的摩尔流量控制在1mol/h,控制第一反应装置2内的温度在340℃,控制反应物在第一反应装置2内的停留时间为5s。
反应结束后体系为甲醛、乙醛、烯丙基醛、水、载气和副产物的混合物,经分离器3冷却至40℃-80℃分离载气,再经第一精馏塔4精馏分离,收集露点在51℃-54℃左右的馏分,得到烯丙醛,同时回收利用溶剂水和未反应的原料。
向第二反应装置5中通入100mol烯丙醛、20Kg经过预处理的Pt-ReOx-SiO2催化剂(摩尔比Pt/Re=1.5,金属负载量为8%)、150Kg水、氢气充压至5Mpa,在150℃条件下,搅拌反应30min。
反应结束后进入过滤槽6,催化剂颗粒和未反应的氢气回收利用,剩余物料进入第二精馏塔7精馏分离,收集露点在96℃-98℃左右的馏分,得到烯丙醇,同时回收利用溶剂水和未反应的原料。
经GC测试纯度在95%以上,利用卡尔费休法测试的含水率<3.2%。
实施例9
以氮气为载气,甲醛、丙醛、水在温度为150℃的汽化室内汽化混合后通入装在催化剂MgO-SiO2的第一反应装置2中,甲醛、乙醛、水和N2的摩尔流量比控制在5:1:10:70,其中丙醛的摩尔流量控制在1mol/h,控制第一反应装置2内的温度在280℃,控制反应物在第一反应装置2内的停留时间为9s。
反应结束后体系为甲醛、乙醛、烯丙基醛、水、载气和副产物的混合物,经分离器3冷却至40℃-80℃分离载气,再经第一精馏塔4精馏分离,收集露点在68℃-71℃左右的馏分,得到甲基烯丙基醛,同时回收利用溶剂水和未反应的原料。
向第二反应装置5中通入100mol甲基烯丙基醛、10Kg经过预处理的Rh-ReOx-SiO2催化剂(摩尔比Rh/Re=1,金属负载量为11%)、140Kg水、氢气充压至1.5Mpa,在70℃条件下,搅拌反应90min。
反应结束后进入过滤槽6,催化剂颗粒和未反应的氢气回收利用,剩余物料进入第二精馏塔7精馏分离,收集露点在113℃-115℃左右的馏分,得到烯丙醇,同时回收利用溶剂水和未反应的原料。
经GC测试纯度在95%以上,利用卡尔费休法测试的含水率<3.2%。
实施例10
以氩气为载气,甲醛、乙醛、水在温度为150℃的汽化室内汽化混合后通入装在催化剂ZnO-SiO2的第一反应装置2中,甲醛、乙醛、水和氩气的摩尔流量比控制在2:1:4:95,其中乙醛的摩尔流量控制在1mol/h,控制第一反应装置2内的温度在320℃,控制反应物在第一反应装置2内的停留时间为7s。
反应结束后体系为甲醛、乙醛、烯丙基醛、水、载气和副产物的混合物,经分离器3冷却至40℃-80℃分离载气,再经第一精馏塔4精馏分离,收集露点在51℃-54℃左右的馏分,得到烯丙醛,同时回收利用溶剂水和未反应的原料。
向第二反应装置5中通入100mol烯丙醛、18Kg经过预处理的Pb-ReOx-SiO2催化剂(摩尔比Pb/Re=1,金属负载量为2%)、100Kg水、氢气充压至1Mpa,在50℃条件下,搅拌反应100min。
反应结束后进入过滤槽6,催化剂颗粒和未反应的氢气回收利用,剩余物料进入第二精馏塔7精馏分离,收集露点在96℃-98℃左右的馏分,得到烯丙醇,同时回收利用溶剂水和未反应的原料。
经GC测试纯度在95%以上,利用卡尔费休法测试的含水率<3.2%。
实施例11
以氩气为载气,甲醛、乙醛、水在温度为150℃的汽化室内汽化混合后通入装在催化剂ZnO-SiO2的第一反应装置2中,甲醛、乙醛、水和氩气的摩尔流量比控制在2:1:4:95,其中乙醛的摩尔流量控制在1mol/h,控制第一反应装置2内的温度在320℃,控制反应物在第一反应装置2内的停留时间为7s。
反应结束后体系为甲醛、乙醛、烯丙基醛、水、载气和副产物的混合物,经分离器3冷却至40℃-80℃分离载气,再经第一精馏塔4精馏分离,收集露点在51℃-54℃左右的馏分,得到烯丙醛,同时回收利用溶剂水和未反应的原料。
向第二反应装置5中通入100mol烯丙醛、18Kg经过预处理的La-ReOx-SiO2催化剂(摩尔比La/Re=10,金属负载量为1%)、100Kg水、氢气充压至1Mpa,在50℃条件下,搅拌反应100min。
反应结束后进入过滤槽6,催化剂颗粒和未反应的氢气回收利用,剩余物料进入第二精馏塔7精馏分离,收集露点在96℃-98℃左右的馏分,得到烯丙醇,同时回收利用溶剂水和未反应的原料。
经GC测试纯度在95%以上,利用卡尔费休法测试的含水率<3.2%。
实施例12
以氩气为载气,甲醛、乙醛、水在温度为150℃的汽化室内汽化混合后通入装在催化剂ZnO-SiO2的第一反应装置2中,甲醛、乙醛、水和氩气的摩尔流量比控制在2:1:4:95,其中乙醛的摩尔流量控制在1mol/h,控制第一反应装置2内的温度在320℃,控制反应物在第一反应装置2内的停留时间为7s。
反应结束后体系为甲醛、乙醛、烯丙基醛、水、载气和副产物的混合物,经分离器3冷却至40℃-80℃分离载气,再经第一精馏塔4精馏分离,收集露点在51℃-54℃左右的馏分,得到烯丙醛,同时回收利用溶剂水和未反应的原料。
向第二反应装置5中通入100mol烯丙醛、18Kg经过预处理的Ce-ReOx-SiO2催化剂(摩尔比Ce/Re=2,金属负载量为15%)、100Kg水、氢气充压至1Mpa,在50℃条件下,搅拌反应100min。
反应结束后进入过滤槽6,催化剂颗粒和未反应的氢气回收利用,剩余物料进入第二精馏塔7精馏分离,收集露点在96℃-98℃左右的馏分,得到烯丙醇,同时回收利用溶剂水和未反应的原料。
经GC测试纯度在95%以上,利用卡尔费休法测试的含水率<3.2%。
实施例13
以氩气为载气,甲醛、乙醛、水在温度为150℃的汽化室内汽化混合后通入装在催化剂ZnO-SiO2的第一反应装置2中,甲醛、乙醛、水和氩气的摩尔流量比控制在2:1:4:95,其中乙醛的摩尔流量控制在1mol/h,控制第一反应装置2内的温度在320℃,控制反应物在第一反应装置2内的停留时间为7s。
反应结束后体系为甲醛、乙醛、烯丙基醛、水、载气和副产物的混合物,经分离器3冷却至40℃-80℃分离载气,再经第一精馏塔4精馏分离,收集露点在51℃-54℃左右的馏分,得到烯丙醛,同时回收利用溶剂水和未反应的原料。
向第二反应装置5中通入100mol烯丙醛、18Kg经过预处理的Ru-ReOx-SiO2催化剂(摩尔比Ru/Re=1,金属负载量为2%)、100Kg水、氢气充压至1Mpa,在50℃条件下,搅拌反应100min。
反应结束后进入过滤槽6,催化剂颗粒和未反应的氢气回收利用,剩余物料进入第二精馏塔7精馏分离,收集露点在96℃-98℃左右的馏分,得到烯丙醇,同时回收利用溶剂水和未反应的原料。
经GC测试纯度在95%以上,利用卡尔费休法测试的含水率<3.2%。
表1实施例1-10中烯丙基醇的收率
Claims (3)
1.一种烯丙基醇的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:
(1)以惰性气体作为载体,将汽化的乙醛或丙醛、甲醛和水通入装有非均相催化剂的反应装置中反应,得烯丙基醛;所述非均相催化剂为MxOy-SiO2类催化剂;其中,M选自IA主族、IIA主族、IIIA主族、IB副族、IIB副族的金属元素中的一种;MxOy和SiO2的摩尔比为(1-5):10;反应温度为200-350℃,反应物在反应装置内的停留时间为3-30s;
(2)在催化剂存在下,将氢气通入装有烯丙基醛的反应装置中反应,得烯丙醇或者2-甲基烯丙醇;所述催化剂为A-ReOy-SiO2类催化剂;其中A选自IB副族、IIB副族、IIIB副族、IVB副族和VIII族中金属元素中的一种;其中Re和A的摩尔比为(0.5-10):1,金属负载量为1-15%;反应温度为30-150℃,反应时间为30-300min;
上述步骤(1)中,甲醛、乙醛或者丙醛、水、载气摩尔流量比为(1.2-5):1:(3-10):(10-100);
上述步骤(2)中,水与烯丙基醛的用量比为(100-2000)g:lmol;催化剂与烯丙基醛的用量比为(30-200)g:lmol。
2.根据权利要求1所述的一种烯丙基醇的制备方法,其特征在于:步骤(1)中,汽化室温度为120-180℃。
3.根据权利要求1所述的一种烯丙基醇的制备方法,其特征在于:步骤(2)中,氢气通入量以使反应装置内压力达到0.2MPa-6MPa为准。
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