CN105016993B - 一种正己醛的精制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种正己醛的精制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：提供待精制的含正己醛的轻质油；将所述含正己醛的轻质油与醇在缩合催化剂的作用下进行醇醛缩合反应，得到混合物；将所述混合物精馏，得到正己醛醚化合物；将所述正己醛醚化合物与水在水解催化剂的作用下进行水解反应，得到正己醛和醇。本发明正己醛的精制方法，精制成本较低，反应条件温和，且可以提高轻质油的利用价值，创造可观的经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及一种正己醛的精制方法。
背景技术
正己醛可以用于增塑剂、橡胶、树脂和杀虫剂的有机合成，还可以作为气相色谱分析试剂以及允许使用的食用香料。
正己醛主要由正己醇催化氧化制得，常见的制备方法可以参考：
1、《正己醇催化氧化制备正己醛》——《精细石油化工》2011年1月：以空气为氧化剂，以负载型氧化铜为催化剂(氧化镁为助催化剂，三氧化二铝为载体)，在反应温度260℃，常压，液空时速2.5h-1，反应时间3h，反应转化率69.9％，目标产物选择性46.6％；
2、《正己醇氧化脱氢制正己醛的研究》——《分子催化》2003年12月：制备尖晶石型复合氧化物CuAl2O4以及将其负载化，进行正己醇制正己醛催化性能的研究。
现有的正己醛制备方法有反应原料价格高、反应温度高正己醛易发生自缩合导致反应收率低和催化剂制备工艺复杂等缺点。
国内有多家利用环己烷氧化为环己酮制备下游产品的厂家，其副产物轻质油中含2-15％不等的己醛，具有精制回收利用价值。而轻质油中主要组分环氧环己烷(沸点128℃)、C5-C8直链饱和酮类化合物与己醛(沸点130℃)的沸点较为接近，并且轻质油中的水、正己醛、正戊醇可形成二元或多元共沸，常规精馏无法有效分离出99％的己醛产品。
发明内容
本发明的目的是提供一种正己醛的精制方法，该方法精制成本较低，反应条件温和，且可以提高轻质油的利用价值，创造可观的经济效益。
为了实现上述目的，本发明提供一种正己醛的精制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：提供待精制的含正己醛的轻质油；将所述含正己醛的轻质油与醇在缩合催化剂的作用下进行醇醛缩合反应，得到混合物；将所述混合物精馏，得到正己醛醚化合物；将所述正己醛醚化合物与水在水解催化剂的作用下进行水解反应，得到正己醛和醇。
优选地，其特征在于，所述待精制的含正己醛的轻质油为环己烷氧化副产物轻质油。
优选地，其特征在于，所述待精制的含正己醛的轻质油中还含有环氧环己烷、正戊醇和水。
优选地，其特征在于，所述醇选自甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、仲丁醇和叔丁醇中的至少一种。
优选地，其特征在于，所述缩合催化剂选自硫酸、磷酸、硝酸、甲基磺酸、氟硼酸水溶液、氟硼酸乙醚溶液和三氟化硼水溶液中的至少一种。
优选地，其特征在于，所述水解催化剂选自硫酸、磷酸、硝酸、甲基磺酸、氟硼酸水溶液、氟硼酸乙醚溶液和三氟化硼水溶液中的至少一种。
优选地，其特征在于，所述醇醛缩合反应的条件为：温度为10℃-100℃；以轻质油、醇和缩合催化剂的总质量为基准，所述缩合催化剂的质量含量为0.05％-10％，所述醇的质量含量为35％-65％。
优选地，其特征在于，所述醇醛缩合反应的条件为：所述温度为20℃-60℃。
优选地，其特征在于，所述水解反应的条件为：水的摩尔加入量为所述正己醛醚化合物摩尔量的2-15倍；反应温度为0℃-100℃；以正己醛醚化合物、水和水解催化剂的总质量为基准，所述水解催化剂的质量含量为0.04％-1％。
优选地，其特征在于，所述水解反应的条件为：所述反应温度为40℃-90℃。
本发明的正己醛的精制方法与现有正己醛的合成方法相比，具有如下优点：
1、直接在轻质油中精制正己醛，原料成本低，且保护环境，化废为宝，能提高轻质油的利用价值；
2、通过一次加入醇与正己醛反应转化为与水、正戊醇不形成共沸的正己醛醚化合物；
3、醇醛缩合反应和水解反应的温度都较低，反应条件温和，降低正己醛自缩合副反应，转化率和选择性都高，产率在80％以上；
4、所加入的外加醇能够回收利用，减少原料消耗；
5、直接采用轻质油作为精制原料，在国内外尚无先例。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
本发明提供一种正己醛的精制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：提供待精制的含正己醛的轻质油；将所述含正己醛的轻质油与醇在缩合催化剂的作用下进行醇醛缩合反应，得到混合物；将所述混合物精馏，得到正己醛醚化合物；将所述正己醛醚化合物与水在水解催化剂的作用下进行水解反应，得到正己醛和醇。其中，所述待精制的含正己醛的轻质油优选为环己烷氧化副产物轻质油，还进一步优选含有环氧环己烷、正戊醇和水。
由于所述轻质油中含有5000ppm至1质量％的水，水、正己醛和正戊醇形成二元或多元共沸物，常规精馏无法有效分离出99％的己醛产品，本发明将正己醛进行醇醛缩合后分离。
根据本发明，所述醇可以为选自甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、仲丁醇和叔丁醇中的至少一种。以甲醇为例，甲醇不仅与正己醛反应生成己醛二甲基乙缩醛(沸点为163℃)，还与环氧环己烷反应生成邻甲氧基环己烷(沸点为185℃)，而正戊醇的沸点为137℃，水与正戊醇共沸沸点为95℃，因此，通过一次精馏即可将正己醛与环氧环己烷、正戊醇、水分离。
根据本发明，所述醇醛缩合反应是本领域技术人员所熟知的，所述缩合催化剂可以为选自硫酸、磷酸、硝酸、甲基磺酸、氟硼酸水溶液、氟硼酸乙醚溶液和三氟化硼水溶液中的至少一种；所述醇醛缩合反应的条件可以为：温度为10℃-100℃，优选为20℃-60℃；以轻质油、醇和缩合催化剂的总质量为基准，所述缩合催化剂的质量含量为0.05％-10％，所述醇的质量含量为35％-65％。
根据本发明，所述精馏是本领域技术人员所熟知的，本发明不再赘述。
根据本发明，所述水解反应是本领域技术人员所熟知的，所述水解催化剂可以为选自硫酸、磷酸、硝酸、甲基磺酸、氟硼酸水溶液、氟硼酸乙醚溶液和三氟化硼水溶液中的至少一种，即所述水解催化剂与所述缩合催化剂可以相同，也可以不同，优选为相同。所述水解反应的条件可以为：水的摩尔加入量为所述正己醛醚化合物摩尔量的2-15倍；反应温度为0℃-100℃，优选为40℃-90℃；以正己醛醚化合物、水和水解催化剂的总质量为基准，所述水解催化剂的质量含量为0.04％-1％。
下面将通过实施例来进一步说明本发明，但是本发明并不因此而受到任何限制。本实施例所用仪器和试剂，如无特别说明均为本领域常规的仪器和试剂。
实施例反应产物由中国国家标准化管理委员会发布的《化学试剂气相色谱法通则，GB/T 9722-2006，2006-01-2发布》的标准方法进行测试。
己醛纯度的计算方法为：产品中己醛的质量比上产品总质量。
己醛的收率的计算方法为：产品中己醛总质量比上轻质油中己醛的总质量。
实施例1
将来自岳阳昌德化工实业有限公司的轻质油(己醛含量4.5质量％，环氧环己烷含量32.8质量％，正戊醇45.5质量％，水1质量％)在质量比为0.5：1的氟硼酸和水的缩合催化剂作用下在60℃下与乙醇发生醇醛缩合反应生成正己醛醚化合物，并通过精馏把产物中的其他组分与正己醛醚进行分离，其中，缩合催化剂的质量含量为0.1％，乙醇的质量含量为50质量％。然后在0.04质量％浓硫酸催化剂的作用下，将正己醛醚与2倍于正己醛醚的摩尔量的水混合，在40℃下进行水解反应，得到正己醛和乙醇的混合物，通过精制得到正己醛产品A1，并回收乙醇，A1的相关参数见表1。
实施例2
将轻质油(与实施例1相同)在质量比为0.3：1的氟硼酸和乙醚缩合催化剂作用下在10℃下与异丁醇发生醇醛缩合反应生成正己醛醚化合物，并通过精馏把产物中的其他组分与正己醛醚进行分离，其中，缩合催化剂的质量含量为0.2质量％，异丁醇的质量含量为60质量％。然后在0.1质量％浓硫酸酸催化剂的作用下，将正己醛醚与4倍于正己醛醚的摩尔量的水混合，在10℃下进行水解反应，得到正己醛和异丁醇的混合物，通过精制得到正己醛产品A2，并回收异丁醇，A2的相关参数见表1。
实施例3
将轻质油(与实施例1相同)在质量比为0.5：1(氟硼酸：水)的氟硼酸水溶液缩合催化剂作用下在30℃下与甲醇发生醇醛缩合反应生成正己醛醚化合物，并通过精馏把产物中的其他组分与正己醛醚进行分离，其中，缩合催化剂的质量含量为8质量％，甲醇的质量含量为65质量％。然后在0.5质量％磷酸催化剂的作用下，将正己醛醚与5倍于正己醛醚的摩尔量的水混合，在90℃下进行水解反应，得到正己醛和异丁醇的混合物，通过精制得到正己醛产品A3，并回收甲醇，A3的相关参数见表1。
实施例4
将轻质油(与实施例1相同)在硫酸缩合催化剂作用下在50℃下与甲醇发生醇醛缩合反应生成正己醛醚化合物，并通过精馏把产物中的其他组分与正己醛醚进行分离，其中，缩合催化剂的质量含量为0.8质量％，甲醇的质量含量为45质量％。然后在1质量％甲基磺酸催化剂的作用下，将正己醛醚与8倍于正己醛醚的摩尔量的水混合，在70℃下进行水解反应，得到正己醛和异丁醇的混合物，通过精制得到正己醛产品A4，并回收甲醇，A4的相关参数见表1。
表1
| 产品 | 正己醛纯度，质量％ | 正己醛收率，质量％ |
| A1 | 99.5 | 80 |
| A2 | 99.4 | 81.5 |
| A3 | 99.2 | 80.1 |
| A4 | 99.6 | 80.2 |
从表1中可以看出，采用本发明的方法精制正己醛，不仅收率高，而且正己醛纯度也高。
Claims (9)
1.一种正己醛的精制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
提供待精制的含正己醛的轻质油；
将所述含正己醛的轻质油与醇在缩合催化剂的作用下进行醇醛缩合反应，得到混合物；
将所述混合物精馏，得到正己醛醚化合物；
将所述正己醛醚化合物与水在水解催化剂的作用下进行水解反应，得到正己醛和醇；
所述待精制的含正己醛的轻质油为环己烷氧化副产物轻质油。
2.根据权利要求1所述的正己醛的精制方法，其特征在于，所述待精制的含正己醛的轻质油中还含有环氧环己烷、正戊醇和水。
3.根据权利要求1所述的正己醛的精制方法，其特征在于，所述醇选自甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、仲丁醇和叔丁醇中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的正己醛的精制方法，其特征在于，所述缩合催化剂选自硫酸、磷酸、硝酸、甲基磺酸、氟硼酸水溶液、氟硼酸乙醚溶液和三氟化硼水溶液中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的正己醛的精制方法，其特征在于，所述水解催化剂选自硫酸、磷酸、硝酸、甲基磺酸、氟硼酸水溶液、氟硼酸乙醚溶液和三氟化硼水溶液中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的正己醛的精制方法，其特征在于，所述醇醛缩合反应的条件为：温度为10℃-100℃；以轻质油、醇和缩合催化剂的总质量为基准，所述缩合催化剂的质量含量为0.05％-10％，所述醇的质量含量为35％-65％。
7.根据权利要求6所述的正己醛的精制方法，其特征在于，所述醇醛缩合反应的条件为：所述温度为20℃-60℃。
8.根据权利要求1所述的正己醛的精制方法，其特征在于，所述水解反应的条件为：水的摩尔加入量为所述正己醛醚化合物摩尔量的2-15倍；反应温度为0℃-100℃；以正己醛醚化合物、水和水解催化剂的总质量为基准，所述水解催化剂的质量含量为0.04％-1％。
9.根据权利要求8所述的正己醛的精制方法，其特征在于，所述水解反应的条件为：所述反应温度为40℃-90℃。
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