CN106008180A - 一种利用异戊醇制备异戊醛的方法 - Google Patents

一种利用异戊醇制备异戊醛的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种利用异戊醇制备异戊醛的方法，包括如下步骤：1）、将异戊醇原料连续泵送入预热器中，加热到250℃进行汽化；2）、在反应器中加入催化剂，将汽化后的异戊醇连同N2共同送入反应器中，在催化剂的催化作用下进行气相脱氢反应，冷凝得到异戊醛半成品；3）、将得到的半成品异戊醛逐滴加入0.1mol/L碳酸氢钠溶液，加热并搅拌，静置30分钟，分出水层，重复操作三次；本发明采用上述技术方案，异戊醇转化率可达99.7%，得到异戊醛纯度可达99.8%，能耗低，可以降低制造成本，在保证转换率和纯度的前提下，对设备无腐蚀，污染少，安全性高。

Description

一种利用异戊醇制备异戊醛的方法
技术领域
本发明涉及化工技术领域，具体地说是涉及一种利用异戊醇制备异戊醛的方法。
背景技术
异戊醛是制造异戊酸的原料，合成香料的中间体，食品工业及制药工业中的原料。前国内异戊醛的生产主要是用硫酸、重铬酸于液相中将异戊醇氧化成异戊醛。但该方法存在着设备腐蚀严重，环境污染严重以及副反应多等缺点。
醇脱氢是制备醛、酮的一种主要方法。铜、锌、镍、铂、钯、铑等金属或其合金，对于醇的脱氢具有很好的活性和很高的选择性，但铂等贵金属价格昂贵，目前主要使用铜、锌等金属作为催化剂。
早期多使用粒、网、纤维等形状的铜或黄铜等合金作为催化剂进行脱氢，该类催化剂有以下缺点 ：由于催化剂单位质量的活性表面积很小，催化剂活性很低，在低温下转化率 很低，要求在 400℃以上，而高温下，催化剂积炭失活速率快，需要重复再生。
目前主要采用催化脱氢法，公开号为 CN1566056A 的发明公开了一种用黄铜类催化剂对异戊醇进行气相催化 脱氢反应制备异戊醛的方法，所述的黄酮类催化剂包括铜/锌合金、铜/锡合金或铜 /镍合金，催化脱氢的反应温度在 400～500℃，反应液经精馏后，转化率为 95～96％，选择性达99％。采用此法，虽然产率和转化率都较高，但是仍然存在能耗高，以及在高温下催化剂易粉化、结焦，再生困难等缺点，仍然不能满足异戊醛的工业化批量生产要求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有技术的不足提供一种异戊醇转化率可达99.7%，得到异戊醛纯度可达99.8%，能耗低，可以降低制造成本，在保证转换率和纯度的前提下，对设备无腐蚀，污染少，安全性高的用异戊醇制备异
戊醛的方法。
为解决上述技术问题本发明采用以下技术方案：一种利用异戊醇制备异戊醛的方法，包括如下步骤：
1）、将异戊醇原料连续泵送入预热器中，加热到250℃进行汽化；
2）、在反应器中加入催化剂，将汽化后的异戊醇连同N2共同送入反应器中，在催化剂的催化作用下进行气相脱氢反应，冷凝得到异戊醛半成品；
3）、将得到的半成品异戊醛逐滴加入0.1mol/L碳酸氢钠溶液，加热并搅拌，静置30分钟，分出水层，重复操作三次；
4）、分出水层，有机相加入纯水，搅拌，静置50分钟，分出水层，重复操作三次，至中性 ，再分出水层，有机相加入无水亚硫酸钠，搅拌，过滤，除去固体物 ；
5）、滤液通过活性氧化铝层析柱；
6）、层析液加入无水硫酸钠，搅拌，放置 20h ；
7）、过滤除去干燥剂，滤液中加入分子筛，进一步脱水 ；
8）、精馏得到成品异戊醛。
以下是本发明的进一步改进：
步骤2）中，所述催化剂有以下重量份的物质组成，氧化镁3份，三氧化二硼8份，三氧化二铁6份，氧化锌颗粒10份，氧化钙6份，碳酸钠8份，碱性硫酸铝6份，氧化锰颗粒10份，分子筛8份。
进一步改进：
所述分子筛为ZSM-5、β 沸石分子筛、MFI 分子筛的混合物，分子筛为ZSM-5、β 沸石分子筛、MFI 分子筛的质量比为1:2:3。
进一步改进：
步骤2）中，异戊醇的空速为0.8/时，反应温度为500摄氏度。
进一步改进：
步骤7）中，分子筛为SAPO-11分子筛，所述SAPO-11分子筛的相对结晶度为 98％， 晶体粒径为 2.5μm。
进一步改进：
步骤3）中，加热温度为80℃。
本发明采用上述技术方案，异戊醇转化率可达99.7%，得到异戊醛纯度可达99.8%，能耗低，可以降低制造成本，在保证转换率和纯度的前提下，对设备无腐蚀，污染少，安全性高。
具体实施方式
实施例，一种利用异戊醇制备异戊醛的方法，包括如下步骤：
1）、将异戊醇原料连续泵送入预热器中，加热到250℃进行汽化；
2）、在反应器中加入催化剂，将汽化后的异戊醇连同N2共同送入反应器中，在催化剂的催化作用下进行气相脱氢反应，冷凝得到异戊醛半成品；
3）、将得到的半成品异戊醛逐滴加入0.1mol/L碳酸氢钠溶液，加热并搅拌，静置30分钟，分出水层，重复操作三次；
4）、分出水层，有机相加入纯水，搅拌，静置50分钟，分出水层，重复操作三次，至中性 ，再分出水层，有机相加入无水亚硫酸钠，搅拌，过滤，除去固体物 ；
5）、滤液通过活性氧化铝层析柱；
6）、层析液加入无水硫酸钠，搅拌，放置 20h ；
7）、过滤除去干燥剂，滤液中加入分子筛，进一步脱水 ；
8）、精馏得到成品异戊醛。
步骤2）中，所述催化剂有以下重量份的物质组成，氧化镁3份，三氧化二硼8份，三氧化二铁6份，氧化锌颗粒10份，氧化钙6份，碳酸钠8份，碱性硫酸铝6份，氧化锰颗粒10份，分子筛8份。
所述分子筛为ZSM-5、β 沸石分子筛、MFI 分子筛的混合物，分子筛为ZSM-5、β 沸石分子筛、MFI 分子筛的质量比为1:2:3。
步骤2）中，异戊醇的空速为0.8/时，反应温度为500摄氏度。
步骤7）中，分子筛为SAPO-11分子筛，所述SAPO-11分子筛的相对结晶度为 98％，晶体粒径为 2.5μm。
步骤2中催化剂制备方法如下：
a、焙烧处理
将氧化镁3份，三氧化二硼8份，三氧化二铁6份，氧化锌颗粒10份，氧化钙6份，碳酸钠8份，碱性硫酸铝6份，氧化锰颗粒10份，分子筛8份混合均匀，送入煅烧炉中，在 1500-2000℃下焙烧 4-6小时得到颗粒；
b、酸化处理
将上述颗粒融入浓度为0.5mol/L的硝酸锌溶液中，搅拌均匀后活化 2h，进行粉碎处理，粉碎粒度 10-100 目；
c、挤压、晾晒
将粉碎后的颗粒，在低压 4MPa 下保持10分钟，在高压 10-40MPa 下连续挤压成型，然后晾晒，晾晒后混合物的含水率≤ 30%；
d、筛分
用振动筛进行筛分，混合物颗粒细度控制在0.1-3mm。
e、焙烧
将筛分后的混合物放入焙烧炉中进行焙烧，焙烧温度控制在300-350℃，焙烧时间控制在1.5-2小时，冷却后得催化剂。

Claims (6)

1.一种利用异戊醇制备异戊醛的方法，其特征在于：包括如下步骤：
、将异戊醇原料连续泵送入预热器中，加热到250℃进行汽化；
、在反应器中加入催化剂，将汽化后的异戊醇连同N2共同送入反应器中，在催化剂的催化作用下进行气相脱氢反应，冷凝得到异戊醛半成品；
、将得到的半成品异戊醛逐滴加入0.1mol/L碳酸氢钠溶液，加热并搅拌，静置30分钟，分出水层，重复操作三次；
、分出水层，有机相加入纯水，搅拌，静置50分钟，分出水层，重复操作三次，至中性 ，再分出水层，有机相加入无水亚硫酸钠，搅拌，过滤，除去固体物 ；
、滤液通过活性氧化铝层析柱；
、层析液加入无水硫酸钠，搅拌，放置20h ；
、过滤除去干燥剂，滤液中加入分子筛，进一步脱水 ；
、精馏得到成品异戊醛。
2.根据权利要求1所述的利用异戊醇制备异戊醛的方法，其特征在于：
步骤2）中，所述催化剂有以下重量份的物质组成，氧化镁3份，三氧化二硼8份，三氧化二铁6份，氧化锌颗粒10份，氧化钙6份，碳酸钠8份，碱性硫酸铝6份，氧化锰颗粒10份，分子筛8份。
3. 根据权利要求1所述的利用异戊醇制备异戊醛的方法，其特征在于：所述分子筛为ZSM-5、β 沸石分子筛、MFI 分子筛的混合物，分子筛为ZSM-5、β 沸石分子筛、MFI 分子筛的质量比为1:2:3。
4.根据权利要求1所述的利用异戊醇制备异戊醛的方法，其特征在于：步骤2）中，异戊醇的空速为0.8/时，反应温度为500摄氏度。
5.根据权利要求1所述的利用异戊醇制备异戊醛的方法，其特征在于：步骤7）中，分子筛为SAPO-11分子筛，所述SAPO-11分子筛的相对结晶度为 98％， 晶体粒径为 2.5μm。
6.根据权利要求1所述的利用异戊醇制备异戊醛的方法，其特征在于：步骤3）中，加热温度为80℃。
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