CN108017508A - 一种由异戊烯水合制叔戊醇的方法 - Google Patents

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胡国君
祁正娟
李莹
徐晓红
陆徐国
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    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C29/00—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring
    • C07C29/03—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by addition of hydroxy groups to unsaturated carbon-to-carbon bonds, e.g. with the aid of H2O2
    • C07C29/04—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by addition of hydroxy groups to unsaturated carbon-to-carbon bonds, e.g. with the aid of H2O2 by hydration of carbon-to-carbon double bonds

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Abstract

本发明公开了一种由异戊烯水合制叔戊醇的方法。该方法的具体步骤如下：将富含2‑甲基‑1丁烯与2‑甲基‑2‑丁烯的异戊烯组份和水、丙酮组成的物料混合后，进入装有强酸性阳离子交换树脂催化剂的固定床反应器中进行水合反应，得到叔戊醇。本发明使用了丙酮作溶剂，其与水不共沸，容易回收；溶剂配比低，节约了反应产物后处理的能耗，节省了生产运行成本。

Description

一种由异戊烯水合制叔戊醇的方法
技术领域
本发明属于有机化工技术领域，具体的说，涉及一种由异戊烯水合制叔戊醇的方法。
背景技术
叔戊醇是一种基本有机化工原料，用于生产频那酮、叔戊基苯和叔戊基蒽醌(2-戊基蒽醌)，用于合成佳乐麝香和彩色胶片成色剂等产品。此外，叔戊醇还可用作溶剂、增塑剂和非铁金属浮选剂。
叔戊醇的生产，传统工艺是采用采用丙酮一乙炔法。该工艺原料成本高，工艺流程复杂，用电石水解制乙炔时还会产生工业废渣，对环境造成污染。随着C5分离技术及产品供给的增加，由异戊烯直接水合制叔戊醇，其工艺条件温和，环境友好，是较理想的工艺路线。
美国专利US 3,257,469使用极性有机溶剂可以增加烯烃与水的互溶性，增大反应物分子向催化剂表面的扩散速度和产物向溶剂中的扩散速度，从而提高碳五烯烃的转化率。专利中列举了沸点低于叔戊醇的一些溶剂，如醇类、酮类和醚类。为了提高异戊烯转化率，US4,182,920采用了三级反应器，反应温度为30～80℃，反应压力为0.46～1.4MPa(绝压)。水/戊烯的重量比范围为0.59～1.18，丙酮/戊烯的重量比范围为4.18～7.85，基于反应戊烯的收率为88％～93％。
中国专利(公开号CN1233609A)则采用沸点高于叔戊醇沸点的极性有机物如正丁醇、正戊醇等为溶剂，目的是在水合反应后，可以通过蒸馏先蒸出叔戊醇，塔釜中的溶剂直接循环利用。好处在于可以节省蒸馏溶剂而产生的能耗。但是，由于高沸点的醇类溶解性略差，要使反应物料体系呈均相，其用量大，需要为异戊烯重量的3～15倍。大量的溶剂在塔釜中，在蒸馏叔戊醇过程中，同样需要消耗大量的能量。
上述现有技术的不足在于为使反应混合物在均相下进行反应，加入了大量的溶剂。大量溶剂的存在，使得产物的后处理时，会产生较大的能耗，带来了较高生产成本。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种由异戊烯水合制叔戊醇的方法，它要解决的技术问题是采用低溶剂配比条件下进行水合反应，从而减少叔戊醇的精制过程的能耗，节省生产成本。
以下是本发明解决上述问题的技术方案。
本发明提供一种由异戊烯水合制叔戊醇的方法，具体步骤如下：将富含2-甲基-1丁烯与2-甲基-2-丁烯的异戊烯组份和水、丙酮组成的物料混合后，进入装有强酸性阳离子交换树脂催化剂的固定床反应器中进行水合反应，得到叔戊醇。
本发明中，水、含2-甲基-1丁烯与2-甲基-2-丁烯的异戊烯组份与丙酮的质量比为1：(2.0～39.0)：(0.4～13.0)，较佳的原料配比为1：(4.0～13.0)：(2.0～13.0)。
本发明中，水合反应时，液时体积空速为0.1～2.0h-1，反应温度为40～80℃，反应压力为0.5～1.5MPa。
本发明中，较佳的反应温度为50～80℃，反应压力为1.0～1.5MPa。
本发明的有益效果在于：一般水合工艺中，较多使用的异丙醇、丁醇等溶剂，而溶剂也与水共沸，在水合产物后处理过程中，分离难度大，能耗较大。而本发明中使用了丙酮作溶剂，其与水不共沸，容易回收；溶剂配比低，节约了反应产物后处理的能耗，节省了生产运行成本。因此该工艺具有流程短，易操作，能耗低，经济性好等特点。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明技术方案进一步详细阐述。
实施例中涉及的单程转化率及反应选择性的定义为：
实施例1
将富含2-甲基-1丁烯与2-甲基-2-丁烯的异戊烯组份和水、丙酮组成的物料混合后，进入装有强酸性阳离子交换树脂催化剂的固定床反应器中进行水合反应，得到叔戊醇。其中：水合反应原料中水、丙酮和富含2-甲基-1丁烯与2-甲基-2-丁烯的异戊烯与丙酮的质量比为1：39.0：4.0。水合反应时，液时体积空速为1.0h-1，反应温度为50℃，反应压力为1MPa。
实施例2
将富含2-甲基-1丁烯与2-甲基-2-丁烯的异戊烯组份和水、丙酮组成的物料混合后，进入装有强酸性阳离子交换树脂催化剂的固定床反应器中进行水合反应，得到叔戊醇。其中：水合反应原料中水、丙酮和富含2-甲基-1丁烯与2-甲基-2-丁烯的异戊烯与丙酮的质量比为1：2.0：6.0。水合反应时，液时体积空速为2.0h-1，反应温度为60℃，反应压力为0.5MPa。
实施例3
将富含2-甲基-1丁烯与2-甲基-2-丁烯的异戊烯组份和水、丙酮组成的物料混合后，进入装有强酸性阳离子交换树脂催化剂的固定床反应器中进行水合反应，得到叔戊醇。其中：水合反应原料中水、丙酮和富含2-甲基-1丁烯与2-甲基-2-丁烯的异戊烯与丙酮的质量比为1：13.0：13.0。水合反应时，液时体积空速为0.1h-1，反应温度为70℃，反应压力为1.5MPa。
实施例4
将富含2-甲基-1丁烯与2-甲基-2-丁烯的异戊烯组份和水、丙酮组成的物料混合后，进入装有强酸性阳离子交换树脂催化剂的固定床反应器中进行水合反应，得到叔戊醇。其中：水合反应原料中水、丙酮和富含2-甲基-1丁烯与2-甲基-2-丁烯的异戊烯与丙酮的质量比为1：4.0：2.0。水合反应时，液时体积空速为1.5h-1，反应温度为80℃，反应压力为1.0MPa。
实施例5
将富含2-甲基-1丁烯与2-甲基-2-丁烯的异戊烯组份和水、丙酮组成的物料混合后，进入装有强酸性阳离子交换树脂催化剂的固定床反应器中进行水合反应，得到叔戊醇。其中：水合反应原料中水、丙酮和富含2-甲基-1丁烯与2-甲基-2-丁烯的异戊烯与丙酮的质量比为1：2.0：0.4。水合反应时，液时体积空速为1.2h-1，反应温度为40℃，反应压力为1.3MPa。
实施例6
将富含2-甲基-1丁烯与2-甲基-2-丁烯的异戊烯组份和水、丙酮组成的物料混合后，进入装有强酸性阳离子交换树脂催化剂的固定床反应器中进行水合反应，得到叔戊醇。其中：水合反应原料中水、丙酮和富含2-甲基-1丁烯与2-甲基-2-丁烯的异戊烯与丙酮的质量比为1：39.0：4.0。水合反应时，液时体积空速为0.5h-1，反应温度为50℃，反应压力为0.5MPa。
该条件下原料中丙酮含量为9wt.％左右，水含量则从反应前的5wt.％左右降至2wt.％以下。
相对而言，现在技术中，水合反应异戊烯与水摩尔比多采用1：3，以丙酮为溶剂时，为使反应物为稳定的均相，需要加入异戊烯质量4.35倍以上的丙酮。如当丙酮含量为82.6wt.％，在反应温度60℃、反应压力1.0MPa、空速1.0h-1条件下，异戊烯的转化率56.3％，叔戊醇的选择性92.6％，产物中水含量在10wt.％左右。
显而易见，在发明条件下，产物中溶剂及水的含量低，易于分离，生产能耗低，具有明显经济优势。
经过分析计算，上述各实施例的反应结果见表1。
表1 实施例的反应结果

Claims (5)

1.一种由异戊烯水合制叔戊醇的方法，其特征在于，具体步骤如下：将含2-甲基-1丁烯与2-甲基-2-丁烯的异戊烯组份和水、丙酮组成的物料混合后，进入装有强酸性阳离子交换树脂催化剂的固定床反应器中进行水合反应，得到叔戊醇。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，水、含2-甲基-1丁烯与2-甲基-2-丁烯的异戊烯组份与丙酮的质量比为1：(2.0～39.0)：(0.4～13.0)。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，水、含2-甲基-1丁烯与2-甲基-2-丁烯的异戊烯组份与丙酮的质量比为1：(4.0～13.0)：(2.0～13.0)。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，水合反应时，液时体积空速为0.1～2.0h-1，水烯摩尔比为0.1～2.0；反应温度为40～80℃，反应压力为0.5～1.5MPa。
5.如权利要求1或4所述的方法，其特征在于，反应温度为50～80℃，反应压力为1.0～1.5MPa。
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