CN108383704B - 一种利用合成三丙酮胺过程副产物制备丙酮的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于丙酮的制备技术领域，具体的将公开了一种利用合成三丙酮胺过程副产物制备丙酮的方法。其主要技术方案包括：将合成三丙酮胺过程副产物打入高位槽；向反应釜中加入催化剂和水；开反应釜搅拌，加热釜温至60‑100℃；由上述高位槽向反应釜滴加副产物；开冷凝器冷却水，在储罐收集再生丙酮；反应结束后，再生丙酮直接投入三丙酮胺的主生产线做合成原料，反应釜补水后进入下一批次再生丙酮作业。该用合成三丙酮胺过程产生的副产物为原料制备丙酮，提高了副产物的利用价值，从全流程来看，提高了以丙酮为原料合成三丙酮胺的收率。
Description
技术领域
本发明属于丙酮的制备技术领域，具体的讲涉及一种利用合成三丙酮胺过程副产物制备丙酮的方法。
背景技术
三丙酮胺化学名为2,2,6,6-四甲基哌啶酮，是一种重要的受阻胺光稳定剂中间体和医药中间体，尤其在受阻胺光稳定剂领域，三丙酮胺是受阻胺光稳定剂哌啶衍生物的唯一母核，是合成四甲基哌啶醇、四甲基哌啶胺、阻聚剂702的重要原料。
三丙酮胺的工业化生产采用丙酮和氨为原料，在酸性催化剂作用下合成。该合成三丙酮胺过程会产生包括异丙叉丙酮、二丙酮醇、二丙酮胺、丙酮宁、DHP（2,2,4,6-四甲基-2,3-二氢吡啶）或佛尔酮构成的丙酮的二聚体、三聚体以及二聚体或三聚体的氨解产物等系列副产物。这些副产物在粗三丙酮胺精制过程会分离出来，循环套用至下批次同丙酮混合后作为生产三丙酮胺的原料使用；但由于各组分向三丙酮胺转化化学反应的热力学和动力学优化条件不同，尤其是丙酮同丙酮二聚体之间、丙酮同丙酮三聚体之间存在着较大的差异，从而导致合成工艺条件不能同时满足丙酮到三丙酮胺、二聚体到三丙酮胺和三聚体到三丙酮胺的最优工艺条件，而在满足丙酮到三丙酮胺工艺路线的最大收率工艺下，会直接会影响二聚体和三聚体到三丙酮胺反应转化的收率，从而造成混合原料（系列副产物）中二聚体和三聚体组分利用率的下降。
另外，由于工艺不能同时匹配不同反应起始物的最优收率条件，上述副产物会常常会作为燃油使用，直接造成环境污染和其他社会问题。
发明内容
本发明针对上述合成三丙酮胺过程副产物利用工艺存在的不足，提供了一种将副产物再生为丙酮的方法，即用合成三丙酮胺过程副产物制备丙酮的方法。
实现上述本发明目的所采用的技术方案为：
一种利用合成三丙酮胺过程副产物制备丙酮的方法，具体工艺步骤为：
第一步，将合成三丙酮胺过程副产物由储罐，经进料泵，打入高位槽；
第二步，向反应釜中加入催化剂和与所述副产物同等重量的水；
第三步，开反应釜搅拌，加热釜温至60-100℃；
第四步，由高位槽向反应釜滴加副产物；
第五步，开冷凝器冷却水，在储罐收集再生丙酮；
第六步，反应结束后，再生丙酮直接投入三丙酮胺的主生产线做合成原料，反应釜补水后进入下一批次再生丙酮作业。
在上述合成三丙酮胺过程副产物制备丙酮的方法中，
——所述第一步中的副产物是以丙酮为原料合成三丙酮胺过程产生的系列副产物，包括异丙叉丙酮、二丙酮醇、二丙酮胺、丙酮宁、DHP（2,2,4,6-四甲基-2,3-二氢吡啶）或佛尔酮形成的丙酮的二聚体、三聚体以及二聚体或三聚体的氨解产物；
——所述第二步中的催化剂指路易斯碱类物质，如碱金属氧化物、氢氧化物和碳酸盐（NaOH、K2O、Na2CO3等），碱土金属氧化物、氢氧化物和碳酸盐（CaO，Mg(OH)2，MgCO3等），长碳链有机胺（癸二胺、己二胺、硬脂酸胺等），碱性阴离子交换树脂，高硅铝比碱性分子筛，负载了碱性物质的沸石、水滑石、氧化铝、活性炭等的复合催化剂等；
——所述第二步中催化剂的加入量与所述水的重量比为0.1—0.5:1；
——所述第三步中加热釜温优选85-95℃。
本发明的有益效果：
其一，本发明利用合成三丙酮胺过程所得副产物合成丙酮，不仅使得副产物得到了有效利用，而且再用该再生丙酮去合成三丙酮胺，可以使合成三丙酮胺的原料由“丙酮+多种副产物”变为单一的丙酮，工艺参数针对单一原料进行优化，大大提高了全流程的产率；
其二，避免了副产物直接套回原料丙酮合成三丙酮胺工艺带来的选择性差、收率低的问题，最终提高了产率，降低了综合生产成本。
附图说明
图1为合成三丙酮胺过程副产物制备丙酮方法的流程设备示意图。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式对合成三丙酮胺过程副产物制备丙酮方法的工艺作进一步的详述：
如图1所示，为构成合成三丙酮胺过程副产物制备丙酮方法流程设备示意图。即制备丙酮的流程为：将合成三丙酮胺过程副产物由储罐5经进料泵6打入高位槽7中，向反应釜1中加入催化剂和水，开反应釜1搅拌并加热釜温至60-100℃，由高位槽7向反应釜1滴加副产物进行反应；丙酮等组分经塔节2进入冷凝器3（该塔节2以防止沸点较低的如异丙叉丙酮进入冷凝器3中，影响回收的丙酮的纯度），开冷凝器3冷却水，在储罐4收集再生丙酮，反应结束后，再生丙酮直接投入三丙酮胺的主生产线做合成原料，反应釜1补水后进入下一批次再生丙酮作业。
实施例1：
第一步，向高温槽中打入副产物3000kg，副产物经气相色谱分析组成为：丙酮3.57%，异丙叉丙酮42.03%，二丙酮醇1.68%，二丙酮胺0.19%，DHP（2,2,4,6-四甲基-2,3-二氢吡啶）17.6%，丙酮宁31.4%，佛尔酮0.17%，三丙酮胺1.24%，其它组分2.12%；
第二步，向反应釜中加入癸二胺 300kg，水3000kg；
第三步，开搅拌，加热釜温至85℃；
第四步，向釜内滴加副产物，保持釜温85℃；
第五步，副产物滴加完毕后，得到再生丙酮2196kg，经气相色谱分析丙酮97.30%，经卡尔费休法分析含水量1.84%，釜液经气相色谱分析组成为：丙酮5.71%，异丙叉丙酮0.34%，DHP 85.26%，丙酮宁1.06%，三丙酮胺1.69%，其它组分5.94%。
实施例2：
第一步，向高温槽中打入副产物3000kg，副产物经气相色谱分析组成为：丙酮3.57%，异丙叉丙酮42.03%，二丙酮醇1.68%，二丙酮胺0.19%，DHP（2,2,4,6-四甲基-2,3-二氢吡啶）17.6%，丙酮宁31.4%，佛尔酮0.17%，三丙酮胺1.24%，其它组分2.12%；
第二步，向反应釜中加入仲胺基阳离子交换树脂 600kg，水3000kg；
第三步，开搅拌，加热釜温至90℃；
第四步，向釜内滴加副产物，保持釜温90℃；
第五步，副产物滴加完毕后，得到再生丙酮2015kg，经气相色谱分析丙酮97.13%，经卡尔费休法分析含水量1.79%，釜液经气相色谱分析组成为：丙酮4.27%，异丙叉丙酮7.14%，DHP 73.4%，丙酮宁2.79%，三丙酮胺1.82%，其它组分10.58%。
实施例3：
第一步，向高温槽中打入副产物3000kg，副产物经气相色谱分析组成为：丙酮3.57%，异丙叉丙酮42.03%，二丙酮醇1.68%，二丙酮胺0.19%，DHP（2,2,4,6-四甲基-2,3-二氢吡啶）17.6%，丙酮宁31.4%，佛尔酮0.17%，三丙酮胺1.24%，其它组分2.12%；
第二步，向反应釜中加入负载碳酸钾的多孔氧化铝 900kg，水3000kg；
第三步，开搅拌，加热釜温至95℃；
第四步，向釜内滴加副产物，保持釜温95℃；
第五步，副产物滴加完毕后，得到再生丙酮1857kg，经气相色谱分析丙酮97.13%，经卡尔费休法分析含水量2.03%，釜液经气相色谱分析组成为：丙酮5.34%，异丙叉丙酮8.59%，DHP 72.1%，丙酮宁3.12%，三丙酮胺2.01%，其它组分8.84%。
实施例4：
第一步，向高温槽中打入副产物3000kg，副产物经气相色谱分析组成为：丙酮3.57%，异丙叉丙酮42.03%，二丙酮醇1.68%，二丙酮胺0.19%，DHP（2,2,4,6-四甲基-2,3-二氢吡啶）17.6%，丙酮宁31.4%，佛尔酮0.17%，三丙酮胺1.24%，其它组分2.12%；
第二步，向反应釜中加入铯离子掺杂的X型分子筛600kg，水3000kg；
第三步，开搅拌，加热釜温至90℃；
第四步，向釜内滴加副产物，保持釜温90℃；
第五步，副产物滴加完毕后，得到再生丙酮1517kg，经气相色谱分析丙酮97.39%，经卡尔费休法分析含水量2.04%，釜液经气相色谱分析组成为：丙酮5.34%，异丙叉丙酮8.59%，DHP 72.1%，丙酮宁3.12%，三丙酮胺2.01%，其它组分8.84%。
实施例5：
第一步，向高温槽中打入副产物3000kg，副产物经气相色谱分析组成为：丙酮3.57%，异丙叉丙酮42.03%，二丙酮醇1.68%，二丙酮胺0.19%，DHP（2,2,4,6-四甲基-2,3-二氢吡啶）17.6%，丙酮宁31.4%，佛尔酮0.17%，三丙酮胺1.24%，其它组分2.12%；
第二步，向反应釜中加入氢氧化镁400kg，水3000kg；
第三步，开搅拌，加热釜温至85℃；
第四步，向釜内滴加副产物，保持釜温85℃；
第五步，副产物滴加完毕后，得到再生丙酮1381kg，经气相色谱分析丙酮97.36%，经卡尔费休法分析含水量1.99%，釜液经气相色谱分析组成为：丙酮4.88%，异丙叉丙酮22.04%，DHP 52.33%，丙酮宁5.57%，三丙酮胺2.23%，其它组分12.95%。
实施例6：
第一步，向高温槽中打入副产物3000kg，副产物经气相色谱分析组成为：丙酮3.57%，异丙叉丙酮42.03%，二丙酮醇1.68%，二丙酮胺0.19%，DHP（2,2,4,6-四甲基-2,3-二氢吡啶）17.6%，丙酮宁31.4%，佛尔酮0.17%，三丙酮胺1.24%，其它组分2.12%；
第二步，向反应釜中加入片碱300kg，水3000kg；
第三步，开搅拌，加热釜温至90℃；
第四步，向釜内滴加副产物，保持釜温90℃；
第五步，副产物滴加完毕后，得到再生丙酮1268kg，经气相色谱分析丙酮97.19%，经卡尔费休法分析含水量2.43%，釜液经气相色谱分析组成为：丙酮5.69%，异丙叉丙酮24.68%，DHP 47.76%，丙酮宁6.02%，三丙酮胺2.41%，其它组分13.44%。
Claims (5)
1.一种利用合成三丙酮胺过程副产物制备丙酮的方法，具体工艺步骤为：
第一步，将合成三丙酮胺过程副产物由储罐，经进料泵，打入高位槽；
第二步，向反应釜中加入催化剂和与所述副产物同等重量的水；
第三步，开反应釜搅拌，加热釜温至60-100℃；
第四步，由高位槽向反应釜滴加副产物；
第五步，开冷凝器冷却水，在储罐收集再生丙酮；
第六步，反应结束后，再生丙酮直接投入三丙酮胺的主生产线做合成原料，反应釜补水后进入下一批次再生丙酮作业；
所述第一步中的合成三丙酮胺过程副产物是以丙酮为原料合成三丙酮胺过程产生的系列副产物，包括异丙叉丙酮、二丙酮醇、二丙酮胺、丙酮宁、DHP（2 ,2 ,4 ,6-四甲基-2 ,3-二氢吡啶）或佛尔酮形成的丙酮的二聚体、三聚体以及二聚体或三聚体的氨解产物；
所述第二步中的催化剂指路易斯碱类物质。
2.如权利要求1所述的合成三丙酮胺过程副产物制备丙酮的方法，其特征在于：所述路易斯碱类物质包括碱金属氧化物、氢氧化物和碳酸盐，碱土金属氧化物、氢氧化物和碳酸盐，长碳链有机胺，碱性阴离子交换树脂，高硅铝比碱性分子筛，负载了碱性物质的沸石、水滑石、氧化铝、活性炭的复合催化剂。
3.如权利要求2所述的合成三丙酮胺过程副产物制备丙酮的方法，其特征在于：所述碱金属氧化物、氢氧化物和碳酸盐为NaOH、K2O、Na2CO3；所述碱土金属氧化物、氢氧化物和碳酸盐为CaO、Mg(OH)2、MgCO3；所述长碳链有机胺为癸二胺、己二胺、硬脂酸胺。
4.如权利要求1所述的合成三丙酮胺过程副产物制备丙酮的方法，其特征在于：所述第二步中催化剂的加入量与所述水的重量比为0 .1—0 .5:1。
5.如权利要求1所述的合成三丙酮胺过程副产物制备丙酮的方法，其特征在于：所述第三步中加热釜温优选85-95℃。
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