CN112159317A - 一种连续化合成甲基异丙基酮的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种连续化合成甲基异丙基酮的方法，在n级依次串联的反应釜中进行连续化合成甲基异丙基酮。本发明方法，制备的甲基异丙基酮纯度达99%以上，收率73‑78%。本发明的方法能够实现甲基异丙基酮的连续化工业生产，减少人工参与的操作，降低运行成本，原料投入配比、原料投入量和反应时间都能够进行精确控制，可实现自动化控制，工业化生产过程更为安全、环保、可靠。

Description

一种连续化合成甲基异丙基酮的方法
技术领域
本发明涉及一种连续化合成甲基异丙基酮的方法，属于化工合成技术领域。
背景技术
现有的丁酮甲醛法合成甲基异丙基酮，一般采取间歇法，间歇法存在工序繁多，需要人工操作量大，物料的反应、分离、转移繁琐，动密封静密封点多，气味环保不可控，三废多，收率低；还存在生产效率低下，运行成本高； 原料投入配比、原料投入量和反应时间无法实现自动化控制，不利于工业化生产。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明提供一种连续化合成甲基异丙基酮的方法，可实现自动化控制，提高生产效率，同时提高产品收率，适用于工业化生产。
为解决上述技术问题，本发明采取以下技术方案：
一种连续化合成甲基异丙基酮的方法，在n级依次串联的反应釜中进行连续化合成甲基异丙基酮。
以下是对上述技术方案的进一步改进：
每级釜上均设有自吸气式搅拌装置；各级反应加氢釜内的温度均维持在反应温度及氢气压力，且各级反应加氢釜均开启搅拌的条件下，催化剂浆料和丁酮、甲醛液，以连续化进料的方式从第一级或多级反应加氢釜进料，流到第n级反应加氢釜，将第n级反应加氢釜内流出的反应液收集，收集的反应液经过滤后进行液相处理得到甲基异丙基酮产品。
所述n为2-20；优选为3-9；
反应原料为丁酮、甲醛，摩尔比为1:0.1-3，优选1：0.3~1.1，进一步优选为1：0.5-1；
催化剂包括加氢催化剂和缩合催化剂；所述加氢催化剂为钯炭、铂炭、雷尼镍，优选钯炭，钯含量0.1-10%，优选为2-4%；
所述缩合催化剂，为大孔强碱阴离子交换树脂或大孔强酸阳离子交换树脂。
所述加氢催化剂与丁酮的质量比为0.002-0.006:1；所述缩合催化剂与丁酮的质量比为0.003-0.007:1。
所述反应釜的压力为0.05-5Mpa；温度为30-150℃，转速为50-1000转/分钟。
优选为：所述反应釜的压力为0.2-4Mpa；转速为150-860转/分钟；第一级反应釜的温度为35-50℃，第n级反应釜的温度为80-150℃，从第一级到第n级反应釜，温度呈现逐渐升高的趋势。
反应停留时间0.5-10小时，即物料从第一级釜到最后一级釜的时间；
甲醛以甲醛液的形式进料；甲醛液的质量浓度是10-55%；优选为30-40%。
采用上述技术方案，本发明取得的有益效果：
（1）本发明方法，制备的甲基异丙基酮纯度达99%以上，收率73-78%。
（2）本发明的方法能够实现甲基异丙基酮的连续化工业生产，减少人工参与的操作，降低运行成本，原料投入配比、原料投入量和反应时间都能够进行精确控制，可实现自动化控制，工业化生产过程更为安全、环保、可靠。
附图说明
图1为本发明所述连续化合成甲基异丙基酮的工艺流程图。
具体实施方式
实施例 1
将四级1L串联加氢反应釜用氮气置换三次，氢气置换三次，并保持各级釜氢气压力0.2Mpa。开启丁酮、催化剂进料泵及甲醛进料泵开始向第一级釜开始进料；丁酮的流量为6.3g/min，甲醛液（37%）的流量是6.42g/min，催化剂浆料的流量是0.31g/min。
开启第一级釜自吸搅拌（转速650转/分钟），控制第一级温度为35-40℃；第一级釜物料达到溢流液位时开始流入二级釜，并开启第二级釜自吸搅拌（转速650转/分钟），控制温度60-65℃；第二釜液位达到溢流液位时物料开始进入第三级釜，开启第三级釜搅拌（转速650转/分钟）并控制温度90-100℃，同样方式开启第四级釜搅拌（转速650转/分钟）并控制温度110-115℃；第四级釜达到溢流液位流经冷凝装使物料降温至45℃以下，再经过减压设备出料。过滤出加氢催化剂，将液相分层，油相和水相经精馏分离得到产品甲基异丙基酮；根据连续采出一小时物料计算，得到产品甲基异丙基酮306.4克，收率75%（以甲醛计）。
实施例 2
将五级1L串联加氢反应釜用氮气置换三次，氢气置换三次，并保持各级釜氢气压力3.0Mpa。开启丁酮、催化剂进料泵及甲醛进料泵开始向第一级釜开始进料。丁酮的流量是6.3g/min；甲醛液（37%）的流量是5g/min；催化剂浆料的流量是0.31g/min。
开启第一级釜自吸搅拌（转速360转/分钟），控制第一级温度为35-40℃；第一级釜物料达到溢流液位时开始流入二级釜，并开启第二级釜自吸搅拌（转速650转/分钟），控制温度65-70℃；第二釜液位达到溢流液位时物料开始进入第三级釜，开启第三级釜搅拌（转速850转/分钟）并控制温度80-85℃，同样方式开启第四级釜搅拌（转速350转/分钟）并控制温度110-115℃，同样方式开启第五级釜搅拌（转速150转/分钟）并控制温度120-125℃；第五级釜达到溢流液位流经冷凝装使物料降温至45℃以下，再经过减压设备出料。过滤出加氢催化剂，将液相分层，油相和水相经精馏分离得到产品甲基异丙基酮。根据连续采出一小时物料计算，得到产品甲基异丙基酮248.4克，收率78%（以甲醛计）。
实施例 3
将三级1L串联加氢反应釜用氮气置换三次，氢气置换三次，并保持各级釜氢气压力4.0Mpa。开启丁酮、催化剂进料泵及甲醛进料泵开始向第一级釜开始进料。
一级釜进料，丁酮的流量是6.3g/min；甲醛液（37%）的流量是2g/min；催化剂浆料的流量是0.25g/min；开启第一级釜自吸搅拌（转速860转/分钟），控制第一级温度为40-45℃，当料液达到一级釜溢流液位时，开始进入第二级釜，开启第二级釜搅拌（转速650转/分钟），保持第二级釜温度55-60℃，当料液达到一级釜溢流液位时，开始进入第三级釜，开启第三级釜搅拌（转速650转/分钟），保持第三级釜温度80-90℃，第三级釜达到溢流液位流经冷凝装使物料降温至45℃以下，再经过减压设备出料。过滤出加氢催化剂，将液相分层，油相和水相经精馏分离得到产品甲基异丙基酮。根据连续采出一小时物料计算，得到产品甲基异丙基酮139.5克，收率73%（以甲醛计）。
实施例 4
将九级500ml串联加氢反应釜用氮气置换三次，氢气置换三次，并保持各级釜氢气压力4.0Mpa。开启丁酮、催化剂进料泵及甲醛进料泵开始向第一级釜开始进料。丁酮的流量是6.3g/min；甲醛液（37%）的流量是5g/min；催化剂浆料的流量是0.31g/min。
开启第一级釜自吸搅拌（转速560转/分钟），控制第一级温度为45-50℃。第一级釜物料达到溢流液位时开始流入二级釜，并开启第二级釜自吸搅拌（转速650转/分钟），控制温度55-60℃。以此类推，第三、四釜搅拌转速350转/分钟）并控制温度80-85℃，同样方式开启第五、六级釜搅拌（转速350转/分钟）并控制温度95-100℃，同样方式开启第七、八级釜搅拌（转速250转/分钟）并控制温度120-125℃，同样方式开启第九级釜搅拌（转速150转/分钟）并控制温度135-145℃。第九级釜达到溢流液位流经冷凝装置使物料降温至45℃以下，再经过减压设备出料。过滤出加氢催化剂，将液相分层，油相和水相经精馏分离得到产品甲基异丙基酮。根据连续采出一小时物料计算，得到产品甲基异丙基酮245.2克，收率77%（以甲醛计）。
上述实施例1-4所述催化剂浆料，催化剂的质量浓度为8%；采用的催化剂包括加氢催化剂和缩合催化剂；所述加氢催化剂为钯炭，钯含量3%；
所述缩合催化剂，为大孔强碱阴离子交换树脂或大孔强酸阳离子交换树脂。
所述加氢催化剂与丁酮的质量比为0.0039:1；所述缩合催化剂与丁酮的质量比为0.0049:1。
除非特殊说明，本发明采用的比例均为质量比例，采用的百分比均为质量百分比。

Claims (10)

1.一种连续化合成甲基异丙基酮的方法，其特征在于：在n级依次串联的反应釜中进行连续化合成甲基异丙基酮。
2.根据权利要求1所述的一种连续化合成甲基异丙基酮的方法，其特征在于：所述n为2-20。
3.根据权利要求1所述的一种连续化合成甲基异丙基酮的方法，其特征在于：反应原料为丁酮、甲醛，摩尔比为1:0.1-3。
4.根据权利要求1所述的一种连续化合成甲基异丙基酮的方法，其特征在于：所述方法采用的催化剂包括加氢催化剂和缩合催化剂；所述加氢催化剂为钯炭、铂炭、雷尼镍中的一种；所述缩合催化剂为大孔强碱阴离子交换树脂或大孔强酸阳离子交换树脂。
5.根据权利要求4所述的一种连续化合成甲基异丙基酮的方法，其特征在于：
所述加氢催化剂与丁酮的质量比为0.002-0.006:1；所述缩合催化剂与丁酮的质量比为0.003-0.007:1。
6.根据权利要求1所述的一种连续化合成甲基异丙基酮的方法，其特征在于：所述反应釜的压力为0.05-5Mpa；温度为30-150℃，转速为50-1000转/分钟。
7.根据权利要求6所述的一种连续化合成甲基异丙基酮的方法，其特征在于：所述反应釜的压力为0.2-4Mpa；转速为150-860转/分钟。
8.根据权利要求6所述的一种连续化合成甲基异丙基酮的方法，其特征在于：第一级反应釜的温度为35-50℃，第n级反应釜的温度为80-150℃，从第一级到第n级反应釜，温度呈现逐渐升高的趋势。
9.根据权利要求1所述的一种连续化合成甲基异丙基酮的方法，其特征在于：反应停留时间0.5-10小时。
10.根据权利要求1所述的一种连续化合成甲基异丙基酮的方法，其特征在于：甲醛以甲醛液的形式进料，甲醛液的质量浓度是10-55%；所述方法，以连续化进料的方式从第一级或多级反应釜进料，依次流到第n级反应釜，将第n级反应釜内流出的反应液收集，经后处理得到甲基异丙基酮产品。
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