CN113443975B - 加压生产甲基异丙基甲酮的方法及应用 - Google Patents

加压生产甲基异丙基甲酮的方法及应用 Download PDF

Info

Publication number
CN113443975B
CN113443975B CN202110718043.3A CN202110718043A CN113443975B CN 113443975 B CN113443975 B CN 113443975B CN 202110718043 A CN202110718043 A CN 202110718043A CN 113443975 B CN113443975 B CN 113443975B
Authority
CN
China
Prior art keywords
isoprene
catalyst
reaction
methyl isopropyl
isopropyl ketone
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110718043.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113443975A (zh
Inventor
刘军
马丽琼
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Alxa Economic Development Zone Xinxin Chemical Co ltd
Original Assignee
Alxa Economic Development Zone Xinxin Chemical Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Alxa Economic Development Zone Xinxin Chemical Co ltd filed Critical Alxa Economic Development Zone Xinxin Chemical Co ltd
Priority to CN202110718043.3A priority Critical patent/CN113443975B/zh
Publication of CN113443975A publication Critical patent/CN113443975A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113443975B publication Critical patent/CN113443975B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C45/00—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds
    • C07C45/27—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation
    • C07C45/28—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation of CHx-moieties
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J27/00—Catalysts comprising the elements or compounds of halogens, sulfur, selenium, tellurium, phosphorus or nitrogen; Catalysts comprising carbon compounds
    • B01J27/14—Phosphorus; Compounds thereof
    • B01J27/16—Phosphorus; Compounds thereof containing oxygen, i.e. acids, anhydrides and their derivates with N, S, B or halogens without carriers or on carriers based on C, Si, Al or Zr; also salts of Si, Al and Zr
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C45/00—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

本发明公开了一种加压生产甲基异丙基甲酮的方法及应用，属于化学合成技术领域，该加压生产方法包括：在酸性催化剂作用下，使异戊二烯与水蒸汽接触，于催化反应床中带压反应，得到甲基异丙基甲酮；上述带压反应的反应压力为0.20‑0.50Mpa；上述酸性催化剂为固体磷酸催化剂；上述催化剂的活性成分包括磷酸、硼和五氧化二磷，载体为硅藻土。本发明的加压生产方法能用于C5馏分制备甲基异丙基甲酮，其中C5馏分为异戊二烯或混合C5馏份。本发明的方法能提高异戊二烯的转化率及产物收率和纯度，减少副产物生成量，延长催化剂使用寿命，降低催化剂更换周期，显著降低催化剂费用及生产成本。

Description

加压生产甲基异丙基甲酮的方法及应用
技术领域
本发明属于化学合成技术领域，具体涉及一种加压生产甲基异丙基甲酮的方法及应用。
背景技术
甲基异丙基酮(Methyl isopropyl ketone，以下简称MIPK)，化学名3-甲基-2-丁酮，是一种无色透明液体，具有芳香气味，是一种重要的精细化工原料和高档溶剂，被用做染料中间体、化学制剂、稀贵金属萃取剂，也广泛用于农业、医药、香料、食品等领域。MIPK的合成可以采用多种路线，但具有工业意义的工艺主要有异丁酸和乙酸为原料的脱羧工艺、甲基乙基酮的缩合异构工艺和异戊二烯直接水合异构工艺三种。脱羧工艺因原料消耗较高，生产工艺复杂，原料对设备有较大的腐蚀性，存在着生产成本较高和环境污染问题；甲基乙基酮的缩合异构工艺则由于副产大量的3-戊酮和需高温下进行反应的不足，制约了该工艺的进一步发展；异戊二烯直接水合异构工艺具有生产工艺的先进性、产品质量稳定、原料来源广、反应条件温和以及生产成本低的优点，特别是该工艺及其废料对环境影响小，成为目前我国制备 MIPK较可行的方法。
异戊二烯(C5H8)进行水合反应是亲电加成反应，主反应为1,2-加成，反应能进行是因为：烯烃π键的电子易流动，在酸的环境(催化剂固体磷酸)的影响下，偏到双键的1个碳一边，在外电场的存在下，进一步加剧正负电荷的分离，使亲电试剂很容易与烯烃发生亲电加成，反应式为：CH2＝C(CH3)CH＝CH2+H2O→(CH3)2CHCOCH3。由于异戊二烯含有双键结构，在没有催化剂时就非常容易发生聚合反应，因此可以推断在使用酸性催化剂和220℃高温条件下，异戊二烯会发生聚合反应，从而在水合反应中影响催化剂活性和稳定性。在催化剂表面，当异戊二烯水合速率明显快于异戊二烯聚合速率时，此时催化剂因结焦失活速率较慢；当二个反应速率接近时，由于催化剂表面聚合物含量不断增加，使得催化剂活性持续下降，此时催化剂稳定性较差。可见，由于H3PO4/硅藻土催化剂固有的磷酸易流失和催化剂易泥化的缺陷，使得催化剂无法长周期使用，催化剂需频繁地更换，生产成本较高。因此，本领域人员一直在研究和改进甲基异丙基甲酮的生产工艺，以期延长催化剂的使用寿命，同时获得高的反应转化率，降低生产成本。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种能提高异戊二烯的转化率及产物收率和纯度，减少副产物生成量，延长催化剂使用寿命，降低催化剂更换周期，显著降低催化剂费用及生产成本的加压生产甲基异丙基甲酮的方法。
本发明为实现上述目的所采取的技术方案为：
一种加压生产甲基异丙基甲酮的方法，包括：在酸性催化剂作用下，使异戊二烯与水蒸汽接触，于催化反应床中带压反应，得到甲基异丙基甲酮；
上述带压反应的反应压力为0.20-0.50Mpa；
上述酸性催化剂为固体磷酸催化剂；上述催化剂的活性成分包括磷酸、硼和五氧化二磷，载体为硅藻土。
通过上述技术方案，在加压状态下进行异戊二烯与水蒸汽的水合反应，能有效提高异戊二烯的转化率以及产物甲基异丙基酮的收率和纯度，减少副产物生成量，提高原料利用率，同时还能有效防止催化剂失去活性，提高催化剂的稳定性，从而延长催化剂的使用寿命，降低其更换周期，有利于降低催化剂费用及生产成本。
在具体实施方案中，上述水蒸汽进入催化反应床前，经预热器加热至190-220℃，上述预热器的加热介质为导热油。蒸汽通过预热器能除去其中的机械杂质，提前加热蒸汽，让蒸汽中不存在液态水，能有效防止催化剂失去活性，也提高了催化剂的稳定性。
进一步设置为，上述预热器入口的蒸汽压力为0.45-0.55MPa。通过提前提升蒸汽压力，既能方便导热油将蒸汽加热至预热温度，又能在进料后提高反应床压力，使得反应床维持在高压状态。
在具体实施方案中，上述异戊二烯进入催化反应床前，经汽化器汽化，上述汽化器的温度为80-95℃，加热介质为蒸汽。在进料时提前汽化异戊二烯，能防止异戊二烯在反应床中聚合，减少副产物生成量，提高原料利用率。
在具体实施方案中，上述水蒸汽与上述异戊二烯的摩尔比为4-6:1。更优选地，水蒸汽与异戊二烯的摩尔比为4:1。
在具体实施方案中，上述固体磷酸催化剂中，磷酸的质量百分数为45-65％，硼的质量百分数为4-7％，五氧化二磷的质量百分数为5-10％。采用固体磷酸催化剂能进一步提高异戊二烯的转化率以及产物甲基异丙基酮的收率和纯度。固体磷酸催化剂无污染、无腐蚀，在高温下仍能保持稳定性和活性，制备简单，稳定且容易工业化。催化剂在使用后期，由于磷酸持续从催化剂表面流失，导致催化剂骨架结构坍塌，造成催化剂泥化，使催化剂床层压力降升高，催化剂使用寿命因此缩短，而本发明的加压反应可能是缓解了催化剂床层压力降升高对催化剂活性和稳定性的不利影响，从而使得催化剂的使用周期被延长，在实际生产中能有效降低催化剂更换周期和使用费用，也显著降低了生产成本。
进一步设置为，固体磷酸催化剂中，磷酸的质量含量为50-65％，硼的质量含量为5.5-7％，五氧化二磷的质量含量为7-10％。更优选地，磷酸含量为60-65％，硼含量为6-6.5％，五氧化二磷含量为8-10％。
在具体实施方案中，上述催化反应床中反应温度为220-235℃。
进一步设置为，上述催化反应床压力通过催化反应床出料调节阀控制。
在具体实施方案中，上述带压反应的产物经冷凝、分水后，即得产品甲基异丙基甲酮。
本发明的另一个目的还在于，提供了上述的加压生产方法在C5馏分制备甲基异丙基甲酮中的应用，其中C5馏分为异戊二烯或混合C5馏份。在加压状态下，催化剂反应床不需要导热油维持反应温度，进一步提高异戊二烯的转化率以及产物甲基异丙基酮的收率和纯度，有效延长催化剂的使用寿命，显著降低了能耗，节约了生产成本。
在具体实施方案中，上述混合C5馏份中，异戊二烯的质量含量不低于60％，正戊烷的质量含量不低于15％。
在具体实施方案中，上述加压生产方法中，水蒸汽与混合C5馏份的摩尔比为4-6:1。
本发明由于采用了异戊二烯和水蒸汽为原料在催化反应床中在催化剂的作用下带压反应制取甲基异丙基甲酮，因而具有如下有益效果：
1)本发明通过对水蒸汽和异戊二烯提前加压、预热的方式，有效催化剂失去活性，防止异戊二烯在反应床中聚合，同时给后续催化反应床提供了加压状态，而未采用氮气进行保压，降低了能耗和生产成本；2)在加压状态下，异戊二烯的转化率以及产物收率和纯度被显著提升，催化剂的使用寿命被延长，降低了催化剂更换周期和使用费用，节约了生产成本；3)本发明的加压生产方法适用于异戊二烯或混合C5馏份制备甲基异丙基甲酮，具有高产出、低成本、降能耗的优点，具有推广价值和应用前景。
因此，本发明提供一种在加压状态下能有效提高异戊二烯的转化率以及产物收率和纯度，提高原料利用率，防止催化剂失去活性，提高催化剂的稳定性，延长催化剂的使用寿命的加压生产甲基异丙基甲酮的方法及应用。
附图说明
图1为本发明的具体实施方式的流程示意图；
图2为反应压力对异戊二烯转化率的影响结果示意图；
图3为不同生产条件对催化剂寿命的影响结果示意图。
具体实施方式
以下结合具体实施方式和附图对本发明的技术方案作进一步详细描述。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施方式中的特征可以相互组合。
参见图1所示，一种加压生产甲基异丙基甲酮的方法，其具体步骤如下：首先将蒸汽压力通过自力式调节阀调节为0.45-0.55MPa，然后送入蒸汽预热器，用导热油将蒸汽温度加热至190-220℃，再通过蒸汽调节阀送入催化反应床；将原料异戊二烯通过屏蔽泵加压至 0.45-0.50MPa后，通过调节阀送进入汽化器，用蒸汽将汽化器温度加热至80-95℃，使原料异戊二烯汽化后，送入催化反应床；通过催化反应床入口的调节阀，使蒸汽与异戊二烯的摩尔比为4-6:1，然后在固体磷酸催化剂的作用下，在反应温度为220-235℃的催化反应床中进行水合反应，该水合反应为加压反应，催化反应床的压力通过催化反应床出料调节阀控制在 0.20-0.50MPa；将反应产物进行冷凝，经油水分离器后，废水排出系统，最终生成粗品甲基异丙基甲酮。
在以下记载的具体实施方案中，催化反应床设置如下：反应器为的不锈钢管氏反应器，反应管装填有直径为3-5mm的固体磷酸催化剂1.3t，反应器底部装填惰性陶拉西环。催化剂中磷酸的含量为45-65％，硼的含量为4-7％，五氧化二磷的含量为5-10％，剩余部分为载体硅藻土。
实施例1：
一种加压生产甲基异丙基甲酮的方法，包括以下步骤：
1)将蒸汽压力通过自力式调节阀调节为0.45MPa后，送入加热介质为导热油的预热器中，将蒸汽温度加热至200℃，再通过蒸汽调节阀进入催化反应床；
2)将原料异戊二烯通过屏蔽泵加压至0.45MPa后，通过调节阀送入汽化器中汽化，然后送入催化反应床；上述汽化器的温度为80℃，加热介质为蒸汽；
3)通过调节进料流量使蒸汽与异戊二烯的摩尔比为6:1，然后在固体磷酸催化剂的作用下，于压力为0.25MPa、反应温度为220℃的条件下，在催化反应床中进行水合反应，催化反应床压力通过催化反应床出料调节阀控制；上述固体磷酸催化剂中磷酸的含量为55％，硼的含量为5.5％，五氧化二磷的含量为7％，剩余部分为载体硅藻土；
4)将反应产物进行冷凝，经油水分离器后，废水排出系统，获得产品甲基异丙基甲酮。
实施例2：
一种加压生产甲基异丙基甲酮的方法，包括以下步骤：
1)将蒸汽压力通过自力式调节阀调节为0.50MPa后，送入加热介质为导热油的预热器中，将蒸汽温度加热至220℃，再通过蒸汽调节阀进入催化反应床；
2)将原料异戊二烯通过屏蔽泵加压至0.50MPa后，通过调节阀送入汽化器中汽化，然后送入催化反应床；上述汽化器的温度为90℃，加热介质为蒸汽；
3)通过调节进料流量使蒸汽与异戊二烯的摩尔比为5:1，然后在固体磷酸催化剂的作用下，于压力为0.40MPa、反应温度为230℃的条件下，在催化反应床中进行水合反应，催化反应床压力通过催化反应床出料调节阀控制；上述固体磷酸催化剂中磷酸的含量为50％，硼的含量为7％，五氧化二磷的含量为8％，剩余部分为载体硅藻土；
4)将反应产物进行冷凝，经油水分离器后，废水排出系统，获得产品甲基异丙基甲酮。
实施例3：
一种加压生产甲基异丙基甲酮的方法，包括以下步骤：
1)将蒸汽压力通过自力式调节阀调节为0.55MPa后，送入加热介质为导热油的预热器中，将蒸汽温度加热至210℃，再通过蒸汽调节阀进入催化反应床；
2)将原料异戊二烯通过屏蔽泵加压至0.50MPa后，通过调节阀送入汽化器中汽化，然后送入催化反应床；上述汽化器的温度为95℃，加热介质为蒸汽；
3)通过调节进料流量使蒸汽与异戊二烯的摩尔比为5.5:1，然后在固体磷酸催化剂的作用下，于压力为0.50MPa、反应温度为235℃的条件下，在催化反应床中进行水合反应，催化反应床压力通过催化反应床出料调节阀控制；上述固体磷酸催化剂中磷酸的含量为60％，硼的含量为6％，五氧化二磷的含量为9％，剩余部分为载体硅藻土；
4)将反应产物进行冷凝，经油水分离器后，废水排出系统，获得产品甲基异丙基甲酮。
实施例4：
一种加压生产甲基异丙基甲酮的方法，包括以下步骤：
1)将蒸汽压力通过自力式调节阀调节为0.50MPa后，送入加热介质为导热油的预热器中，将蒸汽温度加热至220℃，再通过蒸汽调节阀进入催化反应床；
2)将原料异戊二烯通过屏蔽泵加压至0.50MPa后，通过调节阀送入汽化器中汽化，然后送入催化反应床；上述汽化器的温度为95℃，加热介质为蒸汽；
3)通过调节进料流量使蒸汽与异戊二烯的摩尔比为4:1，然后在固体磷酸催化剂的作用下，于压力为0.45MPa、反应温度为235℃的条件下，在催化反应床中进行水合反应，催化反应床压力通过催化反应床出料调节阀控制；上述固体磷酸催化剂中磷酸的含量为65％，硼的含量为6％，五氧化二磷的含量为9％，剩余部分为载体硅藻土；
4)将反应产物进行冷凝，经油水分离器后，废水排出系统，获得产品甲基异丙基甲酮。
实施例5：
一种加压生产甲基异丙基甲酮的方法，包括以下步骤：
1)将蒸汽压力通过自力式调节阀调节为0.45MPa后，送入加热介质为导热油的预热器中，将蒸汽温度加热至220℃，再通过蒸汽调节阀进入催化反应床；
2)将混合C5馏份先通过屏蔽泵加压至0.45MPa后，通过调节阀送入汽化器中汽化，然后送入催化反应床；上述汽化器的温度为100℃，加热介质为蒸汽；上述混合C5馏份中各物质的质量占比如下：异戊二烯61.76％，异戊烷4.54％，1-戊烯9.75％，正戊烷19.38％，环戊二烯0.86％，环戊烯3.71％；
3)通过调节进料流量使蒸汽与异戊二烯的摩尔比为6:1，然后在固体磷酸催化剂的作用下，于压力为0.40MPa、反应温度为230℃的条件下，在催化反应床中进行水合反应，催化反应床压力通过催化反应床出料调节阀控制；上述固体磷酸催化剂中磷酸的含量为60％，硼的含量为6％，五氧化二磷的含量为10％，剩余部分为载体硅藻土；
4)将反应产物进行冷凝，经油水分离器后，废水排出系统，获得产品甲基异丙基甲酮。
对比例1：
一种常压生产甲基异丙基甲酮的方法，包括以下步骤：
1)将蒸汽送入加热介质为导热油的预热器中，将蒸汽温度加热至220℃，再通过蒸汽调节阀进入催化反应床；
2)将原料异戊二烯通过调节阀后送入汽化器中汽化，然后送入催化反应床；上述汽化器的温度为95℃，加热介质为蒸汽；
3)通过调节进料流量使蒸汽与异戊二烯的摩尔比为4:1，然后在固体磷酸催化剂的作用下，于压力为常压、反应温度为235℃的条件下，在催化反应床中进行水合反应，催化反应床压力通过催化反应床出料调节阀控制；上述固体磷酸催化剂中磷酸的含量为65％，硼的含量为6％，五氧化二磷的含量为9％，剩余部分为载体硅藻土；上述反应器采用内部导热油加热以维持反应温度；
4)将反应产物进行冷凝，经油水分离器后，废水排出系统，获得产品甲基异丙基甲酮。
对比例2：
一种生产甲基异丙基甲酮的方法，包括以下步骤：
1)将软化水用导热油加热汽化，然后将蒸汽压力通过自力式调节阀调节为0.50MPa后，送入加热介质为导热油的预热器中，将蒸汽温度加热至220℃，再通过蒸汽调节阀进入催化反应床；上述技术方案中采用软化水作为原料进入预热器中，先用导热油加热汽化，然后在进行加压预热，导致生产过程中耗能和设备成本增加，不利于节能和降低生产成本；
2)将原料异戊二烯通过屏蔽泵加压至0.50MPa后，通过调节阀送入汽化器中汽化，然后送入催化反应床；上述汽化器的温度为95℃，加热介质为蒸汽；
3)通过调节进料流量使蒸汽与异戊二烯的摩尔比为4:1，在固体磷酸催化剂的作用下，于压力为0.45MPa、反应温度为235℃的条件下，在催化反应床中进行水合反应，催化反应床压力通过催化反应床出料调节阀控制；上述固体磷酸催化剂中磷酸的含量为65％，硼的含量为6％，五氧化二磷的含量为9％，剩余部分为载体硅藻土；
4)将反应产物进行冷凝，经油水分离器后，废水排出系统，获得产品甲基异丙基甲酮。
对比例3：
一种生产甲基异丙基甲酮的方法，包括以下步骤：
1)将水蒸汽与原料异戊二烯按摩尔比为4:1的比例分别注入汽化器中混合，然后送入加热介质为导热油的预热器中加热至220℃，再通过流量调节阀送入催化反应床；
2)在固体磷酸催化剂的作用下，于压力为常压、反应温度为235℃的条件下，在催化反应床中进行水合反应，催化反应床压力通过催化反应床出料调节阀控制；上述固体磷酸催化剂中磷酸的含量为65％，硼的含量为6％，五氧化二磷的含量为9％，剩余部分为载体硅藻土；上述反应器采用内部导热油加热以维持反应温度；
3)将反应产物进行冷凝，经油水分离器后，废水排出系统，获得产品甲基异丙基甲酮。
对比例4：
一种生产甲基异丙基甲酮的方法，包括以下步骤：
1)将水蒸汽与原料异戊二烯按摩尔比为4:1的比例分别注入汽化器中混合，再送入加热介质为导热油的预热器中加热至220℃，然后与作为载气的氮气一起再通过流量调节阀送入催化反应床；
2)在固体磷酸催化剂的作用下，于压力为0.45MPa、反应温度为235℃的条件下，在催化反应床中进行水合反应，催化反应床压力通过催化反应床出料调节阀控制；上述固体磷酸催化剂中磷酸的含量为65％，硼的含量为6％，五氧化二磷的含量为9％，剩余部分为载体硅藻土；上述技术方案中为了维持高压反应条件，需要向系统中不断补入氮气，增加了能耗和设备费用；
3)将反应产物进行冷凝，经油水分离器后，废水排出系统，获得产品甲基异丙基甲酮。
实验例1：
不同反应压力对甲基异丙基甲酮生产的影响
(1)实验方法：参照实施例4的方法及参数进行加压生产，并设置水蒸汽和异戊二烯摩尔比为4:1、反应温度为230±10℃、催化反应床运行时间为23d的条件下，设置不同的反应压力(0.10-0.50MPa)，生产甲基异丙基甲酮，然后测定并计算异戊二烯的转化率和甲基异丙基甲酮的选择性。
每组压力设有5个平行组。结果如图2 所示。
图2为反应压力对转化率和选择性的影响结果示意图。由图可知，随着反应压力的提高，甲基异丙基甲酮的选择性一直维持在较稳定的状态下，平均值在93％以上；异戊二烯的转化率呈显著增长趋势，且随着压力升高而随之升高，说明加压条件能提高异戊二烯转化率、甲基异丙基甲酮选择性及水合反应速率，进而提高产物甲基异丙基酮的收率和纯度，提高原料利用率，有效降低生产成本。
(2)实验方法：按照实施例4的加压生产方法和对比例1的常压生产方法进行甲基异丙基甲酮生产，设定不同的反应温度和反应压力，对具体生产过程中的进料、出料进行统计，测定和计算异戊二烯转化率和甲基异丙基甲酮的选择性，同时也测定催化剂的使用周期(加压状态以转化率低于80％计)。每组设有5个平行组。结果如表1、2所示。
表1常压和加压生产条件对甲基异丙基甲酮生产的影响
进料量L/min 产量t/h 转化率％
实施例4 2.5 0.13 65-70
对比例1 5.5 0.29 75-90
表2反应床压力、温度对转化率、选择性及催化剂寿命的影响
序号 温度℃ 压力MPa 使用周期d 转化率％ 选择性％
1 220 常压 15 65.4 95.7
2 225 常压 16 66.7 94.9
3 230 常压 15 67.8 94.2
4 235 常压 15 67.1 93.8
5 230 0.20 23 75.2 93.8
6 235 0.25 25 80.3 93.5
7 240 0.30 28 83.4 93.3
8 235 0.35 28 85.7 93.1
9 230 0.40 30 88.5 93.1
10 235 0.45 28 90.2 93.2
11 240 0.50 28 90.1 93.5
由上表结果可知，在不同的反应条件下，由于常压反应时原料异戊二烯进料量较低，反应不剧烈，反应床的反应温度需要导热油加热才能维持，在反应期间用于加热的能耗较大；而加压反应时，原料异戊二烯的进料流量得到提高，反应较剧烈，放热量也大，反应床不需要导热油去维持反应温度，因此显著降低了能耗，节约了生产成本。另外，加压状态与常压状态的反应结果比较，加压状态的异戊二烯转化率显著提高，催化剂的使用周期也显著延长，有效节约了生产资源浪费，降低了生产成本。
实验例2：
不同催化剂配比对甲基异丙基甲酮生产的影响
实验方法：按照实施例4中方法进行甲基异丙基甲酮生产，设定不同催化剂配比，其他工艺参数及操作都相同，测定和计算异戊二烯的转化率和甲基异丙基甲酮的选择性，同时也测定催化剂的使用周期(加压状态以转化率低于80％计)。每组设有5个平行组。结果如表3 所示。
表3不同催化剂配比对甲基异丙基甲酮生产的影响
由结果可知，最佳的催化剂配比为磷酸含量为65％，硼含量为6％，五氧化二磷含量为 9％；产物甲基异丙基甲酮的收率能达到83.9％以上，原料利用率高，且产物收率达到峰值。
实验例3：
不同生产条件对催化剂寿命的影响
实验方法：分别按照实施例4-5和对比例1-4中的方法进行甲基异丙基甲酮生产，随着连续化生产的进行，测定和计算异戊二烯转化率，考察不同生产条件对催化剂寿命的影响。每组设有5个平行组。结果如图3所示。
图3为不同生产条件对催化剂寿命的影响结果示意图。由结果可知，在不同生产条件下，催化剂的使用周期不同；如对比例1的常压运行条件下，催化剂在12d以后，转化率显著降低；实施例4-5的加压运行条件下，催化剂在31d以后，转化率才表现出明显降低的趋势。综上可知，本发明中的加压生产条件能有效延长催化剂的使用寿命，降低其更换周期，显著降低了催化剂费用及生产成本。
本发明的操作步骤中的常规操作为本领域技术人员所熟知，在此不进行赘述。
以上所述的实施例对本发明的技术方案进行了详细说明，应理解的是以上所述仅为本发明的具体实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的原则范围内所做的任何修改、补充或类似方式替代等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种加压生产甲基异丙基甲酮的方法，其特征在于，包括：在酸性催化剂作用下，使异戊二烯与水蒸汽接触，于催化反应床中带压反应，得到甲基异丙基甲酮；
所述带压反应的反应压力为0.20-0.50MPa；所述水蒸汽与所述异戊二烯的摩尔比为4:1；
所述酸性催化剂为固体磷酸催化剂；所述催化剂的活性成分包括磷酸、硼和五氧化二磷，载体为硅藻土；
所述水蒸汽进入催化反应床前，经预热器加热至190-220℃，所述预热器的加热介质为导热油；所述预热器入口的蒸汽压力为0.45-0.55MPa；
所述固体磷酸催化剂中，磷酸的质量百分数为65％，硼的质量百分数为6％，五氧化二磷的质量百分数为9％；
所述催化反应床中反应温度为220-235℃；所述催化反应床压力通过催化反应床出料调节阀控制；
所述加压生产甲基异丙基甲酮的方法用于延长甲基异丙基甲酮生产中固体磷酸催化剂使用周期的用途。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述异戊二烯进入催化反应床前，经汽化器汽化，上述汽化器的温度为80-95℃，加热介质为蒸汽。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述带压反应的产物经冷凝、分水后，即得产品甲基异丙基甲酮。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述带压反应的反应压力为0.45MPa，反应温度为235℃。
5.一种如权利要求1-4任一项所述的加压生产甲基异丙基甲酮的方法在C5馏分制备甲基异丙基甲酮中的应用，所述C5馏分为异戊二烯或混合C5馏份。
6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于：所述混合C5馏份中，异戊二烯的质量含量不低于60％，正戊烷的质量含量不低于15％。
7.根据权利要求5所述的应用，其特征在于：所述加压生产方法中，水蒸汽与混合C5馏份的摩尔比为4-6:1。
CN202110718043.3A 2021-06-28 2021-06-28 加压生产甲基异丙基甲酮的方法及应用 Active CN113443975B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110718043.3A CN113443975B (zh) 2021-06-28 2021-06-28 加压生产甲基异丙基甲酮的方法及应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110718043.3A CN113443975B (zh) 2021-06-28 2021-06-28 加压生产甲基异丙基甲酮的方法及应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113443975A CN113443975A (zh) 2021-09-28
CN113443975B true CN113443975B (zh) 2023-09-26

Family

ID=77813176

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110718043.3A Active CN113443975B (zh) 2021-06-28 2021-06-28 加压生产甲基异丙基甲酮的方法及应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113443975B (zh)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101168497A (zh) * 2006-10-24 2008-04-30 胡建国 甲基异丙基酮的生产方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101168497A (zh) * 2006-10-24 2008-04-30 胡建国 甲基异丙基酮的生产方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
用混合C_5馏份制甲基异丙基酮;陈素红等;《石油化工》;19991120(第11期);769-771页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN113443975A (zh) 2021-09-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3453695B1 (en) A process for the production of olefins and use thereof
CN107739301B (zh) 一种聚甲氧基二甲醚合成系统及工艺
CN113563173B (zh) 一种柠檬醛的制备方法
CN101475473A (zh) Co偶联生产草酸酯的方法
CN115433067B (zh) 一种β-异佛尔酮的制备方法
CN101205163B (zh) 一种制备环己烷的方法
CN113443975B (zh) 加压生产甲基异丙基甲酮的方法及应用
CN113979843A (zh) 一种直接催化裂解制备烯基醚的方法
CN101475474B (zh) Co偶联制备草酸酯的方法
CN110882722A (zh) 一种酸碱复合催化剂以及使用其制备甲基丙烯醛的方法
CN102219679B (zh) Co气相偶联生产草酸酯的方法
CN111036214A (zh) 一种氢化二聚酸生产用Ni-CNT催化剂的制备方法及应用
CN107445786B (zh) 一种氧芴加氢制联苯的方法
CN104151124A (zh) β-蒎烯裂解生成月桂烯的方法
CN108299146B (zh) 一种α-蒎烯异构化反应的方法
CN101168497A (zh) 甲基异丙基酮的生产方法
CN102219676B (zh) Co偶联制草酸酯的方法
CN109232177B (zh) 一种催化加氢制备新戊二醇的方法
CN114621046B (zh) 离子液体催化制备高纯度双环戊二烯的方法
CN118324613B (zh) 一种2-烷氧基丙烯的制备方法
CN107793300B (zh) 一种聚甲氧基二甲醚的反应液分离工艺
CN115417752B (zh) 一种甲醛生产的分离提纯工艺
CN112745207B (zh) 一种丙酮一步法生产甲基异丁基酮的方法
CN114507170B (zh) 制备己内酰胺的方法
CN114516786B (zh) 一种光催化制备柠檬醛中间体的方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant