CN115677461A - 一种利用塔式反应器连续生产4-氧代异佛尔酮的方法 - Google Patents

一种利用塔式反应器连续生产4-氧代异佛尔酮的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN115677461A
CN115677461A CN202211322642.4A CN202211322642A CN115677461A CN 115677461 A CN115677461 A CN 115677461A CN 202211322642 A CN202211322642 A CN 202211322642A CN 115677461 A CN115677461 A CN 115677461A
Authority
CN
China
Prior art keywords
section
tower
oxidation reaction
packing
oxidation
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.)
Pending
Application number
CN202211322642.4A
Other languages
English (en)
Inventor
孙媛媛
宋明焱
阮勇哲
贾峥瑞
王慧娜
刘清贝
王云晴
贾海兵
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.)
Wanhua Chemical Group Co Ltd
Original Assignee
Wanhua Chemical Group 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 Wanhua Chemical Group Co Ltd filed Critical Wanhua Chemical Group Co Ltd
Priority to CN202211322642.4A priority Critical patent/CN115677461A/zh
Publication of CN115677461A publication Critical patent/CN115677461A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/10Process efficiency

Landscapes

  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

本发明公开了一种利用塔式反应器连续生产4‑氧代异佛尔酮(KIP)的方法,所述塔式反应器包含上、中、下三段,分别为氧化反应段、异构反应段、产品纯化段;原料α‑IP与异构催化剂混合、预热后,自塔式反应器的上、中段之间通入,在异构反应段进行异构反应,生成β‑IP和轻组分γ‑IP,在精馏分离作用下向塔顶方向富集,在上段发生氧化反应;得到的氧化产物KIP在精馏作用下向塔釜富集,在产品纯化段与未反应的α‑IP实现分离,得到纯化的KIP产品。与传统的KIP生产工艺相比,本发明具有转化率高、选择性高的优势,可以保障反应有较高的收率。

Description

一种利用塔式反应器连续生产4-氧代异佛尔酮的方法
技术领域
本发明属于化学合成技术领域,具体涉及一种利用塔式反应器以异佛尔酮(α-IP)为原料,连续化生产4-氧代异佛尔酮(KIP)的方法。
背景技术
4-氧代异佛尔酮(2,6,6-三甲基-2-环己烯-1,4-二酮),简称KIP,4-氧代异佛尔酮不仅可用作食品或化妆品制剂中的调味料或香料,而且还是制备多种类胡萝卜素、维生素及香料的中间体。
根据起始原料的不同,主要分为两大类:α-IP氧化和β-IP。其中β-IP氧化生成KIP的应用最为广泛,β-IP的常规制备方法是以α-IP(3,5,5-三甲基环己-2-烯-1-酮)为原料,在催化剂的作用下通过异构化反应得到。α-IP与β-IP是一对同分异构体,而β-IP的生成涉及到去共轭的平衡反应,因此其平衡浓度较低,反应过程中需采用精馏等方法不断抽提β-IP以促进反应进行。此外,在加热时,β-IP可反向异构化成α-IP,这就导致通过反应精馏的方式,塔顶得到纯度较高的β-IP是比较困难的。
专利CN1292374A公布了一种连续制备3,5,5-三甲基环己-3-烯-1-酮(β-IP)的方法,向反应精馏塔的反应区内加入α-IP和碱性氢氧化物溶液,利用反应精馏塔得到30-90%β-IP的馏分,然后对混合物馏分进行精馏得到产品。采用两塔分离,流程复杂,且反应生成的β-IP容易在塔内发生逆反应,导致能耗较大。
CN101417936A中使用α-IP为原料制备氧代异佛尔酮,转化率不足60%,反应时间长,过程中使用溶剂和助催化剂,后期需要分离溶剂,这也大大增加了能耗。
综上现有技术可知,若使用β-IP作为原料进行氧化反应,其收率较高,但β-IP的生成过程设备投资和能耗较大;若使用α-IP作为原料进行氧化反应,其转化率低,设备生产效率低,不具备大批量工业化生产的条件。
发明内容
为了解决以上技术问题,本发明提出一种利用塔式反应器连续化生产KIP的方法,以α-IP为原料高效地连续生产出KIP。
为实现上述目的,本发明所采用的技术方案如下:
一种利用塔式反应器连续生产4-氧代异佛尔酮的方法,所述塔式反应器包含上、中、下三段,分别为氧化反应段、异构反应段、产品纯化段;原料α-异佛尔酮与异构催化剂混合、预热后,自塔式反应器的上、中段之间通入,在异构反应段进行异构反应,生成β-异佛尔酮和轻组分γ-异佛尔酮,在精馏分离作用下向塔顶方向富集,在上段发生氧化反应;得到的氧化产物4-氧代异佛尔酮在精馏作用下向塔釜富集,在产品纯化段与未反应的α-异佛尔酮实现分离,得到纯化的4-氧代异佛尔酮产品。
在一个具体的实施方案中,氧化反应所需的循环空气大部分自氧化反应段下方通入,在氧化反应段内进行反应;小部分自产品纯化段下方通入,促进产品精制;优选地,氧化反应段下方通入的空气的空塔流速为0.1-1m/s,优选为0.15-0.4m/s;产品纯化段下方通入的空气的空塔气速为0.02-0.35m/s,优选0.05-0.2m/s;更优选地,所述的循环空气的氧浓度为8-21.5%(体积浓度),优选15-21.5%。
在一个具体的实施方案中,所述异构反应段为塔板或填料型式;优选地,塔板选自泡罩塔板、浮阀塔板、喷射型塔板中的任一种;填料选自板波纹规整填料、丝网规整填料、阶梯环散堆填料、鲍尔环散堆填料、矩鞍环散堆填料中的任一种;更优选地,停留时间为1-60hr,优选10-40hr。
在一个具体的实施方案中,所述氧化反应段采用散堆填料,其内部装填固体负载型催化剂,用于氧化反应,停留时间为1-10hr,优选2-6hr;优选地,所述的固体负载型催化剂为金属氧化物负载型催化剂,载体选自三氧化二铝、活性炭、分子筛中的一种或几种,优选为三氧化二铝;金属氧化物选自氧化铁、氧化镁、氧化铜、氧化钴中的一种或几种,优选为氧化铜和氧化钴的混合物,混合质量比例优选2~4:1。
在一个具体的实施方案中,所述产品纯化段为塔板或填料型式;优选地,塔板选自泡罩塔板、浮阀塔板、喷射型塔板中的任一种;填料选自板波纹规整填料、丝网规整填料、阶梯环散堆填料、鲍尔环散堆填料、矩鞍环散堆填料中的任一种;更优选地,所述填料的比表面积为400-600m2/m3
在一个具体的实施方案中,所述塔式反应器塔顶的温度为150-220℃,优选190-210℃,塔顶压力为80-160kPaA,优选100-120KPaA;塔釜的温度为220-260℃,优选220-240℃,塔顶和塔釜的压降为5-50kPa,优选10-30kPa。
在一个具体的实施方案中,原料预热与塔顶冷凝器进行热量集成,预热温度为70-180℃,优选110-150℃。
在一个具体的实施方案中,所述塔式反应器的氧化反应段外部设有盘管,用于精准控制氧化反应段内的温度;优选地,氧化反应段的温度为190-210℃。
在一个具体的实施方案中,所述的异构催化剂为碱性均相催化剂,优选自钠或钾的氢氧化物、碳酸盐中的一种或多种,优选为氢氧化钠;更优选地,异构反应段生成的轻组分γ-异佛尔酮在塔顶回流作用下,在氧化反应段富集的质量浓度达0.05-0.5%,优选0.1-0.2%。
在一个具体的实施方案中,所述塔式反应器的塔顶为间歇采出或连续采出;优选为连续采出,采出流量为进料质量流量的0.2-5%,优选0.5-2%。
与现有技术相比,本发明的有益成果在于:
1)本发明利用塔式反应器在一个设备内完成了α-IP异构和β-IP氧化两步反应,相较于现有工艺,高温停留时间短,在浓缩过程中发生氧化反应,减少异构反应过程中的逆反应,提高生产效率、降低能耗、减少设备投资。
2)本发明利用塔式反应器,氧化反应为放热反应,异构反应为吸热反应,位于上方的氧化反应段生成的KIP将热量带入位于中段的异构反应段,促进异构反应朝生成β-IP方向进行,有效利用反应热,减少能耗,降低运行费用。
3)本发明利用氧化所用空气进行汽提,促进α-IP和KIP的分离,降低塔段高度和回流比,减少设备投资,有利于大规模生产;氧化所用空气,在异构反应段内生成的轻组分可以抑制氧化反应中重组分的生成,提高原料利用率,减少重组分废液生成;塔顶气相冷凝与原料预热进行交叉换热,有效地回收热量,降低能耗。
附图说明
图1为本发明以a-异佛尔酮为原料连续化生产KIP的反应系统示意图。
其中,1塔式反应器,11氧化反应段,12异构反应段,13产品纯化段,14盘管,2塔顶一级冷凝器,3塔顶二级冷凝器,4塔顶回流罐,5塔顶回流泵,6空气压缩机,7再沸器。
具体实施方式
为了更好理解本发明的技术方案,下面的实施例将对本发明所提供的方法予以进一步的说明,但本发明不限于所列出的实施例,还应包括在本发明的权利要求范围内其他任何公知的改变。
如图1所示,一种利用塔式反应器连续生产KIP的方法,所述塔式反应器1包含上、中、下三段,由上至下分别为氧化反应段11、异构反应段12、产品纯化段13;原料α-IP与异构催化剂混合、预热后,自塔式反应器的上、中段之间通入,在异构反应段12进行异构反应,生成β-IP和轻组分(γ-IP),在精馏分离作用下向塔顶方向富集,在上段的氧化反应段11发生氧化反应;得到的氧化产物KIP在精馏作用下向塔釜富集,在产品纯化段13与未反应的α-IP实现分离,得到纯化的KIP产品。
本发明所述的塔式反应器1具备反应和分离的功能。α-IP在异构反应段12内发生异构反应生成β-IP,在精馏作用下使β-IP向塔顶浓缩,在氧化反应段11内富集发生氧化反应;氧化反应段11内装填有负载金属催化剂,此装填方式有助于催化剂的分散、增强传质;部分循环空气自产品纯化段13的下方通入,有助于实现原料α-IP和产品KIP的分离,可以降低填料段高度,减少设备投资和运行费用;循环空气经异构反应段12时,生成的轻组分(γ-IP),能够在氧化反应段11内抑制氧化重组分生成,可提高氧化反应选择性;塔顶未反应完的β-IP、轻组分和空气自塔顶排出,经塔顶一级冷凝器2,塔顶二级冷凝器3二级冷凝后,未冷凝的气相部分排出,部分经压缩机压缩后与与新鲜空气一起通入塔内,冷凝后的液相进入塔顶回流罐4,部分液相经塔顶回流泵5间歇或连续采出作为轻组分杂质废液,其余回流至塔继续参与反应;产品KIP经产品纯化段13提浓,与少量重组分自塔釜采出,经刮板分离后即可得到纯度较高的产品,塔釜设有再沸器7,维持合适的塔釜温度。
本发明的塔式反应器将异构和氧化反应在一个设备内实现,可有效避免高温下β-IP异构生成α-IP的副反应,减小回流比,降低运行能耗;异构反应生成的轻组分在精馏过程中经过氧化反应段,有助于提高反应选择性,减少重组分废液的生成,对于大规模工业化生产有极大优势。
本发明中,将α-IP和碱性均相催化剂经混合、预热后,从塔式反应器中、上段之间通入,在反应器中段进行异构化反应,生成β-IP;所述催化剂为碱性均相催化剂,选自钠或钾的氢氧化物、碳酸盐中的一种或多种,优选为氢氧化钠;催化剂用量为原料进料量的0.01wt%。
所述塔式反应器的氧化反应段11填料高度为3m;所述氧化催化剂为金属氧化物负载型催化剂,与填料相结合,载体选自三氧化二铝、活性炭、分子筛中的一种或几种,优选为三氧化二铝;金属氧化物选自氧化铁、氧化镁、氧化铜、氧化钴中的一种或几种,优选为氧化铜和氧化钴的混合物,混合比例优选2~4:1;金属氧化物占载体质量的比例可以参考现有技术,例如优选为8%。所述填料的类型为散堆填料,例如为NR、鲍尔环等填料,填料有利于提高液相与填料中催化剂的接触面积,提高反应速度;生成的KIP因沸点较高,在回流作用下不断向下浓缩,并带一部分反应热至异构反应段12,有助于异构反应朝生成β-IP的方向生成。
所述塔式反应器的产品纯化段13用于α-IP和KIP的分离,α-IP和KIP的沸点相差不大,产品纯化段13下方有小部分循环空气通入,在汽提作用下,α-IP和KIP更容易分开。
所述塔式反应器的塔顶压力为80-160kPaA,优选100-120KPaA;塔顶至塔釜的压降为5-50kPa,优选10-30KPa;所述塔式反应器中的压力从上向下呈升高的趋势;所述塔式反应器塔顶的温度条件为150-220℃,优选190-210℃;塔底的温度为220-260℃,优选220-240℃
所述循环空气分为两股,一股自产品纯化段13以下通入,用于汽提产品KIP中的α-IP和异构反应段12内生成轻组分(γ-IP),另一股由氧化反应段11下方通入,用于氧化反应。汽提和轻组分生成所用空气的空塔气速为0.02-0.35m/s,优选0.05-0.2m/s;用于氧化反应的空气的空塔流速为0.1-1m/s,优选0.15-0.4m/s;
反应过程中,未反应完的β-IP和原料引入的杂质和空气自塔顶流出,经一级冷凝器冷凝降温后,液相大部分回流至塔继续参与反应,少部分间歇采出,避免杂质在塔内累积;所述的塔顶回流温度为30-100℃,优选60-80℃;塔顶温度较高,可与原料进料进行交叉换热,回收能量;塔顶一级冷凝器的气相经二级冷凝器再次降温,将其中的物料大部分冷凝回塔,气相经循环空气压缩机6升压,与新鲜空气混合后回塔继续反应。
本发明中,α-IP原料进料接至塔顶一级冷凝器2的壳侧,原料预热与塔顶冷凝器进行热量集成,预热温度为70-180℃,优选110-150℃。压缩机6出口分为两股,从不同位置进入塔式反应器1。
所述的轻组分(γ-IP)自异构反应段12中生成,在精馏作用下向塔顶靠近,因其沸点处于β-IP和α-IP之间,在塔顶回流作用下,于氧化反应段11内富集,抑制氧化反应KIP二聚物、三聚物等重组分的生成,提高反应选择性;氧化反应段内γ-IP的质量浓度为0.05-0.5%,优选0.1-0.2%。
因氧化反应放热量较大,反应塔氧化反应釜外部设置外盘管14用于移热;调节氧化段外盘管的冷却水流量,用于精准控制氧化反应段内的温度;优选地,氧化反应段的温度为190-210℃。通常,通过控制塔顶温度、压降等,氧化段内各点温度根据压降、组成可自行匹配,满足工艺要求;塔釜设置再沸器,用于物料分离和纯化。
所述塔式反应器的塔顶为连续采出,当然也可以间歇采出;当为连续采出时,优选采出流量为进料质量流量的0.2-5%,优选0.5-2%。
以下用更具体的实施例进一步解释说明本发明的技术方案,但不构成任何的限制。
产品分析仪器:气相色谱仪为安捷伦7890,毛细管柱(DB-5,30m×0.25mm×0.25μm),进样口温度300℃,分流比为50:1。载气流量50ml/min。升温程序:120℃下保持15min,以10℃/min的速率升至250℃,保持10min,检测器温度280℃,该仪器用于表征KIP的产品纯度和收率。
实施例1
本实施例采用的塔式反应器氧化段、异构段直径为500mm,产品纯化段直径为200mm;氧化段内装填散堆NR1.5填料,填料高度为3m,填料与金属氧化物负载型催化剂相结合,载体选用三氧化二铝;金属氧化物为氧化铜和氧化钴的混合物,混合质量比为4:1,金属氧化物占载体质量的比例为8%,氧化段内催化剂装填占比为30%;异构段内装填丝网规整Bxplus填料,填料高度为5m;产品纯化段内装填规整填料452Y,填料高度为4m。塔的操作压力通过二级冷凝器后的排气调节阀控制,控制反应塔顶的操作压力为105KPaA,塔釜操作压力为120KPaA。
根据图1所示的流程,选用氢氧化钠作为催化剂,α-IP与催化剂(催化剂浓度为0.01wt%)混合均匀,预热至150℃后连续通至11氧化段、12异构段之间,总的进料流量为100kg/hr。塔釜采用40S蒸汽作为再沸器热源,塔釜温度为232℃;调节氧化段外盘管的冷却水流量,控制塔顶温度为200℃,氧化段内各点温度根据压降、组成自行匹配;塔顶一级冷凝器的冷凝温度为80℃,二级冷凝器的控制温度为40℃。
产品纯化段通入含氧气体的空塔气速为0.09m/s;氧化段通入含氧气体的空塔气速为0.16m/s;调整新鲜空气进料量,维持进料气体中氧气的体积浓度为18%。
塔顶连续采出2kg/hr,回流比为250,塔顶回流液中γ-IP的含量为0.15%。塔釜连续采出流量为98kg/hr。
使用气相色谱对塔釜取样分析可知,塔釜出料组成为97.5%KIP,0.5%α-IP,2%重组分。可知α-IP经该塔式反应器反应后,KIP的收率能达95.6%。
实施例2
本实施例采用的塔式反应器氧化段、异构段直径为500mm,产品纯化段直径为200mm;氧化段内装填散堆NR1.5填料,填料高度为3m,填料与金属氧化物负载型催化剂相结合,载体选用三氧化二铝;金属氧化物为氧化铜和氧化钴的混合物,混合质量比为2.2:1,金属氧化物占载体质量的比例为8%,氧化段内催化剂装填占比为30%;异构段使用10层泡罩塔盘;产品纯化段内装填散堆矩鞍环填料,填料高度为5m。塔的操作压力通过二级冷凝器后的排气调节阀控制,控制反应塔顶的操作压力为120KPaA,塔釜操作压力为140KPaA。
根据图1所示的流程,选用氢氧化钠作为催化剂,α-IP与催化剂(催化剂浓度为0.01wt%)混合均匀,预热至150℃后连续通至11氧化段、12异构段之间,总的进料流量为100kg/hr。塔釜采用40S蒸汽作为再沸器热源,塔釜温度为240℃;调节氧化段外盘管的冷却水流量,控制塔顶温度为218℃,氧化段内各点温度根据压降、组成自行匹配;塔顶一级冷凝器的冷凝温度为80℃,二级冷凝器的控制温度为40℃。
产品纯化段通入含氧气体的空塔气速为0.09m/s;氧化段通入含氧气体的空塔气速为0.16m/s;调整新鲜空气进料量,维持进料气体中氧气的体积浓度为21.5%。
塔顶连续采出4kg/hr,回流比为200,塔顶回流液中γ-IP的含量为0.45%。塔釜连续采出流量为96kg/hr。
使用气相色谱对塔釜取样分析可知,塔釜出料组成为95.6%KIP,0.83%α-IP,3.5%重组分。可知α-IP经该塔式反应器反应后,KIP的收率能达91.8%。
实施例3
本实施例采用的塔式反应器氧化段、异构段直径为500mm,产品纯化段直径为200mm;氧化段内装填散堆鲍尔环填料,填料高度为4.5m,填料与金属氧化物负载型催化剂相结合,载体选用三氧化二铝;金属氧化物为氧化铜和氧化钴的混合物,混合质量比为3:1,金属氧化物占载体质量的比例为8%,氧化段内催化剂装填占比为40%;异构段使用10层泡罩塔盘;产品纯化段内装填散堆阶梯环填料,填料高度为4m。塔的操作压力通过二级冷凝器后的排气调节阀控制,控制反应塔顶的操作压力为80KPaA,塔釜操作压力为100KPaA。
根据图1所示的流程,选用氢氧化钠作为催化剂,α-IP与催化剂(催化剂浓度为0.01%)混合均匀,预热至100℃后连续通至11氧化段、12异构段之间,总的进料流量为80kg/hr。塔釜采用30S蒸汽作为再沸器热源,塔釜温度为223℃;调节氧化段外盘管的冷却水流量,控制塔顶温度为175℃,氧化段内各点温度根据压降、组成自行匹配;塔顶一级冷凝器的冷凝温度为60℃,二级冷凝器的控制温度为25℃。
产品纯化段通入含氧气体的空塔气速为0.13m/s;氧化段通入含氧气体的空塔气速为0.49m/s;调整新鲜空气进料量,维持进料气体中氧气的体积浓度为15%。
塔顶连续采出0.8kg/hr,回流比为500,塔顶回流液中γ-IP的含量为0.08%。塔釜连续采出流量为79.2kg/hr。
使用气相色谱对塔釜取样分析可知,塔釜出料组成为94.2%KIP,2%α-IP,3.8%重组分。可知α-IP经该塔式反应器反应后,KIP的收率能达93.2%。
实施例4
本实施例采用的塔式反应器氧化段、异构段直径为500mm,产品纯化段直径为200mm;氧化段内装填散堆鲍尔环填料,填料高度为4m,填料与金属氧化物负载型催化剂相结合,载体选用三氧化二铝;金属氧化物为氧化铜和氧化钴的混合物,混合质量比为4:1,金属氧化物占载体质量的比例为8%,氧化段内催化剂装填占比为30%;异构段内装填规整板波纹752Y填料,填料高度为5m;产品纯化段为6层浮阀塔盘。塔的操作压力通过二级冷凝器后的排气调节阀控制,控制反应塔顶的操作压力为105KPaA,塔釜操作压力为120KPaA。
根据图1所示的流程,选用碳酸钾作为催化剂,α-IP与催化剂(催化剂浓度为0.02%)混合均匀,预热至150℃后连续通至11氧化段、12异构段之间,总的进料流量为100kg/hr。塔釜采用40S蒸汽作为再沸器热源,塔釜温度为232℃;调节氧化段外盘管的冷却水流量,控制塔顶温度为200℃,氧化段内各点温度根据压降、组成自行匹配;塔顶一级冷凝器的冷凝温度为80℃,二级冷凝器的控制温度为40℃。
产品纯化段通入含氧气体的空塔气速为0.13m/s;氧化段通入含氧气体的空塔气速为0.35m/s;调整新鲜空气进料量,维持进料气体中氧气的体积浓度为18%。
塔顶连续采出2kg/hr,回流比为200,塔顶回流液中γ-IP的含量为0.2%。塔釜连续采出流量为98kg/hr。
使用气相色谱对塔釜取样分析可知,塔釜出料组成为92.8%KIP,2.7%α-IP,2.8%重组分。可知α-IP经该塔式反应器反应后,KIP的收率能达90.9%。
对比例1
该对比例根据图1所示的流程,区别在于第三段填料下方未通入空气。α-IP与催化剂混合均匀后,经预热后自塔一、二段填料之间进料,催化剂浓度为0.01%,总的进料流量为100kg/hr。塔的操作压力通过二级冷凝器后的排气调节阀控制,控制反应塔塔顶操作压力为105KPaA。塔顶连续采出2kg/hr,回流比为250,控制塔顶一级冷凝器冷凝温度为80℃,二级冷凝器冷凝温度为40℃。塔釜连续采出流量为98kg/hr。其余设备和操作条件与实施例1完全相同。
使用气相色谱分析塔釜采出物组成为87%KIP,3%α-IP,10%重组分,塔顶回流液中γ-IP的含量为0.002%。
对比例2
该对比例根据图1所示的流程,区别在于原料进料中未加入异构催化剂。其余操作条件及进料量与实施例1完全相同。
稳定运行后,对塔釜采出物料取样分析,组成为20%KIP,75%α-IP,5%重组分。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍,但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。本领域技术人员可以理解,在本说明书的教导之下,可对本发明做出一些修改或调整。这些修改或调整也应当在本发明权利要求所限定的范围之内。

Claims (10)

1.一种利用塔式反应器连续生产4-氧代异佛尔酮的方法,其特征在于,所述塔式反应器包含上、中、下三段,分别为氧化反应段、异构反应段、产品纯化段;原料α-异佛尔酮与异构催化剂混合、预热后,自塔式反应器的上、中段之间通入,在异构反应段进行异构反应,生成β-异佛尔酮和轻组分γ-异佛尔酮,在精馏分离作用下向塔顶方向富集,在上段发生氧化反应;得到的氧化产物4-氧代异佛尔酮在精馏作用下向塔釜富集,在产品纯化段与未反应的α-异佛尔酮实现分离,得到纯化的4-氧代异佛尔酮产品。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,氧化反应所需的循环空气大部分自氧化反应段下方通入,在氧化反应段内进行反应;小部分自产品纯化段下方通入,促进产品精制;优选地,氧化反应段下方通入的空气的空塔流速为0.1-1m/s,优选为0.15-0.4m/s;产品纯化段下方通入的空气的空塔气速为0.02-0.35m/s,优选0.05-0.2m/s;更优选地,所述的循环空气的氧体积浓度为8-21.5%,优选15-21.5%。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述异构反应段为塔板或填料型式;优选地,塔板选自泡罩塔板、浮阀塔板、喷射型塔板中的任一种;填料选自板波纹规整填料、丝网规整填料、阶梯环散堆填料、鲍尔环散堆填料、矩鞍环散堆填料中的任一种;更优选地,停留时间为1-60hr,优选10-40hr。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述氧化反应段采用散堆填料,其内部装填固体负载型催化剂,用于氧化反应,停留时间为1-10hr,优选2-6hr;优选地,所述的固体负载型催化剂为金属氧化物负载型催化剂,载体选自三氧化二铝、活性炭、分子筛中的一种或几种,优选为三氧化二铝;金属氧化物选自氧化铁、氧化镁、氧化铜、氧化钴中的一种或几种,优选为氧化铜和氧化钴的混合物,混合质量比例优选2~4:1。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述产品纯化段为塔板或填料型式;优选地,塔板选自泡罩塔板、浮阀塔板、喷射型塔板中的任一种;填料选自板波纹规整填料、丝网规整填料、阶梯环散堆填料、鲍尔环散堆填料、矩鞍环散堆填料中的任一种;更优选地,所述填料的比表面积为400-600m2/m3
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述塔式反应器塔顶的温度为150-220℃,优选190-210℃,塔顶压力为80-160kPaA,优选100-120KPaA;塔釜的温度为220-260℃,优选220-240℃,塔顶和塔釜的压降为5-50kPa,优选10-30kPa。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,原料预热与塔顶冷凝器进行热量集成,预热温度为70-180℃,优选110-150℃。
8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述塔式反应器的氧化反应段外部设有盘管,用于精准控制氧化反应段内的温度;优选地,氧化反应段的温度为190-210℃。
9.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述的异构催化剂为碱性均相催化剂,优选自钠或钾的氢氧化物、碳酸盐中的一种或多种,优选为氢氧化钠;更优选地,异构反应段生成的轻组分γ-异佛尔酮在塔顶回流作用下,在氧化反应段富集的质量浓度达0.05-0.5%,优选0.1-0.2%。
10.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述塔式反应器的塔顶为间歇采出或连续采出;优选为连续采出,采出流量为进料流量的0.2-5wt%,优选0.5-2wt%。
CN202211322642.4A 2022-10-27 2022-10-27 一种利用塔式反应器连续生产4-氧代异佛尔酮的方法 Pending CN115677461A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211322642.4A CN115677461A (zh) 2022-10-27 2022-10-27 一种利用塔式反应器连续生产4-氧代异佛尔酮的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211322642.4A CN115677461A (zh) 2022-10-27 2022-10-27 一种利用塔式反应器连续生产4-氧代异佛尔酮的方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115677461A true CN115677461A (zh) 2023-02-03

Family

ID=85098886

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202211322642.4A Pending CN115677461A (zh) 2022-10-27 2022-10-27 一种利用塔式反应器连续生产4-氧代异佛尔酮的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115677461A (zh)

Citations (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1287110A (zh) * 1999-06-25 2001-03-14 Basf公司 用添加剂制备氧代异佛尔酮的方法
CN1865210A (zh) * 2006-01-25 2006-11-22 浙江大学 一种氧代异佛尔酮的制备方法
CN1923783A (zh) * 2006-09-22 2007-03-07 浙江大学 异相氧化制备3,5,5-三甲基-环己-2-烯-1,4-二酮的方法
CN1923782A (zh) * 2006-09-22 2007-03-07 浙江大学 氧代异佛尔酮的制备方法
CN101177388A (zh) * 2007-12-05 2008-05-14 浙江大学 一种以高分子支载催化剂制备氧代异佛尔酮的方法
CN101417935A (zh) * 2008-12-11 2009-04-29 浙江新和成股份有限公司 无金属催化体系催化氧化制备氧代异佛尔酮的方法
CN102367223A (zh) * 2011-10-18 2012-03-07 烟台万华聚氨酯股份有限公司 一种异佛尔酮的合成方法
CN105601490A (zh) * 2014-11-13 2016-05-25 四川大学 高效催化氧化α-异佛尔酮制备氧代异佛尔酮
CN106565447A (zh) * 2016-11-01 2017-04-19 辽宁石油化工大学 一种制备茶香酮的方法和装置
CN108070875A (zh) * 2016-11-11 2018-05-25 万华化学集团股份有限公司 一种4-氧代异佛尔酮的制备方法
CN108579639A (zh) * 2018-04-03 2018-09-28 浙江新和成股份有限公司 一种制备氧代异佛尔酮的装置及方法
CN208275398U (zh) * 2018-04-03 2018-12-25 浙江新和成股份有限公司 一种制备氧代异佛尔酮的装置
CN110075894A (zh) * 2019-04-03 2019-08-02 万华化学集团股份有限公司 一种金属/复合金属氧化物/g-C3N4催化剂及4-氧代异佛尔酮的制备方法
CN110721696A (zh) * 2019-10-01 2020-01-24 山东新和成维生素有限公司 一种采用钙钛矿型复合氧化物催化合成茶香酮的方法
CN110903180A (zh) * 2019-12-18 2020-03-24 万华化学集团股份有限公司 一种异佛尔酮的制备方法及装置
CN113429271A (zh) * 2021-07-09 2021-09-24 万华化学(四川)有限公司 一种色度稳定的4-氧代异佛尔酮及其制备方法
CN113620790A (zh) * 2021-08-11 2021-11-09 万华化学(四川)有限公司 一种β-IP氧化制备4-氧代异佛尔酮的方法
CN114805045A (zh) * 2021-01-18 2022-07-29 万华化学(四川)有限公司 一种连续制备β-异佛尔酮的方法

Patent Citations (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1287110A (zh) * 1999-06-25 2001-03-14 Basf公司 用添加剂制备氧代异佛尔酮的方法
CN1865210A (zh) * 2006-01-25 2006-11-22 浙江大学 一种氧代异佛尔酮的制备方法
CN1923783A (zh) * 2006-09-22 2007-03-07 浙江大学 异相氧化制备3,5,5-三甲基-环己-2-烯-1,4-二酮的方法
CN1923782A (zh) * 2006-09-22 2007-03-07 浙江大学 氧代异佛尔酮的制备方法
CN101177388A (zh) * 2007-12-05 2008-05-14 浙江大学 一种以高分子支载催化剂制备氧代异佛尔酮的方法
CN101417935A (zh) * 2008-12-11 2009-04-29 浙江新和成股份有限公司 无金属催化体系催化氧化制备氧代异佛尔酮的方法
CN102367223A (zh) * 2011-10-18 2012-03-07 烟台万华聚氨酯股份有限公司 一种异佛尔酮的合成方法
CN105601490A (zh) * 2014-11-13 2016-05-25 四川大学 高效催化氧化α-异佛尔酮制备氧代异佛尔酮
CN106565447A (zh) * 2016-11-01 2017-04-19 辽宁石油化工大学 一种制备茶香酮的方法和装置
CN108070875A (zh) * 2016-11-11 2018-05-25 万华化学集团股份有限公司 一种4-氧代异佛尔酮的制备方法
CN108579639A (zh) * 2018-04-03 2018-09-28 浙江新和成股份有限公司 一种制备氧代异佛尔酮的装置及方法
CN208275398U (zh) * 2018-04-03 2018-12-25 浙江新和成股份有限公司 一种制备氧代异佛尔酮的装置
CN110075894A (zh) * 2019-04-03 2019-08-02 万华化学集团股份有限公司 一种金属/复合金属氧化物/g-C3N4催化剂及4-氧代异佛尔酮的制备方法
CN110721696A (zh) * 2019-10-01 2020-01-24 山东新和成维生素有限公司 一种采用钙钛矿型复合氧化物催化合成茶香酮的方法
CN110903180A (zh) * 2019-12-18 2020-03-24 万华化学集团股份有限公司 一种异佛尔酮的制备方法及装置
CN114805045A (zh) * 2021-01-18 2022-07-29 万华化学(四川)有限公司 一种连续制备β-异佛尔酮的方法
CN113429271A (zh) * 2021-07-09 2021-09-24 万华化学(四川)有限公司 一种色度稳定的4-氧代异佛尔酮及其制备方法
CN113620790A (zh) * 2021-08-11 2021-11-09 万华化学(四川)有限公司 一种β-IP氧化制备4-氧代异佛尔酮的方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101429098B (zh) 一种由co、co2和h2合成甲醇的方法
CN101007751A (zh) 一种从甘油制备二氯丙醇的方法
US11939286B2 (en) Method for producing vinyl acetate
EP2831025B1 (en) Continuous process for the preparation of methanol by hydrogenation of carbon dioxide
CN107082741A (zh) 一种草酸酯深度加氢催化反应合成乙二醇的方法
JP7486861B1 (ja) エチレン法による酢酸ビニルの製造プロセス及び装置
CN111606790B (zh) 利用喷射环流反应器连续化生产优质高选择性苯甲醛和苯甲酸的系统及方法
CN114702375A (zh) 一种乙醇制乙醛产品的分离系统及方法
CN109134217B (zh) 一种环己烷氧化法生产环己酮过程中氧化装置及氧化工艺改进方法
CN102471194A (zh) 用于生产甲醇和二甲醚的方法和装置
CN103739485B (zh) 乙酸环己酯的制备方法及其所用反应精馏塔
CN109721469A (zh) 一种环戊酮的制备方法
CN106673938A (zh) 一种由环戊二烯选择性加氢生产环戊烯的方法
CN117229253A (zh) 一种连续化制备高纯氯代碳酸乙烯酯的方法
CN104326866B (zh) 一种乙炔和二氯乙烷催化重整生产氯乙烯工艺
CN115677461A (zh) 一种利用塔式反应器连续生产4-氧代异佛尔酮的方法
CN100473636C (zh) 通过氧化气体基质得到(甲基)丙烯酸的纯化方法
CN110156724B (zh) 一种间歇反应制备环氧化合物的装置及方法
CN109438167B (zh) 一种环己烯节能生产系统以及生产方法
CN106699696A (zh) 一种环氧丙烷和环己酮的联产方法
CN110818565A (zh) 一种酯交换法制备碳酸二甲酯的装置和工艺
CN114751887B (zh) 一种环乙烷碳酸酯的合成方法
CN219291376U (zh) 一种合成羟基酸的系统
CN113277924B (zh) 一种用于丙烯制备的热交换系统
CN114478193B (zh) 二甲醚制乙醇的分离方法以及分离装置

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