[发明专利]生产环己酮的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种使用氧催化剂在特定氧化催化剂存在下用分子氧由环链烷生产环链烷酮的方法。

背景技术

在环链烷酮中，环己酮为用于生产作为尼龙原料的ε-己内酰胺的化合物。已经知道，在液相法生产环己酮的方法中，将环己烷用分子氧或含分子氧的气体在可溶性钴盐作为催化剂(例如0．1至100ppm钴)存在下氧化形成环己酮和环己醇，接着用脱氢剂对环己醇进行脱氢反应将副产的环己醇转化为环己酮(“化学手册：应用化学”，p536，1986年版，Nippon Kagaku-kai编著，Maruzen出版)。

然而，常规方法不仅涉及生成大量的副产物，而且存在环己酮的低产率问题，同时还需要对副产的环己醇进行脱氢处理。此外，当将硝酸等用于氧化环链烷时，该方法要求使用昂贵的废气除去装置。因此，尽管该方法复杂，也不能以高效率获得环己酮。

因此，本发明的一个目的是提供一种能够通过顺序步骤以高产率生产环己酮的方法。

本发明另一目的是提供一种能够通过顺序步骤且无需对副产的环己醇进行脱氢步骤，有效生产环己酮的方法。

本发明的再一目的是提供一种能够在温和或中等条件和不需要处理废气的条件下高转化率和选择性地生产环链烷酮的方法。

本发明公开

为实现上述目的本发明人进行了广泛深入研究，最终发现，可通过在特定的氧化催化剂存在下经过一系列步骤氧化环链烷，有效形成环链烷酮。本发明基于上述发现得以实现。

换言之，本发明提供一种用具有如下通式(Ⅰ)表示的酰亚胺单元的氧化催化剂由环链烷生产环链烷酮的方法，所述通式(Ⅰ)为其中X表示氧原子或羟基，

该方法包括如下步骤：(A)将环链烷与分子氧在上述氧化催化剂存在下接触，(B)从反应混合物中分离催化剂、副产的酸组分或其衍生物，和(C)从反应混合物中分离环链烷、环链烷醇和环链烷酮。

从该反应混合物中进一步分离出包括环链烷的低沸点组分，和包括环链烷酮和环链烷醇的高沸点组分。可从高沸点组分中分离环链烷酮和环链烷醇，并可进一步从低沸点组分中分离环链烷和低沸点杂质。此外，可从高沸点组分中分离环链烷酮、环链烷醇和高沸点杂质。酸组分或其衍生物可通过萃取、水解、皂化或中和分离。链烷酮和链烷醇，以及经萃取、水解、皂化或中和处理的酸组分或其衍生物可各自从反应混合物中分离。反应可在溶剂存在下进行，在这种情况下，可从反应混合物中分离溶剂。

本发明方法包括(A)氧化步骤：(ⅰ)通过蒸馏分离低沸点组分、高沸点组分、和含氧化催化剂的组分，副产的酸组分和酸组分的衍生物；(ⅱ)自低沸点组分分离环链烷然后将分离的环链烷再循环入氧化反应体系中；和(ⅲ)自高沸点组分分离环链烷醇然后将分离的环链烷醇再循环入氧化反应体系中的步骤。可从含氧化催化剂、副产的酸组分或其衍生物的组分中分离出氧化催化剂。还可以选择在溶剂存在下进行反应。在这种情况下，可从反应混合物中分离出溶剂并再循环入氧化反应体系中。可从低沸点组分中分离出副产的水，其中可将水和酸组分或其衍生物一起通过至少一种选自萃取、水解、皂化和中和的方法进行处理。这些步骤可连续进行。

对于链烷，可使用C_4-10环链烷(特别是环链烷)，并可将氧化催化剂与助氧化剂一起使用。

附图的简要描述

图1为用于解释本发明方法的流程图；

图2为用于解释本发明另一方法的流程图；

图3为用于解释本发明另一方法的流程图；

图4为用于解释本发明另一方法的流程图。

实施本发明的最佳方式

下面，若必要本发明将参考附图进行更详细的描述。

本发明方法仅需要包括(A)氧化步骤，(B)从反应混合物中分离催化剂、和副产的酸组分或其衍生物的步骤，和(C)从反应混合物中分离环链烷、环链烷醇和环链烷酮的步骤。

图1为解释本发明生产方法的流程图。在该实施方案中，存在：

在混合容器中制备含具有通式(Ⅰ)的酰亚胺单元的化合物(以下某些时候简称为酰亚胺化合物)的催化剂溶液的步骤，

(A)在氧化反应器2中通过将链烷与分子氧接触用催化剂溶液形成环链烷酮的步骤，

(B1)自获得的反应混合物中分离催化剂的步骤，

(B2)自反应混合物中分离酸组分的步骤，

(C1)自其中已分离催化剂和酸组分的反应混合物中分离低沸点组分的步骤，

(B3)自其中已分离低沸点组分如环链烷或水的反应混合物中分离杂质的步骤，和