[发明专利]一种马来酸二烷基酯加氢制丁二酸二烷基酯的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种催化马来酸二烷基酯加氢反应制备丁二酸二烷基酯 的方法。

背景技术

丁二酸二烷基酯是红色高性能颜料DPP(吡咯并吡咯二酮)的重要原 料，是CIBA公司专利产品，此类颜料具有着色度高、色泽鲜艳、耐候性 能高等优点，而且生产过程几乎没有污染，无论在经济上还是性能上都是 非常具有发展前景的品种，自上市以来给CIBA公司带来了丰厚的利润， 但由于知识产权问题，其他公司无法生产。其中主要的丁二酸二异丙酯是 由丁二酸与异丙醇经过酯化反应得到，该反应看起来比较简单，但是没有 强效催化剂，反应收率比较低。

丁二酸二丁酯是一种无色透明液体，用于树脂，塑料及助剂的制造及 气相色谱固定液，也是重要的有机化工原料。工业上常规合成方法是采用 硫酸作催化剂由丁二酸与正丁醇酯化而得。硫酸的强酸性、强腐蚀性、易 引起副反应(如炭化、氧化、聚合等)和环境污染是当前化工行业亟需解决 的问题，该方法产品收率低、质量差，设备腐蚀严重，“三废”排放量大。 近年来人们研究的热点集中在用固体酸代替硫酸催化合成酯类产品。

CN 200610117295.6、CN 1049208C、CN 99113206.8和US 4584419这 些专利中公开了以马来酸二烷基酯和/或丁二酸二烷基酯原料气相加氢制 备1，4-丁二醇的方法。这些方法的反应机理中都涉及到马来酸二丁酯转化 为丁二酸二丁酯的反应，然后丁二酸二丁酯进一步加氢才生成包括1，4-丁 二醇、γ-丁内酯、四氢呋喃等的产物。这些专利中以贵金属为催化剂制备 的方法存在压力高，使设备投资显著增加，选择性低的缺陷，而以非贵金 属为催化剂的方法与前者相比虽有较大改进，但运行时间短，选择性有待 进一步提高，且催化剂中含有毒成分Cr，造成了环境污染。

发明内容

本发明的目的在于提供一种马来酸二烷基酯加氢制丁二酸二烷基酯 的方法。

为实现上述目的，本发明通过控制氢气的加入量以实现原料的高转化 率和产物的高选择性。本发明的方法连续运转1000小时后，催化剂的活 性和选择性与初始阶段基本相同。

具体地说，本发明的主要步骤包括：

A)给反应器提供含有马来酸二烷基酯的原料；

B)在反应器的加氢反应区使马来酸二烷基酯原料、氢气及催化剂接 触，得到含丁二酸二烷基酯的液体产物；

C)液体产物经过冷却分离处理即得到目标产物，加氢反应区剩余的氢 气经过分离后随尾气进入气体循环系统；

加氢反应区的反应条件：反应温度为80～280℃，压力为0.1～7MPa(优 选4～7MPa)，马来酸二烷基酯的空速为0.1～10hr^-1(优选0.2～0.5hr^-1)，氢： 酯摩尔比为5～250:1(优选80～150:1)；

催化剂是由主活性组分和助剂组成，主活性组分为氧化铜，助剂为氧 化铝和氧化锌，在催化剂总重量中氧化铜占40～60％，氧化锌占20～50％， 氧化铝占10～20％。

本发明采用的马来酸二烷基酯为C₁～C₅的烷基酯，优先推荐正丁基酯。

本发明采用的反应器为固定床反应器或浆态床，其反应可以是连续反 应，也可以是间歇反应。

本发明通过控制加氢的方法制备丁二酸二烷基酯，使加氢反应停止在 丁二酸二烷基酯这一步，从而制得丁二酸二烷基酯。用马来酸二丁酯作为 原料的好处是，反应可以在较低压力和温度下进行、可以在广泛使用的固 定床反应器或浆态床中进行。

附图说明

图1是本发明的反应装置示意图。

具体实施方式

当原料为马来酸二丁酯时，反应式如下所示：

马来酸二丁酯首先转化为丁二酸二丁酯，在一定的条件下丁二酸二丁 酯会继续加氢，产物包括1，4-丁二醇、γ-丁内酯、四氢呋喃等。其中，1，4- 丁二醇、γ-丁内酯、四氢呋喃几种产物之间可以通过加成/消去氢和/或水等 反应互相转化，本发明优选丁二酸二丁酯为反应产物。