[发明专利]一种利用微通道反应器氧化乙苯制备苯乙酮的方法

说明书

技术领域

本发明属于有机合成应用技术领域，具体涉及一种以乙苯为原料氧化制备苯乙酮的方法，更具体的说是在高通量微通道连续流的Corning（康宁）微通道反应器中，利用双氧水氧化乙苯制备苯乙酮的工艺。

背景技术

苯乙酮是一种重要的化工原料，也是合成其它香料的中间体，主要用作溶剂、有机合成、烯烃聚合催化剂，溶解能力与环己酮相似。苯乙酮主要用作制药及其他有机合成的原料，也用于配制香料、香皂和香烟，也可用做纤维素醚，纤维素酯和树脂等的溶剂以及塑料的增塑剂。

目前，工业上常采用乙苯空气氧化法制苯乙酮。苯乙酮可以在三氯化铝催化下，由苯与乙酰氯、乙酐或乙酸反应来制得。苯乙酮的生产方法有苯与乙酐酰化法、苯与乙酰氯反应法、乙苯多相氧化法。

迄今为止，尚未见以Corning微通道连续流的方式进行乙苯液相催化氧化合成苯乙酮的研究，本发明提供一种在Corning微通道反应器内以连续流的方式氧化乙苯制备苯乙酮的工艺路线。

Corning微通道反应器中进行前期合成反应条件筛选时，需要反应物用量甚微，不但能减少昂贵、有毒、有害反应物的用量，反应过程中产生的环境污染物也极少，实验室基本无污染，是一种环境友好、合成研究新物质的技术平台。在Corning在微通道反应器中得到产物与近代分析仪器，如GC、GC-MS、HPLC及NMR进行匹配分析，使近代分析仪器可用于直接在线监测反应进行的程度，大大提高了研究合成路线的速度。

Corning微通道反应器的特种玻璃功能模块的类型有直通道型的，心型混合结构型的，有一段心型混合结构后接直通道型的，有一段毛细管混合结构后接直通道型的等。Corning微通道反应器的特种玻璃功能模块有双进料口单出料口的功能模块及单进料口和单出料口的功能模块。Corning微通道反应器其安全操作温度范围为-25℃~200℃，安全操作压力范围为0~18bar，物料管线连接为PFA（全氟烷氧基树脂）材料。欧洲专利WO2010/037012A2，是Corning公司特殊结构设计的模块专利，专利中详细写出了Corning生产的特殊模块的结构，模块的尺寸以及通道的排列等等，指出了模块的集成和微型化是化工过程放大较安全的选择。

发明内容

本发明的目的是提供一种在Corning高通量微通道连续流反应器中进行乙苯氧化制备苯乙酮，与现有的工艺相比较，该工艺具有反应条件精确控制，减少有机废液的排放，连续的方式生产，且在极短的时间内乙苯转化率很高，苯乙酮选择性有很大提高。

本发明一种利用微通道反应器氧化乙苯制备苯乙酮的方法，按照下述步骤进行：

（1）原料的配制：在室温下，将催化剂，助催化剂及原料乙苯溶于溶剂中，在不断的搅拌下，将原料乙苯制成均相溶液；

(2) 反应过程中所采用的连续流微通道反应器，原料乙苯的均相溶液与氧化剂按照一定比例，经计量泵打入微通道反应器，两股物料在微通道中接触并混合反应，在停留时间为50秒后，产物经过冷却得到。

其中反应温度为20～140℃，优选40～130℃；

其中进料中溶剂与原料乙苯的体积比为1:1~10:1，优选3:1~8:1，冰醋酸为溶剂；

双氧水与原料乙苯的摩尔比为1:1~12:1，优选1.2:1~10:1；

其中催化剂为氯化钴或醋酸钴，优选醋酸钴；溴化钾为助催化剂，催化剂与乙苯摩尔比为3%~15%，优选5%~14%；双氧水的体积浓度范围为27%~85%，优选30%~85%；助催化剂溴化钾的摩尔比以Br/Co计为1.0:1~1.97:1，优选1.5:1~1.9:1。