[发明专利]环戊烯制备环戊醇的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种由环戊烯制备环戊醇的方法，特别涉及将环戊烯与醋酸的溶液通过由磺酸基阳离子交换树脂构成的固定床催化剂床层进行酯化反应，转化成醋酸环戊酯，再将其与甲醇的混合溶液通过CaO固定床催化剂床层进行酯交换反应制备环戊醇的方法。

背景技术

环戊醇是一种重要的精细化工产品中间体，主要用于制备溴代环戊烷、氯代环戊烷和甲基环戊醚等。环戊醇可以由己二酸经高温脱羧制得环戊酮，再通过加氢反应后得到，但由于产生大量的污染物和受到原料成本的制约，这种制备方法日趋受到限制。另外，以石脑油裂解制乙烯副产的碳五馏份加工制得的环戊烯为原料，通过水合反应也可以生产环戊醇，主要有环戊烯间接水合和直接水合两种工艺，虽然间接水合具有转化率高、选择性好的优势，但由于制备过程中需使用浓硫酸，对设备的耐腐蚀要求极高，且浓硫酸回收困难，环境污染非常严重。而直接水合工艺则不存在这些问题，但该方法的不足之处在于反应转化率相对较低，原料环戊烯的循环量较大，产品精制能耗高。如日本专利JP2003212803 提出采用强酸性阳离子交换树脂进行环戊烯水合制环戊醇的方法，据介绍在水与环戊烯的投料摩尔比为1.2～3.0 的条件下,环戊烯单程转化率约为3.50％，选择性为98％左右。

发明内容

本发明提供了一种由环戊烯制备环戊醇的方法，它要解决的技术问题是解决在环戊烯间接水合工艺中，在保持环戊烯转化率高、环戊醇选择性好的同时，克服因使用硫酸而对设备腐蚀和环境污染严重的缺点。

以下是本发明解决上述技术问题的技术方案： 

一种由环戊烯制备环戊醇的方法,包括以下步骤：

1）将环戊烯和醋酸混合，然后以液相通过催化剂床层进行酯化反应，以使环戊烯和醋酸转化成醋酸环戊酯，醋酸与环戊烯的摩尔比为2～5:1，质量空速为1～3hr^-1，反应温度为50～80℃，反应压力为0.1～0.5 MPa，催化剂为磺酸基阳离子交换树脂；

2）将上述反应液在一理论板为25的精馏塔中进行精馏。从精馏塔塔顶在常压下回收未反应的环戊烯、醋酸并循环套用，从塔釜得到的粗醋酸环戊酯直接作为酯交换反应原料；

3）将粗醋酸环戊酯和甲醇混合，通过由颗粒状CaO构成的催化剂床层进行酯交换反应，经酯交换反应制得环戊醇。甲醇与醋酸环戊酯的摩尔比为2.0～5.0:1；质量空速为1～2hr^-1；酸交换反应温度为60～90℃；反应压力为0.01～0.05 MPa，催化剂为粒径3～5mm的CaO颗粒；上述步骤1）所述的醋酸与环戊烯的摩尔比,最好为2.5～3.5:1；质量空速最好为1.5～2.5 hr^-1；反应温度最好为60～70℃；反应压力最好为0.2～0.3 MPa。

上述步骤2）所述的粗醋酸环戊酯为没有精制的醋酸环戊酯。

上述步骤3）所述的甲醇与醋酸环戊酯的摩尔比,最好为3.0～4.0:1；质量空速最好为1.2～1.5 hr^-1；反应温度最好为65～75℃；反应压力最好为0.02～0.04 MPa。

上述强酸性阳离子交换树脂表面含有磺酸基，在催化环戊烯与醋酸的酯化反应时,它将优先吸附醋酸并在催化剂表面形成一层醋酸分子液膜，环戊烯分子扩散至液膜表面后，必须穿过液膜并以化学吸附形态在催化剂表面吸附，再生成正碳离子与醋酸发生加成反应。对于酯化反应,醋酸比水的反应活性强,使得反应的转化率和选择性明显提高。