[发明专利]纯化和浓缩一氧化二氮的方法

说明书

本申请是中国专利申请200580040031.9的分案申请，该中国专利申请的申请日为2005年9月22日，发明名称是“纯化和浓缩一氧化二氮的方法”。

发明领域

本发明涉及一种纯化含一氧化二氮的气体混合物的方法，并涉及以此方式纯化的气体混合物作为用于烯烃的氧化剂的用途。在另一实施方案中，本发明还涉及一种制备酮的方法，包括用根据本发明纯化过的并含一氧化二氮的气体混合物氧化至少一种烯烃。

现有技术背景

现有技术公开了多种制备一氧化二氮的工艺。同样为人所知的是，一氧化二氮例如能被用作烯烃的氧化剂。

比如，WO98/25698公开了一种采用氧气将NH₃催化部分氧化制备一氧化二氮的方法。根据WO98/25698，使用了由氧化锰、氧化铋和氧化铝组成的催化剂，使得能够高选择性地生产一氧化二氮。类似的催化体系在科学研究(Noskov等人,Chem.Eng.J.91(2003)235-242)中也有详细的描述。US5,849,257同样公开了一种通过将氨氧化来生产一氧化二氮的方法。该氧化在铜-锰氧化物催化剂的存在下进行。

在WO00/01654中公开的方法中，一氧化二氮通过还原包含NO_x和氨的气流而制得。

通过一氧化二氮将烯烃化合物氧化成为醛或酮也有所描述，例如在GB649,680或US2,636,898中所述，它们是等价的。这两份文件都十分概括性地公开了氧化过程原则上可以在合适的氧化催化剂的存在下进行。

更近期的科学论文，G.L.Panov等人“Non-Catalytic Liquid Phase Oxidation of Alkenes with Nitrous Oxide.1.Oxidation of Cyclohexene to Cyclohexanone”,React.Kinet.Catal.Lett.第76卷,第2期(2002)第401-405页,和K.A.Dubkov等人,“Non-Catalytic Liquid Phase Oxidation of Alkenes with Nitrous Oxide.2.Oxidation of Cyclopentene to Cyclopentanone”,React.Kinet.Catal.Lett.第77卷,第1期(2002)第197-205页，均同样描述了采用一氧化二氮对烯烃化合物进行氧化。一篇科学论文，来自E.V.Starokon等人的“Liquid Phase Oxidation of Alkenes with Notrous Oxide to Carbonyl Compounds”，发表于Adv.Synth.Catal.2004,346,268-274，还包括了在液相中采用一氧化二氮氧化烯烃的机理研究。

采用一氧化二氮从烯烃合成羰基化合物，也在多份国际专利申请中有所描述。例如，WO03/078370公开了一种采用一氧化二氮从脂族烯烃制备羰基化合物的方法。反应在20～350℃温度，0.01～100atm压力下进行。WO03/078374公开了一种制备环己酮的相应工艺。根据WO03/078372，可以制备含4-5个碳原子的环酮。根据WO03/078375，在这些工艺条件下，从含7～20个碳原子的环烯烃制得环酮。WO03/078371公开了一种从取代的烯制备取代酮的方法。WO04/000777公开了一种采用一氧化二氮制备二烯和聚烯，从而得到相应的羰基化合物的方法。在这些文件中并没有提及一氧化二氮的纯化。

同样为人所知的是，含一氧化二氮的尾气流能够用于其它反应中。在多种化学工艺中，一氧化二氮作为不想要的副产物而获得，尤其是在用硝酸进行的氧化中，以及非常特别的是在环己酮和/或环己醇氧化为己二酸的过程中。其中一氧化二氮作为不想要的副产物而得到的其它工艺实例诸如采用硝酸氧化环十二酮和/或环十二醇从而得到十二烷基二羧酸以及将NH₃部分氧化为NO。

例如，DE10344595.1、DE10344594.3以及DE10319489.4公开了采用一氧化二氮氧化烯烃的方法，尤其是氧化环十二碳三烯，环十二烯以及环戊烯。上述三个申请均公开了除其它的一氧化二氮来源外，也有可能采用能被纯化的尾气流，例如，在被作为氧化剂使用前通过蒸馏方法进行纯化。