[发明专利]一种由2-戊烯制备3-戊酮的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种由2-戊烯制备3-戊酮的方法，特别涉及通过加成、酯交换和脱氢反应由2-戊烯制备3-戊酮的方法。

背景技术

3-戊酮是一种重要的精细化工产品中间体，主要用于制备农药、医药等产品。3-戊酮可以由丙酸经高温脱羧反应制得。但由于该反应是分子量减小的过程且需在非常高的温度下进行反应，反应条件苛刻，生产效率不甚理想。另外，以石油裂解制乙烯副产的碳五馏份中加工制得的2-戊烯为原料，通过水合反应也可以生产3-戊醇，其中包括2-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硫酸，对设备的耐腐蚀要求极高，且环境污染仍较为严重，而直接水合工艺则不存在这些问题，是一条环境友好的技术路线，但该方法的不足在于反应转化率过低，原料2-戊烯的循环量极大。目前尚未见到有关由3-戊醇脱氢制备3-戊酮的报导。

发明内容

本发明提供了一种由2-戊烯制备3-戊酮的方法，它要解决的技术问题是试图通过加成、酯交换和脱氢反应由2-戊烯制备3-戊酮的方法。

以下是本发明解决上述技术问题的技术方案：

一种由2-戊烯制备3-戊酮的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

1)将2-戊烯加入醋酸，然后以液相通过催化剂床层进行加成反应，以使2-戊烯和醋酸转化成醋酸戊酯，获得反应液；所述的醋酸与2-戊烯的摩尔比为2～5:1，所述加成反应的质量空速为1～3hr^-1，反应温度为80～100℃，反应压力为0.8～2.0MPa，所述催化剂床层中的催化剂为磺酸基阳离子交换树脂，磺酸基阳离子交换树脂的质量交换容量为3～5.5mmol/g；

2)步骤1)获得的反应液在一理论板为30的精馏塔中进行精馏；先在常压下回收未反应的2-戊烯、醋酸；再在减压下得到质量分数在99.50％的醋酸戊酯；得到的2-戊烯和醋酸循环使用。

3)将甲醇和步骤2)获得的醋酸戊酯经催化酯交换精馏反应制得2-戊醇和3-戊醇的混合物；酯交换反应温度为62～80℃，甲醇与醋酸戊酯的摩尔比为2.0～5.0:1；催化剂为甲醇钠，催化剂加入量为醋酸戊酯质量的0.3～2％，酯交换反应副产物醋酸甲酯从精馏塔的塔顶分离，控制精馏的回流比为1∶1～4∶1；

4)将步骤3)获得的2-戊醇和3-戊醇的混合物进行精馏，精馏在一理论板为70的精馏塔中进行；在塔釜温度为118～125℃，回流比为10～20∶1时，从塔顶收集115～116℃的馏份，得到含量为99.5％的3-戊醇；当塔釜温度为126～130℃，回流比为10～20∶1时，从塔顶收集118～119℃的馏份，产品为含量为99.5％的2-戊醇。

5)将步骤4)获得的3-戊醇通过催化脱氢精馏反应直接制得高纯度的3-戊酮；催化脱氢反应温度为113～118℃，反应压力为常压，催化剂的3-戊醇负荷WWH为2.5～5.5hr^-1，脱氢反应采用颗粒状Raney镍型金属合金作为催化剂，其组成为：

Al－Ni－A

其中A为选自Ce、Bi中的一种；脱氢反应产物以气相出料，该气相反应产物直接进入理论板为50的精馏塔提纯得到高纯度的3-戊酮产品，控制精馏的回流比为1∶1～10∶1。

本发明步骤5)中所述催化剂的组成为：Al－Ni－A，其中A为选自Ce、Bi中的一种，各组分的重量比为：Al∶Ni∶A＝1∶(0.8～0.94)∶(0.03～0.2)；所述催化剂的颗粒度为0.01～0.1mm。

本发明步骤5)中所述催化脱氢反应的催化剂中的组分A选用Ce；步骤5)中所述催化剂的颗粒度为0.02～0.08mm。

本发明步骤1)中所述的醋酸与2-戊烯的摩尔比为2.5～3.5:1，所述加成反应的质量空速为1.5～2.5hr^-1；反应温度为85～90℃；反应压力为0.9～1.5Mpa。

本发明步骤1)中所述的催化剂磺酸基阳离子交换树脂的质量交换容量为4～5mmol/g。

本发明步骤3)中所述的酯交换反应温度为65～75℃，甲醇与醋酸戊酯的摩尔比为3.0～4.0:1。

本发明步骤3)中所述的催化剂甲醇钠加入量为醋酸戊酯质量的0.5～1％。

本发明步骤3)中所述的精馏的回流比为2∶1～3∶1。

本发明步骤5)中所述的催化剂的3-戊醇负荷WWH为3～4hr^-1。