[发明专利]生产C2-C4羰基化合物的方法

说明书

本发明涉及一种生产羰基化合物，更具体地С₂‑С₄酮和醛的方法。该方法基于将С₂‑С₄烷烃‑烯烃混合物，例如由热和/或催化裂化所获得的丁烷‑丁烯馏分或者丙烷‑丙烯馏分用一氧化二氮进行气相氧化，以生产С₂‑С₄酮和醛。该方法在没有在先从分馏产物中分离单独的烯烃的情况下和在没有催化剂的情况下，在连续流动条件下在300‑550℃的温度和1‑100atm的压力下进行。该方法提供了高生产率，对酮和醛的高的整体选择性和防爆安全操作。

本发明涉及生产脂肪族羰基化合物的方法，和更具体地涉及由脂肪族C₂-C₄烯烃和烷烃的混合物，例如由热或者催化裂化的丁烷-丁烯馏分和/或丙烷-丙烯馏分，通过使用一氧化二氮(N₂O)气相氧化这样的混合物，生产具有2-4个碳原子(C₂-C₄)的酮和醛的方法。

C₂-C₄醛和酮作为精细和基础有机合成中有价值的中间产物具有各种应用。它们还广泛用作溶剂。具体地，乙醛用于生产醋酸纤维素，乙酸和过氧乙酸，乙酸酐，乙酸乙酯，乙二醛，2-乙基己醇，烷基胺，丁醇，季戊四醇，烷基吡啶，1，3-丁二醇，三氯乙醛；和在制造镜子中用作还原剂。

丙醛用于生产丙酸及其酯，异丁烯醛，三羟甲基乙烷(metriol) (后者用于制造润滑剂)，感光材料，用于合成抗生素，天然化合物 (大环内酯物)和香料。

丙酮广泛用作溶剂，主要用于硝酸盐和醋酸纤维素；由于其相对低的毒性，它还用于食品和制药工业中；它还用作用于合成乙酸酐，烯酮，二丙酮醇，异亚丙基丙酮(oxide，mesityl)，甲基异丁基酮，甲基丙烯酸甲酯，二苯酚基丙烷，异佛尔酮和许多其他化合物的起始试剂。

丁醛用于生产丁醇，丁酸及其酸酐，2-乙基己醇，2-乙基己烷-1,3- 二醇(驱避剂和溶剂)，聚乙烯醇缩丁醛，改性的酚醛树脂、脲醛树脂和苯胺甲醛树脂。异丁醛用于生产维生素B5(泛酸)，氨基酸例如缬氨酸和亮氨酸，异丁醇。一些衍生自异丁醛的产物用作驱避剂(例如2，2，4-三甲基戊烷-1,3-二醇，其用于防蚊子和跳蚤)，防霉剂和杀虫剂。

甲乙酮作为用于过氯乙烯，硝化纤维素和聚丙烯酸涂料和清漆材料和粘合剂，以及印刷油墨的溶剂；以及用于润滑油脱蜡和链烷烃脱油(除去油和低熔点链烷烃混合物)。甲乙酮用作生产过氧化甲乙酮 (用于聚酯树脂的固化剂)，仲丁基胺，甲乙酮(抗氧化剂)的中间产物。

羰基化合物(酮和醛)通常通过羰基合成，烃的氧化或者醇的脱氢获得。然而，这些方法不足够有效。例如，用CO和H₂的混合物来进行丙烯醛化的典型方法(羰基合成)在200-300atm的压力，在Co， Rh，Ir的有毒的羰基络合物存在下进行(Oxo Process，Kirk-OthmerEncyclopedia of Chemical Technology(第4版)第17卷，第465-474 页)。作为给料，使用单独的α-烯烃例如1-丁烯。当从1-丁烯改换成2-丁烯时，醛化反应速率降低到1/20-1/40，和当改换成异丁烯时，醛化反应速率下降到1/100。羰基化合物的合成伴随着大量副产物的形成。例如，在丙烯醛化过程中，形成这样的混合物，其包含丁醛和异丁醛，以及正丁醇和异丁醇，甲酸丁酯；丁酸；醚；缩醛等。对丁醛和异丁醛的选择性是76-88％，并且丙烯转化率是85-90％(RU No.2258059，C07C47/02，2005年8月10日)。该方法的缺点是：必需使用单独的烯烃，起始丙烯的部分氢化，从最终反应混合物中分离期望产物的复杂性。还应当注意的是羰基合成不适于获得酮。