[发明专利]由丙酮生产甲基异丁基酮的方法

说明书

用于由丙酮生产甲基异丁基酮的方法，包括以下步骤：‑向第一连续反应器(101、201)进给氢气流以及由新鲜的二甲基酮、通过回收段再循环的未转化的二甲基酮和来自与第一反应器串联的第二反应器的液体流流出物组成的流；‑向第二连续反应器(102、202)进给富氢气体流和来自第一反应器的流出物，以及由新鲜的二甲基酮和从回收段再循环的一部分未转化的二甲基酮组成的液体流；‑向二甲基酮回收段进给第一反应器中产生的液相；‑使待再循环至第一反应器和第二反应器的未转化的二甲基酮、第一反应器和第二反应器中产生的甲基异丁基酮、沸点低于甲基异丁基酮的副产物以及来自进给至回收段的流的水分离。

技术领域

本发明涉及用于由丙酮或二甲基酮(DMK)生产甲基异丁基酮(MIBK)的方法，特别涉及生产甲基异丁基酮的丙酮一步氢化方法。

背景技术

甲基异丁基酮可以由丙酮或异丙醇(IPA)根据以下方法生产：

a.由二甲基酮以三级方法通过二甲基酮羟醛缩合成双丙酮醇(DAA)，随后双丙酮醇脱水成异亚丙基丙酮(MSO)以及异亚丙基丙酮氢化成甲基异丁基酮；

b.以单级方法通过二甲基酮与氢气反应；

c.作为异丙醇脱氢成二甲基酮的副产物。

实际上，方法(a)和(b)是工业上应用最多的。

三步法是最初用于甲基异丁基酮生产的方法：首先，二甲基酮在碱催化剂的存在下经历羟醛缩合以形成双丙酮醇。然后双丙酮醇在酸催化剂如硫酸或磷酸的存在下于90℃至130℃下在液相中选择性地脱水成异亚丙基丙酮。最后，异亚丙基丙酮碳双键在各种金属催化剂的存在下在液-气相中选择性地氢化成甲基异丁基酮，通常优选钯(Pd)。

甲基异丁基酮羟醛缩合、脱水和氢化可以在单个工艺步骤中组合：在合适的催化剂的存在下发生反应。

与三步法相比，一步法目前被认为是优异的，因为其存在较低的投资成本、较便宜的建筑材料和环境友好的工艺条件。

在一步法中，甲基异丁基酮通过使二甲基酮与氢气在合适的催化剂的存在下在100℃到140℃的温度和5巴(表压)至50巴(表压)的压力下反应来生产。该反应是高度放热的并且通常在垂直等温管式反应器类型中发生，其中管中填充有催化剂。通常提供并联的两个反应器用于催化剂再生阶段期间的操作灵活性。

为了控制由于放热反应引起的反应温度升高，也可以使用具有外部循环和反应混合物的冷却的绝热填充型反应器。

主要用于工业应用的催化剂由含有以单原子形式分布的贵金属(优选钯)的阳离子树脂组成，例如，由Lanxess Deutschland GmbH制造的由美国Rohm andHaas Company制造的Amberlyst，其性质和特性自1976年以来是公知的。

美国专利7,767,863描述了由二甲基酮和/或异丙醇制造甲基异丁基酮和二异丁基酮的改进的方法，通过在羟醛缩合催化剂的存在下使包含氢气和二甲基酮和/或异丙醇的气态混合物反应。该方法使得能够使用大于207kPa(30磅/平方英寸(表压))的反应压力来提高甲基异丁基酮与二异丁基酮的比例，以及通过在羟醛缩合催化剂的存在下使基本上由二甲基酮和/或IPA和任选的水组成的气态混合物反应来制备甲基异丁基酮和二异丁基酮。

美国专利8,101,805公开了用于生产和回收甲基异丁基酮的低压一步气相法。该方法旨在通过加热丙酮进料回收与反应器流出物相关的额外热量并在进入反应器之前再循环，将压缩机引入气相过程以在将该流出物冷却并进给至闪蒸罐之前略微增加反应器流出物压力。

美国专利6,008,416公开了利用催化蒸馏塔反应器由丙酮和氢气生产甲基异丁基酮的方法，其中反应在反应区中发生，其中反应产物从反应区中移除，未反应的丙酮被回流，因此平衡被持续扰乱，允许大于丙酮的平衡转化。