[发明专利]一种由液相甘油连续制备羟基丙酮的工艺

说明书

本发明公开了一种由液相甘油连续制备羟基丙酮的工艺，通过采用负载型Cr₂Cu₂O₅/CNTS催化剂，充分利用碳纳米管的优异性能解决了纳米亚铬酸铜催化剂严重团聚的问题，大大提高了催化剂的活和稳定性，可使用纯甘油进料取代甘油溶液进料，大大提高了催化效率，同时采用反应精馏塔可连续采出产物，具有显著的连续的可操作性及经济性；其次，体系中不涉及其他溶剂，减少了其他杂质的引入，具有良好的环境友好性。

技术领域

本发明涉及精细化工领域，具体涉及一种由液相甘油连续制备羟基丙酮的工艺。

背景技术

羟基丙酮，又称羟丙酮、丙酮醇、乙酰甲醇、1-羟基-2-丙酮，英文名称：hydroxyacetone,Hydroxyacetone,1-hydroxypropan-2-one,Hydroxy-2-propanon,2-Propanone,1-hydroxy-，CAS号：116-09-6，分子式：C3H6O2，无色液体，凝固点-17℃，沸点145-146℃，96-97℃(20kPa)，溶于水、乙醇、乙醚。存在于啤酒；烟草；蜂蜜中。该品不稳定，可加甲醇使基稳定。

羟基丙酮主要作为合成药物中间体4-甲基咪唑、香料2,3-戊二酮以及染料中间体的原料，其应用广泛、需求量大。目前生产工艺主要以石化资源1,2-丙二醇为原料氧化脱氢制备或以一溴丙酮/一氯丙酮酯化醇解法生产，氧化法设备要求高、反应条件苛刻，卤代酮酯化法原料毒性高，且两种工艺所需石化原料都不可再生。

自上世纪1936年美国专利usp2036940报道亚铬酸酮催化甘油脱水制备羟基丙酮的实验方法后，由于甘油作为生物柴油的副产物，全球甘油供应量巨大,可再生循环利用，因此，研究利用甘油制备羟基丙酮的工艺有大量国内外文献和专利报道，如：世界专利wo93/05006报道，但羟基丙酮选择性仅有54％，美国专利usp20050244312报道甘油转化率及羟基丙酮选择性均可达90％，但催化剂容易固化失活，中国专利CN101284234A、CN103242149A、CN101698151A等利用不同载体对催化剂负载、或催化剂的改性制备，以固定床反应器的汽相反应和反应蒸馏的液相反应制备羟基丙酮。尽管有关报道甘油转化率高，但存在催化剂制备复杂、稳定性不足，反应不够平稳，且使用甘油浓度偏低。这些是制约甘油规模化生产羟基丙酮的最主要因素。目前还没有一种催化剂制备简单、稳定性高、反应平稳的工业化生产羟基丙酮的可行性途径。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种由液相甘油连续制备羟基丙酮的工艺，根据聚合反应过程的特点，采用分步聚合的方式，相比现有技术降低了聚合反应的温度，产品的纯度高、色泽好。本发明正是为了解决上述问题而提供一种因此催化剂制备简单、稳定性高、反应平稳的工业化生产羟基丙酮的可行性途径。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的，

一种由液相甘油连续制备羟基丙酮的工艺，包括以下步骤：

S1、将甘油进入预热器中，加热至80～90℃；

S2、将预热后的甘油导入反应精馏塔中，塔内真空度控制在-0.1～-0.15Mpa，再沸器温度控制在130～140℃，让甘油在塔板上与填料层表面的催化剂充分接触进行脱水反应，采用4～5:1的回流比进行精馏，塔顶馏出物温度达到120℃时，收集120～135℃馏份主产物，即得羟基丙酮；所述的催化剂为负载亚铬酸铜催化剂Cr₂Cu₂O₅/CNTS，其中以Cr计，负载催化剂中催化剂的负载量为1～5％。

进一步地，所述Cr₂Cu₂O₅/CNTS催化剂的制备方法包括以下步骤：