[发明专利]一种环戊酮的制备方法

说明书

本发明属于有机化工技术领域，公开了一种环戊酮的制备方法。该方法采用三个步骤来满足工艺要求：(1)氧化反应：以环戊烯为原料，采用双氧水为氧化剂，加入氧化催化剂、助剂和溶剂，在反应器中进行氧化反应生成1,2‑环氧环戊烷；(2)加氢反应：以1,2‑环氧环戊烷为原料，加入氢气和镍系负载型催化剂，在反应器中进行加氢反应工艺生成环戊醇；(3)脱氢反应：以环戊醇为原料，加入脱氢催化剂，在反应精馏装置中进行脱氢反应生成环戊酮。本发明提供的环戊酮制备方法对环境友好，操作条件温和，环戊酮收率高，并减少强酸制备工艺对设备和环境造成的污染。

技术领域

本发明属于有机化工技术领域，具体的说，涉及一种由环戊烯制备环戊醇，然后由环戊醇脱氢生成环戊酮的方法。

背景技术

环戊酮是香料及医药工业的中间体，可用于生产新型的香料二氢茉莉酮酸甲酯和白兰酮及抗焦虑药丁螺环酮等精细化工产品，也可用于杀虫剂和除草剂等农药的合成。此外，由于环戊酮具有很好的溶解性能，在电子行业作为溶剂得到广泛应用。以石脑油裂解制乙烯副产的C5馏份中分离得到的环戊烯为原料出发可以生产环戊酮，主要工艺有环戊烯N₂O 直接氧化法和环戊烯水合－脱氢法两种技术路线。其中，N₂O直接氧化法生产环戊酮工艺虽然实现了工业化，但它只能局限于特定的地域，与副产N₂O氧化剂生产装置相配套，才能大幅降低环戊酮的生产成本；而由环戊烯先水合制得环戊醇，再脱氢制备环戊酮是一条环境友好的技术路线，在技术和经济方面都极具优势。

日本专利JP60092234和JP04312549提出采用锌-铜催化剂进行环戊醇气相脱氢的方法，环戊醇单程转化率为50％左右，选择性为97％左右，转化率相对较低。在现有技术中，采用贵金属作为醇的脱氢催化剂是比较成熟的，如日本专利JP60115542介绍了一种使用钯、铂等负载型固定床催化剂通过气相反应由环戊醇脱氢制备环戊酮的方法，单程转化率为86％左右，选择性为96％左右。

中国专利ZL03142062.1和03142063.X提出了一种催化精馏法由环戊醇制环戊酮的方法，原料环戊醇经催化脱氢精馏反应直接制得高纯度环戊酮。脱氢反应温度为130～140℃，反应压力为常压，脱氢反应采用颗粒状Raney镍型金属合金作为催化剂。脱氢反应产物以气相出料，并直接进入精馏提纯。环戊醇的纯度一般为98％。但由于催化剂的环戊醇负荷 WWH只有0.3～1.5hr^-1，催化剂的效率较低，能耗仍然较高。

中国专利CN105461526A提供一种环戊醇脱氢制备环戊酮的方法，该方法将环戊醇通过由Ni-Cu/Al₂O₃-SiO₂催化剂构成的固定床床层进行脱氢制得环戊酮，脱氢反应的体积液时空速为0.5～2.0hr^-1，系统压力为0.05～1.0bar，反应温度为100～140℃；脱氢催化剂Ni-Cu/Al₂O₃-SiO₂的活性组分镍含量为载体质量的30～50wt％，助催化剂铜含量为载体质量的1～5wt％，载体为Al₂O₃与SiO₂的混合物；脱氢反应的单程转化率在70％以上，环戊酮的选择性接近100％。

从现有技术看，虽然上述方法均可有效的制备出环戊酮，但是仍然存在转化率偏低，并且能耗高的缺点，不利于工业化生产。

发明内容

为克服上述现有技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种环戊酮的制备方法。该方法以环戊烯为原料，首先采用采用氧化工艺制取1,2-环氧环戊烷；然后以1,2-环氧环戊烷为原料通过加氢工艺制得环戊醇，最后以环戊醇为原料通过脱氢反应制得环戊酮。该方法能有效解决现有环戊酮制备工艺中存在的收率低，中间产物环戊醇制备过程使用硫酸而对设备腐蚀和环境污染严重的缺点。本发明提供的方法中原料易于获取，氧化工艺收率高，加氢和脱氢步骤收率高，操作简单，对环境安全友好，易于操作，环戊酮收率高，选择性好，能耗低。