[发明专利]制备环戊酮的方法、系统及其应用

说明书

本发明涉及环戊酮生产领域，公开了一种制备环戊酮的方法、系统及其应用，该方法包括：对双环戊二烯依次进行解聚、加氢、芳烷基化、过氧化和裂解；其中，通过解聚双环戊二烯得到环戊二烯，通过对环戊二烯加氢得到环戊烯，通过对环戊烯芳烷基化得到环戊基苯，通过对环戊基苯过氧化得到过氧化氢环戊基苯，通过对过氧化氢环戊基苯裂解，得到环戊酮。该系统包括依次液体连通的解聚单元、加氢单元、芳烷基化单元、过氧化单元和裂解单元。本发明的方法具有选择性高、收率高、能耗低、副反应少的优点。

技术领域

本发明涉及环戊酮生产领域，具体涉及一种制备环戊酮的方法、系统及其应用。

背景技术

环戊酮是一种水白色液体，有醚一样的气味。环戊酮是一种重要的精细化工中间体，是制备花香型香料二氢茉莉酮酸甲酯、奶香型香料环内酯及烷基环戊酮系列香料的必备原料，也是制备白兰酮及抗焦虑药丁螺环酮等产品的原料。由于它对各种树脂具有很好的溶解性能，在橡胶、电子行业作为溶剂得到广泛应用。环戊酮作为化学工业中重要的产物以及用作工业溶剂，并且其在氧化反应中以及在戊二酸、环戊酮树脂、环戊酮肟、戊内酰胺以及尼龙制备中作为活化剂。随着物质的富裕，人类生活的改善，人们对香精香料类物质的需求明显增长。半个世纪来全世界对香料的需求以年均3～4％的速度增长，而在中国从解决温饱到小康的过程中，对香精香料的需求增长速度则更快，以年均6％以上速度增长。其它如医药物质、电子化学品的增长也非常快。作为这些领域的基础原料增长速度也必然有相似的需求要求。据初步调查2007全世界环戊酮的年需求量在2万吨以上，环戊醇的年需求量也在1万吨以上。

目前，制备环戊酮最常见的途径包括己二酸的缩合，环戊烷氧化至环戊基氢过氧化物，然后其酸解产生基本上等摩尔量的环戊醇以及环戊酮。例如，环戊酮的生产主要以己二酸为原料，经过高温脱羧制得环戊酮。在这个反应中脱掉多个原子，原子利用率较低，同时产生了大量的CO₂携带有机污染物废气，以及金属离子污染等环保问题，另外己二酸是生产尼龙的原料，来源受到制约，限制了该工艺的进一步的发展。近年来，也有以环戊烯为原料，通过直接水合或间接水合得到环戊醇，再催化脱氢来制备环戊酮。CN105585468A报道，将环戊烯、水、混合溶剂组成的物料连续通过装填由催化剂的固定床进行水合反应，再经过催化脱氢制得环戊酮。间接水合法虽然转化率高、选择性好，但使用的酸对设备腐蚀严重；而直接水合法转化率较低。

发明内容

现有技术存在己二酸高温脱羧制环戊酮的方法原子利用率较低，环戊烯直接/间接水合法制备环戊酮转化率低且使用的酸对设备腐蚀严重等问题，为了解决上述问题，本发明提供一种制备环戊酮的方法、系统及其应用，该方法具有选择性高、收率高、能耗低、副反应少的优点。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种制备环戊酮的方法，该方法包括：对双环戊二烯依次进行解聚、加氢、芳烷基化、过氧化和裂解；

其中，通过解聚双环戊二烯得到环戊二烯，通过对环戊二烯加氢得到环戊烯，通过对环戊烯芳烷基化得到环戊基苯，通过对环戊基苯过氧化得到过氧化氢环戊基苯，通过对过氧化氢环戊基苯裂解，得到环戊酮。

优选地，所述解聚的方式包括使双环戊二烯依次经过解聚反应和急冷。

优选地，所述加氢的方式包括：将环戊二烯和第一催化剂在氢气存在下接触。

优选地，所述芳烷基化的方式包括：在第二催化剂的存在下，将环戊烯溶液与苯进行芳烷基化。

优选地，所述第二催化剂为Lewis酸催化剂和酸催化剂，更优选为无水氯化铝。

优选地，所述过氧化的方式包括：将第三催化剂、环戊基苯溶液和可选的引发剂混合得到均相混合物，向所述均相混合物中通入含氧气体，并在50-130℃下进行过氧化，得到过氧化氢环戊基苯溶液。

优选地，所述裂解的方式包括：将过氧化氢环戊基苯在固体酸催化剂存在下进行裂解。