[发明专利]一种利用合成三丙酮胺过程副产物制备丙酮的方法

说明书

本发明公开了一种利用合成三丙酮胺过程副产物制备丙酮的方法，不仅使得副产物得到了有效利用，而且再用该再生丙酮去合成三丙酮胺，可以使合成三丙酮胺的原料由“丙酮+多种副产物”变为单一的丙酮，工艺参数针对单一原料进行优化，大大提高了全流程的产率；避免了副产物直接套回原料丙酮合成三丙酮胺工艺带来的选择性差、收率低的问题，最终提高了产率，降低了综合生产成本；本发明对无效副产物的循环再生过程，使用固体酸催化剂甚至不使用催化剂，无需进行中和等产生三废的操作过程，更加绿色环保。

技术领域

本发明涉及一种改进三丙酮胺合成工艺的方法，特别涉及一种利用合成三丙酮胺(TAA)过程副产物制备丙酮的方法。

背景技术

TAA是合成受阻胺光稳定剂和抗氧剂的关键中间体，此外，TAA还可作润滑剂，燃料添加剂及生理活性物。

TAA主要的合成工艺有直接法和间接法。TAA的合成工艺以丙酮和氨为原料，在均相酸性催化剂(如铵盐)或非均相催化剂(如酸性离子交换树脂)作用下合成。该TAA合成工艺会形成典型副产物，包括异丙叉丙酮、二丙酮醇、二丙酮胺、丙酮宁、3,4-二氢-2H-吡喃DHP或佛尔酮构成的丙酮的二聚体、三聚体以及二聚体或三聚体的氨解产物、异佛尔酮等。经粗品TAA精制过程分离出的上述副产物一般方法是将其作为合成TAA的原料与丙酮混合，循环套用至下批次合成过程，或由于TAA合成工艺单一条件不能最优的同时匹配各副产物组分向TAA转化的反应热力学及动力学条件，从而影响上述副产物的利用率最大化，造成副产物的累积而被作为燃油，低效使用掉。

专利US3943139和专利US3960875分别公开了以丙酮宁、佛尔酮以及二丙酮醇的合成为原料合成TAA且收率较好的方法。但是由于丙酮宁、佛尔酮、二丙酮醇的合成与分离十分困难，步骤长，成本高，因此难以实现工业化生产。

专利CN108383704公开了在碱性催化剂存在条件下进行TAA副产物的水解来制备丙酮的方法，使用的催化剂一般为氢氧化物、碳酸盐或有机铵盐等溶于水或丙酮的均相催化剂，均相催化剂分离回收较困难，同时产生大量的高盐碱废水，难以处理。

现有技术并不能有效地再生在三丙酮胺的合成工艺中形成的无效副产物，将其转化成为制备产品TAA时所需的反应原料丙酮，进而降低原料丙酮的消耗量；并且使用的碱性催化剂在造成碱和能源消耗的同时还会产生难以处理的高盐碱有机废水，造成环境污染。

发明内容

本发明克服了无法将上述无效副产物转化为原料丙酮、无效副产物利用率低以及循环再生过程中产生的“三废”会造成工业污染等问题，提供了一种利用合成TAA过程副产物制备丙酮的方法，该方法可以在酸性催化剂甚至无催化剂的基础上水解无效副产物，工艺条件简单、方便操作、收率高以及能耗低，尤其明确证实当使用固体酸性催化剂时，无需进行中和等产生三废的操作过程，更加绿色环保。

一种利用合成TAA过程副产物制备丙酮的方法，具体工艺步骤为：

(a)将TAA合成过程形成的副产物加入到高压釜中；

(b)向高压釜中加入水，水的重量为待处理料重量的10％-200％，优选为待处理料重量的15％-150％，更优选为待处理料重量的10％-100％；

(c)开反应釜搅拌，加热釜温至60-150℃，优选至60-140℃，更优选至90-140℃；

(d)搅拌时间1-12小时，优选3-10小时，更优选3-9小时；

(e)反应结束后，再生丙酮直接投入TAA的主生产线做合成原料，反应釜补水后进入下一批次再生丙酮作业。

进一步地，本发明所述的步骤(a)中的副产物是以丙酮为原料通过直接法(一步法)或间接法(两步法)合成TAA过程产生的系列副产物。

进一步地，所述的系列副产物至少包括异丙叉丙酮、丙酮宁、和佛尔酮。