本发明专利技术公开了一种由2-戊烯制备3-戊酮的方法。该方法包括以下步骤：1)2-戊烯与醋酸混合以液相通过催化剂床层进行加成反应，控制特定的条件以使2-戊烯和醋酸转化成醋酸戊酯；2)将反应液精馏，先在常压下回收未反应的2-戊烯、醋酸，再在减压下得到质量分数在99.50％的醋酸戊酯；3)甲醇和醋酸戊酯经催化精馏反应制得2-戊醇和3-戊醇混合物；4)将2-戊醇和3-戊醇混合物进行精馏，获得质量百分含量为99.5％的3-戊醇；5)将3-戊醇通过催化脱氢精馏反应直接制得高纯度3-戊酮。与现有的工艺相比较，它具有转化率高和选择性好的优点，不仅生产成本大为降低，而且是一种绿色环保的生产工艺。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及，特别涉及通过加成、酯交换和脱氢 反应由2-戊烯制备3-戊酮的方法。
技术介绍
3-戊酮是一种重要的精细化工产品中间体，主要用于制备农药、医药等产品。 3_戊酮可以由丙酸经高温脱羧反应制得。但由于该反应是分子量减小的过程且需在非常高 的温度下进行反应，反应条件苛刻，生产效率不甚理想。另外，以石油裂解制乙烯副产的碳 五馏份中加工制得的2-戊烯为原料，通过水合反应也可以生产3-戊醇，其中包括2-戊烯 间接水合和直接水合两种工艺，虽然间接水合具有转化率高、选择性好的优势，但由于制备 过程中需使用硫酸，对设备的耐腐蚀要求极高，且环境污染仍较为严重，而直接水合工艺则 不存在这些问题，是一条环境友好的技术路线，但该方法的不足在于反应转化率过低，原料 2_戊烯的循环量极大。目前尚未见到有关由3-戊醇脱氢制备3-戊酮的报导。
技术实现思路
本专利技术提供了，它要解决的技术问题是试图通 过加成、酯交换和脱氢反应由2-戊烯制备3-戊酮的方法。 以下是本专利技术解决上述技术问题的技术方案： -种由2-戊烯制备3-戊酮的方法，其特征在于该方法包括以下步骤： 1)将2-戊烯加入醋酸，然后以液相通过催化剂床层进行加成反应，以使2-戊烯 和醋酸转化成醋酸戊酯，获得反应液；所述的醋酸与2-戊烯的摩尔比为2?5:1，所述加成 反应的质量空速为1?3hr _1，反应温度为80?KKTC，反应压力为0. 8?2. OMPa，所述催 化剂床层中的催化剂为磺酸基阳离子交换树脂，磺酸基阳离子交换树脂的质量交换容量为 3 ?5. 5mmol/g ； 2)步骤1)获得的反应液在一理论板为30的精馏塔中进行精馏；先在常压下回收 未反应的2-戊烯、醋酸；再在减压下得到质量分数在99. 50%的醋酸戊酯；得到的2-戊烯 和醋酸循环使用。 3)将甲醇和步骤2)获得的醋酸戊酯经催化酯交换精馏反应制得2-戊醇和3-戊 醇的混合物；酯交换反应温度为62?80°C，甲醇与醋酸戊酯的摩尔比为2. 0?5. 0:1 ;催化 剂为甲醇钠，催化剂加入量为醋酸戊酯质量的〇. 3?2%，酯交换反应副产物醋酸甲酯从精 馏塔的塔顶分离，控制精馏的回流比为I : 1?4 : 1; 4)将步骤3)获得的2-戊醇和3-戊醇的混合物进行精馏，精馏在一理论板为70 的精馏塔中进行；在塔釜温度为118?125°C，回流比为10?20 : 1时，从塔顶收集115? 116°C的馏份，得到含量为99. 5%的3-戊醇；当塔釜温度为126?130°C，回流比为10? 20 : 1时，从塔顶收集118?119°C的馏份，产品为含量为99. 5%的2-戊醇。 5)将步骤4)获得的3-戊醇通过催化脱氢精馏反应直接制得高纯度的3-戊酮； 催化脱氢反应温度为113?118°C，反应压力为常压，催化剂的3-戊醇负荷WffH为2. 5? 5. 5hr'脱氢反应采用颗粒状Raney镍型金属合金作为催化剂，其组成为： Al-Ni-A 其中A为选自Ce、Bi中的一种；脱氢反应产物以气相出料，该气相反应产物直接 进入理论板为50的精馏塔提纯得到高纯度的3-戊酮产品，控制精馏的回流比为I : 1? 10 : Io 本专利技术步骤5)中所述催化剂的组成为：Al -Ni -A，其中A为选自Ce、Bi中的一 种，各组分的重量比为：A1 : Ni : A=I : (0.8?0.94) : (0.03?0.2);所述催化剂的 颗粒度为〇. 01?〇. 1_。 本专利技术步骤5)中所述催化脱氢反应的催化剂中的组分A选用Ce ;步骤5)中所述 催化剂的颗粒度为〇. 02?0. 08mm。 本专利技术步骤1)中所述的醋酸与2-戊烯的摩尔比为2. 5?3. 5:1，所述加成反应的 质量空速为1. 5?2. 5hr-S反应温度为85?90°C ;反应压力为0· 9?I. 5Mpa。 本专利技术步骤1)中所述的催化剂磺酸基阳离子交换树脂的质量交换容量为4? 5mmol/g〇 本专利技术步骤3)中所述的酯交换反应温度为65?75°C，甲醇与醋酸戊酯的摩尔比 为 3. 0 ?4. 0:1。 本专利技术步骤3)中所述的催化剂甲醇钠加入量为醋酸戊酯质量的0. 5?1%。 本专利技术步骤3)中所述的精馏的回流比为2 : 1?3 : 1。 本专利技术步骤5)中所述的催化剂的3-戊醇负荷WffH为3?处夕。 本专利技术步骤5)中所述的精馏的回流比为2 : 1?6 : 1。 上述步骤1)所述的醋酸与2-戊烯的摩尔比，最好为2. 5?3. 5:1 ;磺酸基阳离 子交换树脂的质量交换容量最好为4?5mmol/g ;质量空速最好为1. 5?2. 5hf S反应温 度最好为85?90°C ;反应压力最好为0· 9?I. 5MPa。 上述步骤3)所述的甲醇与醋酸戊酯的摩尔比，最好为3.0?4.0:1 ;反应温度 最好为65?75°C ;催化剂加入量最好为醋酸戊酯质量的0. 5?1% ;精馏的回流比最好为 2 : 1 ?3 : 1。 上述步骤4)所述的精馏可以采用连续操作或者间歇操作方式，所获得的2-戊醇 同样是一种附加值较高的精细化工中间体。 上述步骤5)脱氢反应催化剂中的组分A最好选用Ce ;催化剂的颗粒度最好为 0.02?0.08mm ;催化剂的3-戊醇负荷WffH为3?4hr-S精馏的回流比最好为2 : 1? 6:1。 上述步骤1)中的磺酸基阳离子交换树脂表面含有磺酸基，在催化2-戊烯与醋酸 的加成反应时，它将优先吸附醋酸并在催化剂表面形成一层醋酸分子液膜，2-戊烯分子扩 散至液膜表面后，必须穿过液膜并以化学吸附形态在催化剂表面吸附，再生成正碳离子与 醋酸发生亲电加成反应。对于加成反应，醋酸比水的反应活性强，使得反应的转化率和选 择性明显提1?。 上述步骤1)中的加成反应中，2-戊烯与醋酸的加成反应产物是醋酸仲戊酯和醋 酸（3-戊）酯混合物，其中醋酸仲戊酯约占总质量的30%，醋酸（3-戊）酯为70%。 上述步骤3)催化精馏反应可以在一个催化精馏设备中进行，催化精馏设备包括 上下两个部分，上部为精馏部分，下部为反应部分。反应副产物醋酸甲酯气化后上升至上部 的精馏塔中进行精馏分离，塔顶得到醋酸甲酯，未反应的甲醇从精馏部分回流到酯交换反 应部分继续反应。酯交换产生的醋酸甲酯可作为副当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种由2‑戊烯制备3‑戊酮的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：1)将2‑戊烯加入醋酸，然后以液相通过催化剂床层进行加成反应，以使2‑戊烯和醋酸转化成醋酸戊酯，获得反应液；所述的醋酸与2‑戊烯的摩尔比为2～5:1，所述加成反应的质量空速为1～3hr‑1，反应温度为80～100℃，反应压力为0.8～2.0MPa，所述催化剂床层中的催化剂为磺酸基阳离子交换树脂，磺酸基阳离子交换树脂的质量交换容量为3～5.5mmol/g；2)步骤1)获得的反应液在一理论板为30的精馏塔中进行精馏；先在常压下回收未反应的2‑戊烯、醋酸；再在减压下得到质量分数在99.50％的醋酸戊酯；得到的2‑戊烯和醋酸循环使用。3)将甲醇和步骤2)获得的醋酸戊酯经催化酯交换精馏反应制得2‑戊醇和3‑戊醇的混合物；酯交换反应温度为62～80℃，甲醇与醋酸戊酯的摩尔比为2.0～5.0:1；催化剂为甲醇钠，催化剂加入量为醋酸戊酯质量的0.3～2％，酯交换反应副产物醋酸甲酯以气相出料，该气相反应产物直接进入精馏塔从精馏塔的塔顶分离，控制精馏的回流比为1∶1～4∶1；4)将步骤3)获得的2‑戊醇和3‑戊醇的混合物进行精馏，精馏在一理论板为70的精馏塔中进行；在塔釜温度为118～125℃，回流比为10～20∶1时，从塔顶收集115～116℃的馏份，得到含量为99.5％的3‑戊醇；当塔釜温度为126～130℃，回流比为10～20∶1时，从塔顶收集118～119℃的馏份，产品为含量为99.5％的2‑戊醇。5)将步骤4)获得的3‑戊醇通过催化脱氢精馏反应直接制得高纯度的3‑戊酮；催化脱氢反应温度为113～118℃，反应压力为常压，催化剂的3‑戊醇负荷WWH为2.5～5.5hr‑1，脱氢反应采用颗粒状Raney镍型金属合金作为催化剂，其组成为：Al－Ni－A其中A为选自Ce、Bi中的一种；脱氢反应产物以气相出料，该气相反应产物直接进入理论板为50的精馏塔提纯得到高纯度的3‑戊酮产品，控制精馏的回流比为1∶1～10∶1。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：石康明，
申请(专利权)人：派尔科化工材料启东有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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