專利名稱：一種丙酮合成異佛爾酮的環(huán)保簡易制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，具體涉及一種丙酮合成異佛爾酮的環(huán)保簡易制備方法。
背景技術(shù)：
異佛爾酮，又名3，5，5-三甲基-2-環(huán)己烯-I-酮，是一種重要的高沸點(diǎn)溶劑，溶解能力強(qiáng)，用途十分廣，是高分子材料的良好溶劑。目前異佛爾酮的生產(chǎn)與消費(fèi)主要在英、法、德、美等發(fā)達(dá)國家，我國尚未有工業(yè)化生產(chǎn)異佛爾酮廠家，僅有幾家溶劑企業(yè)在小規(guī)模中試研究。合成異佛爾酮較為成熟的工藝主要分兩種異丙叉丙酮法和丙酮縮合法，其中異丙叉丙酮法因原料價格較高，產(chǎn)品成本高難于工業(yè)化生產(chǎn)，只適用于實(shí)驗(yàn)室制備。因而工業(yè)化的合成方法以丙酮縮合法為主。其中丙酮縮合法按接觸狀態(tài)不同又可分為兩種一種是在堿液溶液中的加壓液相縮合法，另一種是固體催化劑的多相催化縮合法。S. A. Ballard 等(US2, 344，226)報道采用 20%Na0H 或 KOH 做催化劑，于 150°C反應(yīng)3小時，丙酮轉(zhuǎn)發(fā)率約為19%，異佛爾酮選擇性為47%。GB733, 650報道采用KOH甲醇溶液做催化劑，在180 215°C、2. 0 4. OMPa反應(yīng)，丙酮轉(zhuǎn)發(fā)率約為39. 7%，異佛爾酮選擇性為68%。李平(四川化工與腐蝕控制，2 (1)，1999)將丙酮、水、堿液催化劑于15(T300°C、
3.(Γ3. 5MPa反應(yīng)2小時，丙酮轉(zhuǎn)發(fā)率約為30_40%，異佛爾酮選擇性為60_70%。由以上文獻(xiàn)可知，液相縮合法具有催化劑簡單、操作簡便、異佛爾酮收率高等優(yōu)點(diǎn)，特別適合于工業(yè)化生產(chǎn)，但缺點(diǎn)就是丙酮轉(zhuǎn)化率不高(20-40%)，重復(fù)生產(chǎn)耗能大，反應(yīng)時間比較長，生產(chǎn)成本從而提高，而且有大量的廢液產(chǎn)生，不利于環(huán)保。而固體催化劑的多相催化縮合法中，常用的是鎂和鋁混合氧化物、鎂鋁復(fù)合氧化物或鎂鋁水滑石作為固體催化劑，通過固定床為反應(yīng)器制的，該法丙酮轉(zhuǎn)化率高達(dá)50%，但是所研制的催化劑存在壽命短、再生困難和制備工藝復(fù)雜、成本高等缺點(diǎn)，而且條件所需要的溫度比較高(20(T40(TC)，耗能大，異佛爾酮的選擇性低。因而也制約著異佛爾酮工業(yè)化的發(fā)展。針對以上液相縮合法和氣相法所存在的問題，所以異佛爾酮的合成一直期望開發(fā)一種丙酮轉(zhuǎn)化率高、異佛爾酮選擇性高，反應(yīng)時間短、反應(yīng)溫度低，工藝簡易環(huán)保，可連續(xù)自動化生產(chǎn)的合成方法。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決背景技術(shù)所存在的問題，本發(fā)明一種丙酮合成異佛爾酮的環(huán)保簡易制備方法。該工藝方法通過液相縮合法的基礎(chǔ)上的強(qiáng)堿催化劑，增加微量輔助催化劑，改變反應(yīng)的條件，降低反應(yīng)活化能，減少聞沸物和其他副廣品的生成，提聞丙麗的轉(zhuǎn)化率，提聞異佛爾酮選擇性，達(dá)到環(huán)保、低耗能、高質(zhì)量的要求，而且操作簡單，可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動化和產(chǎn)業(yè)化。本發(fā)明合成異佛爾酮工藝技術(shù)配方是原料丙酮；催化劑氫氧化鈉或氫氧化鉀水溶液；輔助催化劑氧化鎂、氧化鋁、氧化鈣、氧化鋇以及鑭稀有金屬元素。本發(fā)明合成異佛爾酮工藝具體操作流程是將原料、催化劑水溶液、輔助催化劑投入高壓釜中，加熱到150°C，恒溫連續(xù)攪拌反應(yīng)2小時，然后冷卻到80°C蒸餾未反應(yīng)的丙酮回流下次使用，釜根靜止后分液放出水溶液下次使用，剩下的產(chǎn)品采用減壓蒸餾，將異佛爾酮蒸出得出成品。本發(fā)明合成異佛爾酮工藝主要的設(shè)備是高壓釜和蒸餾釜，高壓釜是大于3 MPa的耐腐蝕的，并且有加熱系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)的反應(yīng)釜。本發(fā)明合成異佛爾酮工藝的優(yōu)點(diǎn)在于1、增加微量輔助催化劑，反應(yīng)溫度由原來的20(T40(TC降到150°C，壓力由原來的2. (Γ4. OMPa下降為I. 2MPa，反應(yīng)時間有原來的5小時縮小到2小時，從而高沸物減少，丙酮轉(zhuǎn)化率由原來的20-40%達(dá)到55%，異佛爾酮選擇性·達(dá)到81%。2、反應(yīng)由丙酮縮合，最終生成異佛爾酮，其中有大部分的副產(chǎn)物(如二丙酮醇和異丙叉丙酮)也可以開發(fā)利用，分液后的水溶液也可以回收循環(huán)使用，未反應(yīng)的蒸餾出來的丙酮也回收下次使用，少量高沸物也可以回收利用，產(chǎn)物綜合回收利用，整體提高轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)率。3、反應(yīng)產(chǎn)物基本能多次回收循環(huán)利用，少量的堿液廢液可以加鹽酸中和，然后生成鹽，對環(huán)境無污染，達(dá)到環(huán)保要求，適合現(xiàn)代的綠色化生產(chǎn)。4、由于國內(nèi)壓力釜和減壓蒸餾設(shè)備是成熟的，對本發(fā)明工藝有利于產(chǎn)業(yè)化和自動化，投資成本低，生成規(guī)模容易控制。5、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，利用減壓精餾提純產(chǎn)品，易提高產(chǎn)品質(zhì)量，異佛爾酮含量達(dá)到99%以上,滿足市場產(chǎn)品質(zhì)量要求。


圖I是本發(fā)明的丙酮合成異佛爾酮的環(huán)保簡易制備流程圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I :
將原料丙酮lOOOKg、含3 Kg催化劑NaOH水溶液lOOKg、輔助催化劑氧化鎂、氧化鋁、氧化鈣、氧化鋇以及鑭稀有金屬元素各0. 2 Kg投入高壓釜中，加熱到130°C，轉(zhuǎn)速250轉(zhuǎn)/分，恒溫連續(xù)攪拌反應(yīng)2小時，然后冷卻到80°C，將未反應(yīng)的丙酮蒸餾冷卻回流，將作為下次使用。釜根靜止后分液，放出催化劑水溶液下次使用，剩下的產(chǎn)品采用減壓蒸餾，將異佛爾酮蒸出得出成品。反應(yīng)后的產(chǎn)物組成為
丙酮756Kg
二丙酮醇40Kg
異丙叉丙酮105Kg
異佛爾酮142Kg水45Kg
其他高沸物12Kg
采用這樣的制備方式，得到丙酮的轉(zhuǎn)化率為34. 4%，異佛爾酮選擇性達(dá)到52%。實(shí)施例2
將原料丙酮lOOOKg、含3 Kg催化劑NaOH水溶液lOOKg、輔助催化劑氧化鎂、氧化鋁、氧化鈣、氧化鋇以及鑭稀有金屬元素各O. 2 Kg投入高壓釜中，加熱到150°C，轉(zhuǎn)速250轉(zhuǎn)/分，恒溫連續(xù)攪拌反應(yīng)2小時，然后冷卻到80°C，將未反應(yīng)的丙酮蒸餾冷卻回流，將作為下次使用。釜根靜止后分液，放出催化劑水溶液下次使用，剩下的產(chǎn)品采用減壓 蒸餾，將異佛爾酮蒸出得出成品。反應(yīng)后的產(chǎn)物組成為
丙酮447Kg
二丙酮醇31Kg
異丙叉丙酮56Kg
異佛爾酮355Kg
水97Kg
其他高沸物14Kg
采用這樣的制備方式，得到丙酮的轉(zhuǎn)化率為55. 3%，異佛爾酮選擇性達(dá)到81%。實(shí)施例3
將原料丙酮lOOOKg、含3 Kg催化劑NaOH水溶液lOOKg、輔助催化劑氧化鎂、氧化鋁、氧化鈣、氧化鋇以及鑭稀有金屬元素各0. 2 Kg投入高壓釜中，加熱到200°C，轉(zhuǎn)速250轉(zhuǎn)/分，恒溫連續(xù)攪拌反應(yīng)2小時，然后冷卻到80°C，將未反應(yīng)的丙酮蒸餾冷卻回流，將作為下次使用。釜根靜止后分液，放出催化劑水溶液下次使用，剩下的產(chǎn)品采用減壓蒸餾，將異佛爾酮蒸出得出成品。反應(yīng)后的產(chǎn)物組成為
丙酮430Kg
二丙酮醇15Kg
異丙叉丙酮54Kg
異佛爾酮280Kg
水125Kg
其他高沸物96Kg
采用這樣的制備方式，得到丙酮的轉(zhuǎn)化率為57%，異佛爾酮選擇性達(dá)到62%。
權(quán)利要求
1.一種丙酮合成異佛爾酮的環(huán)保簡易制備方法，其特征在于通過液相縮合法的基礎(chǔ)上，將原料、強(qiáng)堿催化劑水溶液投入高壓釜中，增加微量輔助催化劑，改變反應(yīng)的條件，降低反應(yīng)活化能，然后加熱到150°c，轉(zhuǎn)速250轉(zhuǎn)/分，恒 溫連續(xù)攪拌反應(yīng)2小時，然后冷卻到80°C蒸餾未反應(yīng)的丙酮回流下次使用，釜根靜止后分液放出水溶液下次使用，剩下的產(chǎn)品采用減壓蒸餾，將異佛爾酮蒸出得出成品。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種丙酮合成異佛爾酮的環(huán)保簡易制備方法，其特征是技術(shù)配方原料丙酮；催化劑氫氧化鈉或氫氧化鉀水溶液；輔助催化劑氧化鎂、氧化鋁、氧化鈣、氧化鋇以及鑭稀有金屬元素。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種丙酮合成異佛爾酮的環(huán)保簡易制備方法，其特征是原料丙酮lOOOKg、含3 Kg催化劑NaOH水溶液lOOKg、輔助催化劑氧化鎂、氧化鋁、氧化鈣、氧化鋇以及鑭稀有金屬元素各O. 2 Kgo
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種丙酮合成異佛爾酮的環(huán)保簡易制備方法，其特征是上述反應(yīng)溫度是150°C，反應(yīng)壓力是I. 2MPa。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種丙酮合成異佛爾酮的環(huán)保簡易制備方法，其特征是上述高壓釜是大于3 MPa的耐腐蝕的，并且有加熱系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)的反應(yīng)釜。
全文摘要
本發(fā)明一種丙酮合成異佛爾酮的環(huán)保簡易制備方法。該工藝方法通過液相縮合法的基礎(chǔ)上，將丙酮、強(qiáng)堿催化劑氫氧化鈉或氫氧化鉀水溶液投入高壓釜中，增加微量輔助催化劑氧化鎂、氧化鋁、氧化鈣、氧化鋇以及鑭稀有金屬元素，改變反應(yīng)的條件，降低反應(yīng)活化能，然后加熱到150℃，恒溫連續(xù)攪拌反應(yīng)2小時，然后冷卻到80℃蒸餾未反應(yīng)的丙酮回流下次使用，釜根靜止后分液放出水溶液下次使用，剩下的產(chǎn)品采用減壓蒸餾，將異佛爾酮蒸出得出成品，這樣減少高沸物和其他副產(chǎn)品的生成，提高丙酮的轉(zhuǎn)化率，提高異佛爾酮選擇性，反應(yīng)時間短、反應(yīng)溫度低，工藝簡易環(huán)保，達(dá)到現(xiàn)代化的要求，可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動化和產(chǎn)業(yè)化。
文檔編號C07C45/74GK102976910SQ20111026020
公開日2013年3月20日 申請日期2011年9月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月5日
發(fā)明者不公告發(fā)明人 申請人:張錦碧