一種2-甲基-3-丁炔-2-醇的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種由乙炔、丙酮為起始原料，液體氫氧化鉀為催化劑，利用乙炔的特性，將之溶于液氨中與丙酮發(fā)生均相反應(yīng)而得粗品2-甲基-3-丁炔-2-醇，閃蒸出氨氣，再通過鹽析脫水后連續(xù)精餾獲得成品。本發(fā)明的設(shè)備簡(jiǎn)單、投資少，工序簡(jiǎn)單，條件易控，易于操作，催化劑用量少，反應(yīng)體系均勻，副反應(yīng)較少，溶劑容易回收循環(huán)使用，產(chǎn)品收率高，生產(chǎn)周期短，成品收率高，節(jié)約能耗，生產(chǎn)成本低。
【專利說(shuō)明】—種2-甲基-3- 丁炔-2-醇的制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種2-甲基-3- 丁炔-2-醇的制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002]2-甲基-3-丁炔-2-醇，CAS 號(hào) 115-19-5，分子式=C5H8O。分子量:84.11。傳統(tǒng)工業(yè)上合成2-甲基-3- 丁炔-2-醇的方法主要是以乙炔、丙酮鈉或丙酮鉀為原料，固體(多為粉末狀)氫氧化鉀為催化劑，或液體氫氧化鈉做催化劑，用氯化鈣或者有機(jī)溶劑共沸脫水，無(wú)法回收有用鹽類，冷凝水未利用直接排放。炔酮縮合反應(yīng)采用塔式反應(yīng)器，塔式反應(yīng)器中炔、酮混合物至上而下流動(dòng)，催化劑自上而下流動(dòng)，靠密度差在軸向上與其混合，徑向則主要靠擴(kuò)散混合，反應(yīng)體系的溫差、濃差較大，以致反應(yīng)收率低，副反應(yīng)嚴(yán)重，因局部濃度過大所致。后處理精制中，其精餾采取間歇法，生產(chǎn)周期長(zhǎng)，難以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。工業(yè)廢物多，有機(jī)殘液因含有無(wú)機(jī)鹽而不利于處理。生產(chǎn)工序繁雜，生產(chǎn)能耗高，產(chǎn)品收率低，生產(chǎn)成本高，三廢處理難。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
1、一種2-甲基-3- 丁炔-2-醇的制備方法，包括如下步驟:
a.炔化反應(yīng):液氨與乙炔混合后，升壓到1.5 — 2.8Mpa，通過冷凝，使乙炔溶于液氨中然后與丙酮加催化劑氫氧化鉀溶液進(jìn)行炔化反應(yīng)，生成炔化反應(yīng)混合物；主要成分為2-甲基-3- 丁炔-2-醇、水、氫氧化鉀、丙酮、高沸物、少量氨；
炔化反應(yīng)的參數(shù)為:乙炔:液氨=1:1.50—4.0,乙炔:丙酮=1:0.45-2.05，氫氧化鉀:丙酮=1:18.6-124.5，反應(yīng)溫度為30-550C，反應(yīng)時(shí)間1.0-3.2小時(shí)；
b.閃蒸:將步驟a生成的炔化反應(yīng)混合物用氯化銨中和氫氧化鉀，氫氧化鉀:氯化銨=1:0.85-1.43，輸入粗蒸塔加熱至60— 90°C，于塔頂?shù)玫酱直玫?-甲基_3_ 丁炔-2-醇。氣氨和乙炔返回至步驟a循環(huán)使用，粗丙酮經(jīng)過丙酮塔精餾得到丙酮，粗2-甲基-3-丁炔-2-醇儲(chǔ)存；
c.鹽析脫水:將步驟b得到的粗2-甲基-3-丁炔-2-醇用碳酸鉀脫水后，上層有機(jī)相通過共沸精餾，機(jī)械方法脫出鉀鹽后得到2-甲基-3- 丁炔-2-醇和高沸物的有機(jī)混合物。參數(shù):2-甲基-3- 丁炔-2-醇:碳酸鉀=1:0.02-0.15，脫水時(shí)間0.3-1.1小時(shí)；
d.精餾:將步驟c得到有機(jī)混合物輸入蒸餾塔精餾分離，塔頂?shù)玫?-甲基-3-丁炔-2-醇，塔釜得到高沸物，精餾分離采用現(xiàn)有技術(shù)；
以上物質(zhì)的量均以質(zhì)量計(jì)。
[0004]優(yōu)選的，步驟a中的反應(yīng)溫度為40°C。
[0005]優(yōu)選的，步驟a中的壓力為2.1 Mpa。
[0006]優(yōu)選的，步驟b中氫氧化鉀的質(zhì)量百分比濃度為20% — 50%，氯化銨的質(zhì)量百分比濃度為5% — 20%。
[0007]本發(fā)明目的有益效果
本發(fā)明提供了一種由乙炔、丙酮為起始原料，液體氫氧化鉀為催化劑，利用乙炔的特性，將之溶于液氨中與丙酮發(fā)生均相反應(yīng)而得粗品2-甲基-3- 丁炔-2-醇，閃蒸出氨氣，再通過鹽析脫水后連續(xù)精餾獲得成品。本發(fā)明的設(shè)備簡(jiǎn)單、投資少，工序簡(jiǎn)單，條件易控，易于操作，催化劑用量少，反應(yīng)體系均勻，副反應(yīng)較少，溶劑容易回收循環(huán)使用，產(chǎn)品收率高，生產(chǎn)周期短,成品收率高,節(jié)約能耗,生產(chǎn)成本低。
[0008]本發(fā)明采用一套方法簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、可適用于規(guī)?；a(chǎn)的2-甲基-3- 丁炔-2-醇制備方法。其優(yōu)越性表現(xiàn)在于:
a.乙炔與丙酮在強(qiáng)堿性催化劑存在下均能發(fā)生反應(yīng)，本發(fā)明采用氫氧化鉀水溶液作催化劑，氨為溶劑的炔酮縮合反應(yīng)，催化劑用量少，輸送容易，反應(yīng)體系均勻，副反應(yīng)較少，收率較高，溶劑容易回收循環(huán)使用，副產(chǎn)鉀鹽可做復(fù)混肥原料，成本低，易于工業(yè)化。
[0009]b.液氨作為炔化反應(yīng)的溶劑，其價(jià)廉易得、穩(wěn)定、安全、分離容易，是理想的炔化反應(yīng)溶劑。
[0010]c.產(chǎn)品分離采用共沸精餾，鹽析脫水相結(jié)合的工藝(即共沸帶水鹽析脫水)，先用碳酸鉀鹽析脫水，破壞共沸組成，再精餾。該法具有設(shè)備簡(jiǎn)單、節(jié)約能源、易于操作、總收率高達(dá)81%以上，產(chǎn)品純度高達(dá)99.5%。
[0011]d.本發(fā)明的整個(gè)方法設(shè)備簡(jiǎn)單、投資少，工序簡(jiǎn)單，條件易控，易于操作，催化劑用量少，反應(yīng)體系均勻，副反應(yīng)較少，溶劑容易回收循環(huán)使用，產(chǎn)品收率高，生產(chǎn)周期短，成品收率高，節(jié)約能耗，生產(chǎn)成本低。具有重要的經(jīng)濟(jì)意義和社會(huì)意義。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為2-甲基-3- 丁炔-2-醇制備工藝流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0013]以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
[0014]實(shí)施例1
本實(shí)施例中，其反應(yīng)步驟為:
a.開啟液氨開關(guān)，液氨鋼瓶中的氨經(jīng)過節(jié)流充入2000L儲(chǔ)氣柜中。開啟乙炔開關(guān)，乙炔經(jīng)水封后通入儲(chǔ)氣柜。乙炔氣與氨在儲(chǔ)氣柜中混合，調(diào)節(jié)乙炔和氨的進(jìn)入量，乙炔520g，液氨780 g (炔氨比為:1:1.5)。
[0015]b.炔氨混合氣經(jīng)過2.0L氣液分離器分離出夾帶液,到乙炔壓縮機(jī)至壓力1.5Mpa, c.炔氨混合氣通過冷凝器冷凝，冷卻至30°C，按照丙酮量為234 g，即乙炔:丙酮=1:
0.45的比例，炔氨混合氣與丙酮一起進(jìn)入2.5L的炔化反應(yīng)器，同時(shí)注入催化劑氫氧化鉀24.87g，(堿酮比為:1:18.66)，反應(yīng)時(shí)間1.1小時(shí)。生成2-甲基_3_ 丁炔-2-醇反應(yīng)混合物。
[0016]d.2-甲基_3_ 丁塊_2_醇反應(yīng)混合物進(jìn)入10.0L除氛器，加入氣化按25.0 g (氧氧化鉀:氯化銨=1:1.005)。加熱至80°C蒸餾，蒸餾出乙炔和氣氨返回到氣柜循環(huán)使用，得到粗丙酮和2-甲基-3- 丁炔-2-醇等的混合物放入2.0L閃蒸液儲(chǔ)罐。
[0017]e.步驟d得到的混合物用泵打入粗蒸塔，加熱精餾，釜溫95°C，頂溫60°C。塔頂?shù)玫酱直湃?.0L粗丙酮儲(chǔ)罐，塔釜得到2-甲基-3- 丁炔-2-醇放入2.0L2-甲基-3- 丁炔-2-醇儲(chǔ)罐。
[0018]f.粗丙酮用泵打入丙酮塔，加熱到釜溫84°C，采集頂溫為55— 57°C餾分，得到丙酮放入1.0L丙酮儲(chǔ)罐。塔釜得2-甲基-3- 丁炔-2-醇混合物放入2.0L儲(chǔ)罐。
[0019]g.將步驟e、f得到的2-甲基-3-丁炔-2-醇及混合物用泵打至鹽析罐，加入40g碳酸鉀，攪拌，靜置0.5小時(shí)分層，去掉下層鹽水，上層有機(jī)相放入2.0L鹽析液儲(chǔ)罐。
[0020]h.用泵將上述有機(jī)相打入脫水塔，加熱到105°C，采集頂溫86— 94°C餾分于1.0L初餾分儲(chǔ)罐，塔釜物料放入2.0L脫水醇儲(chǔ)罐。
[0021]1.步驟h所得塔釜混合物用過濾器過濾回收鉀鹽，濾液用泵打入精餾塔精餾，塔頂采出2-甲基-3- 丁炔-2-醇儲(chǔ)于1.0L炔醇儲(chǔ)槽。蒸餾殘余物(高沸物)放至1.0L殘液池待回收。
[0022]j.氫氧化鉀質(zhì)量百分比濃度為25%，氯化銨質(zhì)量百分比濃度為10%。
[0023]k.本次試驗(yàn)所得2-甲基-3-丁炔-2-醇以丙酮計(jì)的收率為82.5%，產(chǎn)品純度高達(dá)99.69%ο
[0024]實(shí)施例2:
本實(shí)施例中，其反應(yīng)步驟為: a.開啟液氨開關(guān)，液氨鋼瓶中的氨經(jīng)過節(jié)流充入2000L儲(chǔ)氣柜中。開啟乙炔開關(guān)，乙炔經(jīng)水封后通入儲(chǔ)氣柜。乙炔氣與氨在儲(chǔ)氣柜中混合，調(diào)節(jié)乙炔和氨的進(jìn)入量，乙炔260g，液氨1040 g (炔氨比為:1:4.0)。
[0025]b.炔氨混合氣經(jīng)過2.0L氣液分離器分離出夾帶液，到乙炔壓縮機(jī)至壓力2.1Mpa,
c.炔氨混合氣通過冷凝器冷凝，冷卻至40°C，按照丙酮量為286 g，即乙炔:丙酮=1:
1.10的比例，炔氨混合氣與丙酮一起進(jìn)入2.5L的炔化反應(yīng)器，同時(shí)注入催化劑氫氧化鉀3.73 g，(堿酮比為:1:76.68)，反應(yīng)時(shí)間2.1小時(shí)。生成2-甲基_3_ 丁炔-2-醇反應(yīng)混合物。
[0026]d.2-甲基-3- 丁炔-2-醇反應(yīng)混合物進(jìn)入10.0L除氨器，加入氯化銨5.0 g (氫氧化鉀:氯化銨=1:1.34)。加熱至80°C蒸餾，蒸餾出乙炔和氣氨返回到氣柜循環(huán)使用，得到粗丙酮和2-甲基-3- 丁炔-2-醇等的混合物放入2.0L閃蒸液儲(chǔ)罐。
[0027]e.步驟d得到的混合物用泵打入粗蒸塔，加熱精餾，釜溫98°C，頂溫70°C。塔頂?shù)玫酱直湃?.0L粗丙酮儲(chǔ)罐，塔釜得到2-甲基-3- 丁炔-2-醇放入2.0L2-甲基-3- 丁炔-2-醇儲(chǔ)罐。
[0028]f.粗丙酮用泵打入丙酮塔，加熱到釜溫89°C，采集頂溫為57— 60°C餾分，得到丙酮放入1.0L丙酮儲(chǔ)罐。塔釜得2-甲基-3- 丁炔-2-醇混合物放入2.0L儲(chǔ)罐。
[0029]g.將步驟e、f得到的2-甲基-3-丁炔-2-醇及混合物用泵打至鹽析罐，加入20g碳酸鉀，攪拌，靜置0.4小時(shí)分層，去掉下層鹽水，上層有機(jī)相放入2.0L鹽析液儲(chǔ)罐。
[0030]h.用泵將上述有機(jī)相打入脫水塔，加熱到110°C，采集頂溫90— 99°C餾分于1.0L初餾分儲(chǔ)罐，塔釜物料放入2.0L脫水醇儲(chǔ)罐。
[0031]1.步驟h所得塔釜混合物用過濾器過濾回收鉀鹽，濾液用泵打入精餾塔精餾，塔頂采出2-甲基-3- 丁炔-2-醇儲(chǔ)于1.0L炔醇儲(chǔ)槽。蒸餾殘余物(高沸物)放至1.0L殘液池待回收。
[0032]j.氫氧化鉀質(zhì)量百分比濃度為45%，氯化銨質(zhì)量百分比濃度為18%。
[0033]k.本次試驗(yàn)所得2-甲基-3-丁炔-2-醇以丙酮計(jì)的收率為81.9%，產(chǎn)品純度高達(dá)99.62%。
[0034]實(shí)施例3:
本實(shí)施例中，其反應(yīng)步驟為:
a.開啟液氨開關(guān)，液氨鋼瓶中的氨經(jīng)過節(jié)流充入2000L儲(chǔ)氣柜中。開啟乙炔開關(guān)，乙炔經(jīng)水封后通入儲(chǔ)氣柜。乙炔氣與氨在儲(chǔ)氣柜中混合，調(diào)節(jié)乙炔和氨的進(jìn)入量，乙炔390g，液氨1170g (炔氨比為:1:3.0)。
[0035]b.炔氨混合氣經(jīng)過2.0L氣液分離器分離出夾帶液，到乙炔壓縮機(jī)至壓力2.7Mpa，
c.炔氨混合氣通過冷凝器冷凝，冷卻至50°C，按照丙酮量為292.5 g，即乙炔:丙酮=1:
0.75的比例，炔氨混合氣與丙酮一起進(jìn)入2.5L的炔化反應(yīng)器，同時(shí)注入催化劑氫氧化鉀
2.44 g，(堿酮比為:1:119.88)，反應(yīng)時(shí)間3.1小時(shí)。生成2-甲基-3-丁炔-2-醇反應(yīng)混合物。
[0036]d.2-甲基-3- 丁炔-2-醇反應(yīng)混合物進(jìn)入10.0L除氨器，加入氯化銨3.4 g (氫氧化鉀:氯化銨=1:0.85)。加熱至60°C蒸餾，蒸餾出乙炔和氣氨返回到氣柜循環(huán)使用，得到粗丙酮和2-甲基-3- 丁炔-2-醇等的混合物放入2.0L閃蒸液儲(chǔ)罐。
[0037]e.步驟d得到的混合物用泵打入粗蒸塔，加熱精餾，釜溫88°C，頂溫70°C。塔頂?shù)玫酱直湃?.0L粗丙酮儲(chǔ)罐，塔釜得到2-甲基-3- 丁炔-2-醇放入2.0L2-甲基-3- 丁炔-2-醇儲(chǔ)罐。
[0038]f.粗丙酮用泵打入丙酮塔，加熱到釜溫95°C，采集頂溫為65— 70°C餾分，得到丙酮放入1.0L丙酮儲(chǔ)罐。塔釜得2-甲基-3- 丁炔-2-醇混合物放入2.0L儲(chǔ)罐。
[0039]g.將步驟e、f得到的2-甲基-3-丁炔-2-醇及混合物用泵打至鹽析罐，加入30g碳酸鉀，攪拌，靜置0.6小時(shí)分層，去掉下層鹽水，上層有機(jī)相放入2.0L鹽析液儲(chǔ)罐。
[0040]h.用泵將上述有機(jī)相打入脫水塔，加熱到90°C，采集頂溫80—89°C餾分于1.0L初餾分儲(chǔ)罐，塔釜物料放入2.0L脫水醇儲(chǔ)罐。
[0041]1.步驟h所得塔釜混合物用過濾器過濾回收鉀鹽，濾液用泵打入精餾塔精餾，塔頂采出2-甲基-3- 丁炔-2-醇儲(chǔ)于1.0L炔醇儲(chǔ)槽。蒸餾殘余物(高沸物)放至1.0L殘液池待回收。
[0042]j.氫氧化鉀質(zhì)量百分比濃度為35%，氯化銨質(zhì)量百分比濃度為14%。
[0043]k.本次試驗(yàn)所得2-甲基-3- 丁炔-2-醇以丙酮計(jì)的收率為82.8%，產(chǎn)品純度高達(dá)99.74%ο
【權(quán)利要求】
1.一種2-甲基-3- 丁炔-2-醇的制備方法，其特征在于:包括如下步驟: a.炔化反應(yīng):液氨與乙炔混合后，升壓到1.5 — 2.8Mpa，通過冷凝，使乙炔溶于液氨中然后與丙酮加催化劑氫氧化鉀溶液進(jìn)行炔化反應(yīng)，生成炔化反應(yīng)混合物； 炔化反應(yīng)的參數(shù)為:乙炔:液氨=1:1.50 — 4.0，乙炔:丙酮=1:0.45-2.05，氫氧化鉀:丙酮=1:18.6-124.5，反應(yīng)溫度為30-55°C，反應(yīng)時(shí)間1.0-3.2小時(shí)； b.閃蒸:將步驟a生成的炔化反應(yīng)混合物用氯化銨中和，氫氧化鉀:氯化銨=1:0.85-1.43，輸入蒸餾塔加熱至60— 90°C，于塔頂?shù)玫酱直?，塔釜得到?-甲基-3- 丁炔-2-醇； 氣氨和乙炔返回至步驟a循環(huán)使用，粗丙酮經(jīng)過精餾得到丙酮，粗2-甲基-3- 丁炔-2-醇儲(chǔ)存； c.鹽析脫水:將步驟b得到的粗2-甲基-3-丁炔-2-醇用碳酸鉀脫水后，上層有機(jī)相通過共沸精餾，機(jī)械方法脫出鉀鹽得到2-甲基-3- 丁炔-2-醇和高沸物的有機(jī)混合物； 參數(shù):2-甲基-3- 丁炔-2-醇:碳酸鉀=1:0.02-0.15，脫水時(shí)間0.3-1.1小時(shí)； d.精餾:將步驟c得到有機(jī)混合物輸入蒸餾塔精餾分離，塔頂?shù)玫?-甲基-3-丁炔-2-醇，塔釜得到高沸物； 上述物質(zhì)的量均以質(zhì)量計(jì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所 述的一種2-甲基-3-丁炔-2-醇的制備方法，其特征在于，步驟a中的反應(yīng)溫度為40 °C。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種2-甲基-3-丁炔-2-醇的制備方法，其特征在于，步驟a中的壓力為2.1 Mpa0
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種2-甲基-3-丁炔-2-醇的制備方法，其特征在于，步驟b中氫氧化鉀的質(zhì)量百分比濃度為20% — 50%，氯化銨的質(zhì)量百分比濃度為5% — 20%。
【文檔編號(hào)】C07C29/42GK104045518SQ201410204114
【公開日】2014年9月17日 申請(qǐng)日期:2014年5月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月15日
【發(fā)明者】高遠(yuǎn)明 申請(qǐng)人:四川瀘州巨宏化工有限責(zé)任公司