[發明專利]一種異丁酸的制造方法

有效

• 申請號: 01114954.X
• 申請日: 2001-05-18
• 公開（公告）號: CN1386733A
• 公開（公告）日: 2002-12-25
• 發明（設計）人: 刁香;劉福勝;周建平;呂志果;丁文光;楊琦;劉寶坤
• 申請（專利權）人: 中國石化集團齊魯石油化工公司
• 主分類號: C07C53/126
• 分類號: C07C53/126;C07C51/235
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種異丁酸的制造方法，特別是涉及一種以異丁醛為原料制取異丁酸的工藝方法。

異丁酸作為食用香料、醫藥及精細化工原料具有廣泛應用，其制備方法按原料來源可分為異丁醛法和異丁醇氧化法，氧化劑可用空氣或氧氣。醇氧化法產品收率低，產率僅為73％～76％，且生產成本高、副產物較多、三廢處理量大，使其技術的推廣應用受到了限制。異丁醛氧化法產品選擇性高，工藝過程簡單，是目前普遍采用的異丁酸制造方法。

關于異丁醛一步氧化制備異丁酸的方法報道較少，日本專利JP?4-108758公開了一種羧酸的制造方法：在鎳化合物的催化作用下，含直鏈或支鏈烷基、芳香基的醛化合物與含氧氣體反應，生成相應的羧酸。所采用的催化劑是一類復雜的多氧雜環化合物，這類含鎳的雜環化合物結構復雜，合成困難，且價格昂貴，作為工業催化劑使用，將導致生產成本增加。美國專利US5,068,366介紹了聯產氧化異丁烯和異丁酸的合成方法。該反應采用鈷、錳、鐵、銅等變價金屬的直鏈羧酸鹽類如醋酸鈷作催化劑，在二氯苯溶劑作用下，反應溫度20～180℃，反應時間4h，由異丁烯和異丁醛共同氧化制得異丁烯氧化物和異丁酸。作為聯產產品，異丁酸的收率很低，最高只有12.5％。

本發明的目的是，提供一種適合于工業生產使用且催化效果良好的、采用異丁醛為原料氧化制得異丁酸的新方法。本發明的另一目的是通過采用價廉易得、毒性小的催化劑，可以在溫和的反應條件下進行反應，產品選擇性高，生產成本低，從而提高產品的競爭力。

為了達到上述目的，本發明提出了下述異丁酸的制造方法：

在不銹鋼、搪玻璃或耐有機溶劑的塑料鼓泡塔或反應釜中，加入異丁醛和催化劑的混合物，在含氧氣體和/或溶劑存在下，反應生成異丁酸。反應可以在溶劑存在下進行，也可以宜接進行氧化反應。所采用的溶劑一般為異丁酸、醋酸、丙酸、正丁酸等。這些溶劑既可以單獨使用，也可以組合使用。尤其是異丁酸，有利于得到高的產品收率，同時不存在分離問題。一般反應原料中異丁醛的質量組成范圍為5％～99.5％，溶劑的質量組成范圍為95％～0.5％。

反應使用的催化劑可以是金屬錳、鈷、銅等的直鏈或支鏈羧酸鹽，如異丁酸鹽、醋酸鹽或正丁酸鹽，催化效果較好的是該類金屬的異丁酸鹽，優選異丁酸錳。也可以將其中兩種物質以任意比組成的混合物作復配催化劑，具有代表性的可列舉異丁酸錳和異丁酸銅，異丁酸錳和醋酸銅，醋酸錳和醋酸鈷，異丁酸錳和正丁酸鈷等。這些催化劑可以用任何方法取得，沒有特殊的限制，用市場上銷售的也可以。

在本發明中，適宜的催化劑加入量為物料總量的0.005％～5.0％(wt)，提高催化劑的用量，有利于氧化反應的進行。但催化劑用量太多，一則生產成本提高，二則易引起深度氧化并導致產品選擇性下降。較好的是0.05％～3.0％(wt)，優選0.05％～1.0％(wt)。

在鼓泡塔或釜式反應器中，反應溫度控制在0～50℃范圍內，較好的反應溫度為20～40℃；室溫下進行反應(20～30℃)，此時反應速度快、反應收率高，達到較好的反應效果。

反應的系統壓力為0～2.0MPa(絕對壓力)，反應壓力提高，溶氧速度加快，異丁醛轉化率升高。壓力對反應的選擇性基本沒有影響。

用于本發明的含氧氣體可以是氧氣、空氣或氧氣與對反應呈惰性的氣體的混合物。在30～600分鐘內通入理論量0.5～2.0倍的氧氣(或含有等量氧氣的含氧氣體)，可以保持較好的反應速度和反應收率。

在本發明中，氧氣或含氧氣體由鼓泡塔或反應釜底部通入，經過氣體分布器分割成細碎的氣泡，這樣可以增加氣液接觸面積，提高氣體利用率。在反應過程中反應物料經泵由鼓泡塔或反應釜底部抽出，經過外冷卻器冷卻后再由鼓泡塔或反應釜上部注入，從而形成反應物料的外循環。外循環起攪拌及冷凝作用，可有效地控制反應溫度及產品的選擇性。全部反應物料在1～10分鐘內循環一次。

本發明的反應既可以在液相中連續進行，也可以間隙進行。采用本發明所公開的異丁酸的制造方法，異丁醛的轉化率大于99.5％，異丁酸的選擇性達90％以上。

本發明提出的異丁酸的合成工藝，采用價廉易得的異丁酸鹽催化劑，不僅催化效率高，從而提高了異丁酸的選擇性；而且未引入其它雜質，易與產物分離。另一方面，反應在室溫下進行，反應熱可通過外循環及冷卻水移出，不必采用低溫控制系統，設備投資較少，能耗降低。整個工藝流程簡單，產品收率高，易于工業推廣。

為了更具體地描述本發明的技術方案，下面將結合實施例作進一步說明，但本發明并不限于這些實施例。

實施例1