[發明專利]間接水合法由環戊烯制備環戊醇的方法

有效

• 申請號: 201010284562.5
• 申請日: 2010-09-17
• 公開（公告）號: CN102399133A
• 公開（公告）日: 2012-04-04
• 發明（設計）人: 徐澤輝;陸鑫;范存良;朱瑤潔;夏蓉暉;葉軍明
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石化上海石油化工股份有限公司
• 主分類號: C07C35/06
• 分類號: C07C35/06;C07C29/128
• 代理公司: 上海東方易知識產權事務所 31121
• 代理人: 沈原

技術領域

本發明涉及一種制備環戊醇的方法，特別涉及由環戊烯通過與醋酸進行加成反應以及進一步通過酯交換反應制備環戊醇的方法。

背景技術

環戊醇是一種重要的精細化工原料，除可用于制備重要的香料中間體環戊酮，還可用于制造價值更高的抗菌、抗過敏類藥品。由石油裂解制乙烯副產的碳五餾份分離所得的環戊烯出發經水合反應得到環戊醇是目前最主要的工業化制備方法之一，其中包括了間接水合和直接水合兩種工藝。直接水合的優點是工藝路線簡單，且污染小環境友好，但缺點是反應的單程轉化率很低，盡管選擇性可以達到98％左右，卻因過低的轉化率而導致無法獲得理想的反應收率。中國專利ZL200410017401.4推出了一種改進的由環戊烯直接水合制環戊醇的方法，在保證較高選擇性的前提下單程轉化率有明顯提高，然而單程收率仍無法超過10％。相對而言，雖然間接水合的工藝路線稍顯復雜，但具有轉化率高、選擇性好的優勢，兩步反應總的收率一般可達到50％以上，典型的如日本專利JP2003212803以及“環戊烯合成環戊醇的研究”【《化學世界》，2002，04期】一文所介紹的。現有技術中間接水合工藝一般是環戊烯先與硫酸進行磺化反應生成硫酸環戊酯，然后硫酸環戊酯與水進行水解反應生成環戊醇，并副產出硫酸，由于整個制備過程系統中均存在濃度較高的硫酸，因而對設備的耐腐蝕要求極高，生產裝置的投資及維護費用價格不菲，而且硫酸較難回收循環利用，以至污染物排放非常嚴重。

發明內容

本發明提供了一種由環戊烯制備環戊醇的方法，它采用間接水合工藝，所要解決的技術問題是不僅要求整個反應過程同時保持較高的轉化率和選擇性，并且采用的原料以及制備工藝不使反應系統存在酸性強、腐蝕性高的物質。

以下是本發明解決上述技術問題具體的技術方案：

一種間接水合法由環戊烯制備環戊醇的方法，該方法包括以下過程：

1)環戊烯與醋酸以液相通過固定床催化劑進行加成反應生成醋酸環戊酯，環戊烯與醋酸的投料摩爾比為1∶(2～5)，液體質量空速為1～3hr^-1，反應溫度為50～80℃，反應壓力為0.2～0.7MPaG，催化劑為磺酸基陽離子交換樹脂，樹脂的質量交換容量為3～5.5mmol/g；

2)過程1)得到的加成反應產物進行精餾分離，得到精制醋酸環戊酯；

3)過程2)得到的精制醋酸環戊酯與甲醇在催化劑CaO的存在下進行酯交換反應生成環戊醇和醋酸甲酯，醋酸環戊酯與甲醇的投料摩爾比為1∶(2～5)，催化劑用量為醋酸環戊酯投料量的1～7wt.％，反應溫度為62～80℃，反應壓力為常壓，反應時間為30～120分鐘，反應過程中移走生成的醋酸甲酯；

4)過程3)得到的酯交換反應產物過濾除去催化劑后進行精餾分離，得到產品環戊醇。

上述過程1)所述的環戊烯與醋酸的投料摩爾比最好為1∶(2.5～3.5)；液體質量空速最好為1.5～2.5hr^-1；反應溫度最好為60～70℃；反應壓力最好為0.3～0.5MPaG。

上述過程3)所述的醋酸環戊酯與甲醇的投料摩爾比最好為1∶(2.5～3.5)；催化劑用量最好為醋酸環戊酯投料量的3～5wt.％；反應溫度最好為65～75℃；反應時間最好為50～100分鐘。

在本發明中，環戊烯先與醋酸進行加成反應生成醋酸環戊酯，然后再用甲醇與醋酸環戊酯進行酯交換反應得到環戊醇以及副產物醋酸甲酯。酯交換反應可以在帶有精餾裝置的反應釜中進行，在上述反應溫度的范圍內，甲醇和反應生成的醋酸甲酯會氣化，氣化物料上升至反應釜上方的精餾裝置中進行分離，甲醇返回反應釜繼續參與反應，醋酸甲酯則由精餾裝置頂部的冷凝器收集，這樣便實現了反應過程中從反應體系移走生成的醋酸甲酯。由于酯交換是可逆反應，在反應過程中移走生成的醋酸甲酯有助于提高正向反應的推動力，進而提高醋酸環戊酯的轉化率。由精餾裝置頂部的冷凝器收集的醋酸甲酯純度可達到98wt.％左右，可直接作為產品銷售。

本發明的關鍵是整個反應過程采用的原料或反應生成的產物中不存在腐蝕性強的物質，雖然醋酸也呈現一定的酸性，但酸的強度非常之低。第一步的加成反應以及隨后進行酯交換反應，目標產物的選擇性都達到98％以上，副產物極少，加之未反應的原料與產物、以及酯交換反應的主副產品間的沸點差較大，每一步反應產物的精餾分離都比較輕松。未反應的物料可以循環套用，副產的醋酸甲酯也是很有應用價值的化工產品，因此整個工藝過程幾乎無物料損耗和廢棄物的排放。