[發明專利]一種利用微通道反應器氧化乙苯制備苯乙酮的方法

無效

• 申請號: 201110346787.3
• 申請日: 2011-11-07
• 公開（公告）號: CN102516052A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發明（設計）人: 嚴生虎;沈衛;張躍;劉建武;沈介發;馬兵;張沫;姜冬明
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: C07C49/78
• 分類號: C07C49/78;C07C45/28
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

技術領域

本發明屬于有機合成應用技術領域，具體涉及一種以乙苯為原料氧化制備苯乙酮的方法，更具體的說是在高通量微通道連續流的Corning（康寧）微通道反應器中，利用雙氧水氧化乙苯制備苯乙酮的工藝。

背景技術

苯乙酮是一種重要的化工原料，也是合成其它香料的中間體，主要用作溶劑、有機合成、烯烴聚合催化劑，溶解能力與環己酮相似。苯乙酮主要用作制藥及其他有機合成的原料，也用于配制香料、香皂和香煙，也可用做纖維素醚，纖維素酯和樹脂等的溶劑以及塑料的增塑劑。

目前，工業上常采用乙苯空氣氧化法制苯乙酮。苯乙酮可以在三氯化鋁催化下，由苯與乙酰氯、乙酐或乙酸反應來制得。苯乙酮的生產方法有苯與乙酐酰化法、苯與乙酰氯反應法、乙苯多相氧化法。

迄今為止，尚未見以Corning微通道連續流的方式進行乙苯液相催化氧化合成苯乙酮的研究，本發明提供一種在Corning微通道反應器內以連續流的方式氧化乙苯制備苯乙酮的工藝路線。

Corning微通道反應器中進行前期合成反應條件篩選時，需要反應物用量甚微，不但能減少昂貴、有毒、有害反應物的用量，反應過程中產生的環境污染物也極少，實驗室基本無污染，是一種環境友好、合成研究新物質的技術平臺。在Corning在微通道反應器中得到產物與近代分析儀器，如GC、GC-MS、HPLC及NMR進行匹配分析，使近代分析儀器可用于直接在線監測反應進行的程度，大大提高了研究合成路線的速度。

Corning微通道反應器的特種玻璃功能模塊的類型有直通道型的，心型混合結構型的，有一段心型混合結構后接直通道型的，有一段毛細管混合結構后接直通道型的等。Corning微通道反應器的特種玻璃功能模塊有雙進料口單出料口的功能模塊及單進料口和單出料口的功能模塊。Corning微通道反應器其安全操作溫度范圍為-25℃~200℃，安全操作壓力范圍為0~18bar，物料管線連接為PFA（全氟烷氧基樹脂）材料。歐洲專利WO2010/037012A2，是Corning公司特殊結構設計的模塊專利，專利中詳細寫出了Corning生產的特殊模塊的結構，模塊的尺寸以及通道的排列等等，指出了模塊的集成和微型化是化工過程放大較安全的選擇。

發明內容

本發明的目的是提供一種在Corning高通量微通道連續流反應器中進行乙苯氧化制備苯乙酮，與現有的工藝相比較，該工藝具有反應條件精確控制，減少有機廢液的排放，連續的方式生產，且在極短的時間內乙苯轉化率很高，苯乙酮選擇性有很大提高。

本發明一種利用微通道反應器氧化乙苯制備苯乙酮的方法，按照下述步驟進行：

（1）原料的配制：在室溫下，將催化劑，助催化劑及原料乙苯溶于溶劑中，在不斷的攪拌下，將原料乙苯制成均相溶液；

(2)?反應過程中所采用的連續流微通道反應器，原料乙苯的均相溶液與氧化劑按照一定比例，經計量泵打入微通道反應器，兩股物料在微通道中接觸并混合反應，在停留時間為50秒后，產物經過冷卻得到。

其中反應溫度為20～140℃，優選40～130℃；

其中進料中溶劑與原料乙苯的體積比為1:1~10:1，優選3:1~8:1，冰醋酸為溶劑；

雙氧水與原料乙苯的摩爾比為1:1~12:1，優選1.2:1~10:1；

其中催化劑為氯化鈷或醋酸鈷，優選醋酸鈷；溴化鉀為助催化劑，催化劑與乙苯摩爾比為3%~15%，優選5%~14%；雙氧水的體積濃度范圍為27%~85%，優選30%~85%；助催化劑溴化鉀的摩爾比以Br/Co計為1.0:1~1.97:1，優選1.5:1~1.9:1。