[發明專利]一種氣相氧化生產芳香醛酮的方法

在審

• 申請號: 201910933657.6
• 申請日: 2019-09-29
• 公開（公告）號: CN110963898A
• 公開（公告）日: 2020-04-07
• 發明（設計）人: 劉經偉;徐駿;李澤壯;卞伯同;趙娟
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石化揚子石油化工有限公司
• 主分類號: C07C45/36
• 分類號: C07C45/36;C07C45/78;C07C45/82;C07C47/54;C07C47/542;C07C47/544;C07C47/52;B01J23/28;B01J23/34;B01J23/68;B01J23/89
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 王倫偉;楊思捷

本發明涉及一種氣相氧化生產芳香醛酮的方法，該方法生產芳香醛酮具有較好的收率和純度高的特點，而且工藝工程能耗低。

技術領域

本發明涉及一種氣相氧化反應生成芳香醛酮的方法。更具體而言，本發明涉及在芳族化合物或帶支鏈的雜環化合物氧化過程中使用冷卻降溫，而后一級或者多級吸收實現產物捕集，并對冷卻降溫及吸收捕集后的產物提純獲得芳香醛酮的方法。

背景技術

芳香醛酮是芳烴下游重要的精細化學品。一般而言，芳香醛通過芳烴與氯氣反應，而后在硝酸等催化劑的作用下氧化得到，整個過程涉及到腐蝕性氯氣、強酸和強堿，工藝不環保，面臨著淘汰的危險。以對二甲苯下游衍生物對苯二甲醛和對甲基苯甲醛為例，對苯二甲醛采用對二甲苯和氯氣在光照下反應生成一氯-六氯取代的化合物，而后采用硝酸氧化、氫氧化鈉堿中和方式生成，每生成1噸對苯二甲醛約副產10噸鹽酸以及0.2噸對醛基苯甲酸，而且有大量的NOx排放；對甲基苯甲醛采用甲苯為原料，先氯（溴）甲基化，然后再按照Sommelet反應方法獲得，過程中也涉及到鹵素以及強酸。

隨著環保要求的日益嚴格，以對二甲苯為原料一步氧化生成對苯二甲醛受到了學術界與工業界的廣泛關注。Eastman、Nippon、BASF和LG等公司在對二甲苯氧化合成對苯二甲醛方面開展了多年的研究工作。例如，Eastman公司在美國專利US4017547中介紹了通過空氣氧化對二甲苯生成對苯二甲醛，催化劑選擇氧化鎢或者硅鎢酸和氧化鋁、氧化鉍的多元體系，在反應溫度為550 ℃的條件下，對二甲苯的轉化率和對苯二甲醛的產率可以達到41%和54%。Nippon公司在US6458737專利中采用氧化鋁負載銻、鐵和鎢的氧化物為催化劑，用空氣氧化，在反應溫度為550 ℃時，對二甲苯的轉化率為90.9%，對苯二甲醛的產率為62.6%。BASF公司在EP0621352專利中介紹了對二甲苯電化學氧化生成對苯二甲醛的方法。Yoo等人利用化學氣相沉積法制備了Fe-Mo催化劑，通過XRD、TEM、XPS等手段對這些催化劑進行了表征，并考察了其在對二甲苯氧化為對苯二甲醛過程中的性能（Applied CatalysisA，1996年143卷29-51頁，Applied Catalysis A，1993年105卷83-105頁，AppliedCatalysis A ，1993年106卷259-273頁）。2006年，LG化學公司開發出一種直接氧化法生產對苯二甲醛（TPAL）工藝，該工藝采用含鎢金屬復合氧化物作為催化劑，在具有管殼構型的多管式固定床反應器中，550-600 ℃和常壓條件下，對二甲苯轉化率為70-78%，對苯二甲醛的選擇性為70-80%。據LG化學公司介紹，采用新工藝將使生產費用大大降低，類似的鄰苯二甲醛也可采用鄰二甲苯選擇性氧化生產。

廣州大學劉自力課題組采用溶膠-凝膠法制備的Fe-Mo金屬氧化物催化劑，在反應溫度為550℃，反應氣體流速控制在1000mL/min，對二甲苯質量空速為0.48 h^-1的條件下，對二甲苯的轉化率為86%，對苯二甲醛的選擇性為50%。廣西大學秦祖贈等制備的Fe-Mo-W金屬氧化物催化劑，在反應溫度為500 ℃，反應氣體流速控制在1000 mL/min，對二甲苯質量空速為2 h^-1的條件下，對二甲苯的轉化率為99.5%，對苯二甲醛的選擇性為74%（ChemicalEngineering Journal，2014年242卷414–421頁）。然而，這兩篇報道的反應結果均存在著嚴重缺陷，主要在于反應過程僅對液體和固體產物進行分析，未對二甲苯深度氧化為CO和CO₂的產物進行分析，導致對苯二甲醛選擇性的計算結果偏高。