[發明專利]一種酸性樹脂催化制備丁烯酮的連續工藝

在審

• 申請號: 202210857634.3
• 申請日: 2022-07-20
• 公開（公告）號: CN115093317A
• 公開（公告）日: 2022-09-23
• 發明（設計）人: 鄭兆祥;張生永;徐崢;李亞洲;張超;苗延紅
• 申請（專利權）人: 上虞新和成生物化工有限公司;浙江新和成股份有限公司
• 主分類號: C07C49/205
• 分類號: C07C49/205;C07C45/66;C07C45/78;C07C45/82;B01J31/10
• 代理公司: 杭州知閑專利代理事務所(特殊普通合伙) 33315
• 代理人: 張勛斌

本發明公開了一種酸性樹脂催化制備丁烯酮的工藝，包括如下步驟：(1)將丁酮醇粗品預熱至一定溫度并加入一定量相轉移催化劑后，從已活化的酸性離子樹脂柱上部連續通入進行酸催化脫水反應，得到的含丁烯酮的水溶液連續地從樹脂柱底部采出；(2)步驟(1)的含丁烯酮的水溶液進行蒸餾和干燥后得到丁烯酮產品。該方法通過選擇合適的催化劑，降低工藝操作溫度，減少了強酸對設備的腐蝕，并保證了較高的收率。

技術領域

本發明屬于丁烯酮制備領域，具體涉及一種酸性樹脂催化制備丁烯酮的工藝。

背景技術

丁烯酮是工業生產維生素A的重要中間體，主要是由4-羥基-2-丁酮在酸催化和高溫條件下進行脫水反應制備得到。具體反應式如下：

中國專利CN102633611B公開了一種用改性氧化鋁催化劑連續制備丁烯酮的方法，在80～150℃進行脫水反應得到了丁烯酮產品，這些方法雖然實現了丁酮醇的連續制備，但是催化劑制作工藝復雜。中國專利CN106699531A公開了一種丁酮醇連續脫水制備丁烯酮的方法，該工藝的反應器出口溫度為100～200℃，縮短了反應停留時間，但是采用的酸催化劑對設備耐腐蝕性要求高。

發明內容

本發明的目的是提供一種丁烯酮制備的工藝，在實現連續化生產的同時，降低了工藝溫度，減少了設備腐蝕，并保證較高的收率。

一種酸性樹脂催化制備丁烯酮的工藝，包括如下步驟：

(1)將含有相轉移催化劑的丁酮醇先預熱，然后連續通入酸性離子樹脂柱中進行酸催化脫水反應，得到的含丁烯酮的水溶液連續地從樹脂柱出口采出；

(2)步驟(1)的含丁烯酮的水溶液進行蒸餾和干燥后得到丁烯酮產品。

本發明中，采用酸性離子樹脂代替傳統的酸作為催化劑，減少了對設備的腐蝕，同時，通過加入一定量的相轉移催化劑，提高了反應收率，更容易實現工業化。

作為優選，步驟(1)中，所述的丁酮醇為丁酮醇粗品，水含量為5wt％～20wt％。

同現有其他工藝相比，本發明的反應溫度更低，可以有效減少聚合副產物的生成，作為優選，步驟(1)中，所述的含水丁酮醇預熱至40～80℃。

作為優選，步驟(1)中，所述的相轉移催化劑為硫酸季銨鹽，所述硫酸季銨鹽的陰離子為硫酸根或者硫酸氫根，陽離子為⁺NR¹R²R³R⁴，其中，R¹、R²、R³和R⁴選自C₁～C₆烷基，可以相同也可以不同。相轉移催化劑的種類會對反應結果產生重要的影響，作為進一步的優選，所述的相轉移催化劑為四丁基硫酸銨或四乙基硫酸銨。其中，相轉移催化劑投料質量為丁酮醇投料質量的0.1～1％。

作為優選，步驟(1)中，所述的酸性離子樹脂為磺酸型酸性離子樹脂或羧酸型酸性離子樹脂。作為進一步的優選，所述的樹脂為聚苯乙烯磺酸樹脂，優選為732型聚苯乙烯磺酸樹脂、201型聚苯乙烯磺酸樹脂或D001型聚苯乙烯磺酸樹脂。

作為優選，步驟(1)中，所述的反應液在樹脂柱中的停留時間為0.5～5h。

進一步的，反應液從酸性離子樹脂柱上部連續通入進行酸催化脫水反應，得到的含丁烯酮的水溶液連續地從樹脂柱底部采出。

步驟(2)中，所述含丁烯酮水溶液立即進入薄膜蒸發器進行連續減壓蒸餾，蒸餾操作壓力為10～60KPa，蒸餾溫度為30～60℃，冷凝得到的丁烯酮經干燥除水得到丁烯酮產品。