[發(fā)明專利]一種利用微通道反應(yīng)器氧化乙苯制備苯乙酮的方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110346787.3
• 申請(qǐng)日: 2011-11-07
• 公開（公告）號(hào): CN102516052A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 嚴(yán)生虎;沈衛(wèi);張躍;劉建武;沈介發(fā);馬兵;張沫;姜冬明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 常州大學(xué)
• 主分類號(hào): C07C49/78
• 分類號(hào): C07C49/78;C07C45/28
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于有機(jī)合成應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)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(xù)流的Corning（康寧）微通道反應(yīng)器中，利用雙氧水氧化乙苯制備苯乙酮的工藝。

背景技術(shù)

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(jī)合成、烯烴聚合催化劑，溶解能力與環(huán)己酮相似。苯乙酮主要用作制藥及其他有機(jī)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(yè)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(yīng)來制得。苯乙酮的生產(chǎn)方法有苯與乙酐酰化法、苯與乙酰氯反應(yīng)法、乙苯多相氧化法。

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

Corning微通道反應(yīng)器中進(jìn)行前期合成反應(yīng)條件篩選時(shí)，需要反應(yīng)物用量甚微，不但能減少昂貴、有毒、有害反應(yīng)物的用量，反應(yīng)過程中產(chǎn)生的環(huán)境污染物也極少，實(shí)驗(yàn)室基本無污染，是一種環(huán)境友好、合成研究新物質(zhì)的技術(shù)平臺(tái)。在Corning在微通道反應(yīng)器中得到產(chǎn)物與近代分析儀器，如GC、GC-MS、HPLC及NMR進(jìn)行匹配分析，使近代分析儀器可用于直接在線監(jiān)測(cè)反應(yīng)進(jìn)行的程度，大大提高了研究合成路線的速度。

Corning微通道反應(yīng)器的特種玻璃功能模塊的類型有直通道型的，心型混合結(jié)構(gòu)型的，有一段心型混合結(jié)構(gòu)后接直通道型的，有一段毛細(xì)管混合結(jié)構(gòu)后接直通道型的等。Corning微通道反應(yīng)器的特種玻璃功能模塊有雙進(jìn)料口單出料口的功能模塊及單進(jìn)料口和單出料口的功能模塊。Corning微通道反應(yīng)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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的模塊專利，專利中詳細(xì)寫出了Corning生產(chǎn)的特殊模塊的結(jié)構(gòu)，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(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種在Corning高通量微通道連續(xù)流反應(yīng)器中進(jìn)行乙苯氧化制備苯乙酮，與現(xiàn)有的工藝相比較，該工藝具有反應(yīng)條件精確控制，減少有機(jī)廢液的排放，連續(xù)的方式生產(chǎn)，且在極短的時(shí)間內(nèi)乙苯轉(zhuǎn)化率很高，苯乙酮選擇性有很大提高。

本發(fā)明一種利用微通道反應(yīng)器氧化乙苯制備苯乙酮的方法，按照下述步驟進(jìn)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(yīng)過程中所采用的連續(xù)流微通道反應(yīng)器，原料乙苯的均相溶液與氧化劑按照一定比例，經(jīng)計(jì)量泵打入微通道反應(yīng)器，兩股物料在微通道中接觸并混合反應(yīng)，在停留時(shí)間為50秒后，產(chǎn)物經(jīng)過冷卻得到。

其中反應(yīng)溫度為20～140℃，優(yōu)選40～130℃；

其中進(jìn)料中溶劑與原料乙苯的體積比為1:1~10:1，優(yōu)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(yōu)選1.2:1~10:1；

其中催化劑為氯化鈷或醋酸鈷，優(yōu)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(yōu)選5%~14%；雙氧水的體積濃度范圍為27%~85%，優(yōu)選30%~85%；助催化劑溴化鉀的摩爾比以Br/Co計(jì)為1.0:1~1.97:1，優(yōu)選1.5:1~1.9:1。