专利名称:乙醇缩合成正丁醇的方法
技术领域:
本发明涉及乙醇在气相反应中一步合成正丁醇的方法。
背景技术:
正丁醇是一种重要的化工原料,主要用于邻苯二甲酸二丁酯、脂肪族二元酸丁酯类及磷酸丁酯类增塑剂,广泛用于各种塑料和橡胶制品,2000年世界上正丁醇产量超过200万吨。正丁醇的合成方法主要有两种一种是以乙烯为原料,合成乙醛后经过醇醛缩合,然后加氢得到正丁醇,因乙烯的价格高于丙烯,且工艺流程长,这种方法已逐渐被另一种方法取代,即丙烯的氢甲酰化,在催化剂作用下合成丁醛和异丁醛,其中丁醛加氢后得到丁醇。丙烯的氢甲酰化分高压法和低压法,高压法操作压力高(19.6-34.3MPa),异构化成分高(异丁醛占20%-25%),而低压法的催化剂昂贵(铑配合物),实用的非铑催化剂还在研究中。
发明内容
本发明的目的是提供一种成本低廉,制备方便,流程简单的乙醇缩合成正丁醇的方法。
本发明的乙醇缩合成正丁醇的方法是一步合成法。其反应式如下
具体步骤包括1)把金属盐溶于水中,配成浓度为0.1~2.0mol/L的溶液,然后加入20~40克γ-Al2O3,浸渍1~3天后烘干,得催化剂,将催化剂装入管式反应器中,上下填充瓷珠,通入氢气,在150~250℃保温1~2小时,然后在300~800℃还原3~5小时;2)将反应器温度控制在120~350℃,停止通氢气,通入反应物乙醇水溶液,乙醇水溶液的浓度为70%~100%,乙醇溶液的通入速度为10~20mL/h,缩合反应在常压下进行,经冷凝后收集得到产物。
上述的金属盐可以是镁、钴、镍、钯、铁的硝酸盐或盐酸盐其中的一种或几种。步骤2)中,反应器的最佳温度控制在160~200℃。
反应中主要副产物为乙醛,还有少量正丁醛、2-乙基丁醇、正己醇,大部分未反应的乙醇可循环利用。
本发明方法原料易得,成本低廉,流程简单,制备方便,产物中正丁醇选择性高于60%,分离产物后未反应的乙醇可循环利用。
具体实施例方式
以下通过实例进一步说明本发明。
实施例1称取6.9克六水合硝酸镍溶于50ml水中,完全溶解后加入34克γ-Al2O3,浸渍3天后烘干得催化剂,将催化剂装入管式反应器中,上下填充瓷珠,然后通入氢气(80ml/min),升温至250℃保温1小时,然后升温至500℃还原4小时;还原完成后继续通氢气降温至180℃,停止通氢气,用液体进样泵泵入浓度为75%的乙醇溶液,流量为13.5ml/h。经冷凝后收集产物,其中乙醇单程转化率为17%,正丁醇选择性为60%。
实施例2称取6.1克三水合硝酸铜、15.6克六水合硝酸镍溶于80ml水中,完全溶解后加入35.3克γ-Al2O3,催化剂处理以及进行的缩合反应条件如同实施例1,反应物为无水乙醇。乙醇的单程转化率为20%,正丁醇选择性为63%。
实施例3称取30克γ-Al2O3浸入含0.3克Pd2+的50ml氯化鈀溶液中,浸渍3天后烘干,放入反应器。通入氢气(80ml/min),先升温至150℃保温1小时,然后升温至350℃还原4小时。还原完成后降温至200℃,停止氢气而通入75%的乙醇溶液,流量为12ml/h,冷凝后收集产物。乙醇单程转化率为14%,正丁醇选择性为78%。
权利要求
1.乙醇缩合成正丁醇的方法,其特征在于包括以下步骤1)把金属盐溶于水中,配成浓度为0.1~2.0mol/L的溶液,然后加入20~40克γ-Al2O3,浸渍1~3天后烘干,得催化剂,将催化剂装入管式反应器中,上下填充瓷珠,通入氢气,在150~250℃保温1~2小时,然后在300~800℃还原3~5小时;2)将反应器温度控制在120~350℃,停止通氢气,通入反应物乙醇水溶液,乙醇水溶液的浓度为70%~100%,乙醇溶液的通入速度为10~20mL/h,缩合反应在常压下进行,经冷凝后收集得到产物。
2.根据权利要求1所述的乙醇缩合成正丁醇的方法,其特征在于所说的金属盐是镁、钴、镍、钯、铁的硝酸盐或盐酸盐其中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的乙醇缩合成正丁醇的方法,其特征在于步骤2)中,反应器的最佳温度控制在160~200℃。
全文摘要
本发明公开的乙醇缩合成正丁醇的方法是一步合成法,该方法包括1)把金属盐溶于水中,配成浓度为0.1~2.0mol/L的溶液,然后加入20~40克γ-Al
文档编号C07C31/12GK1528727SQ20031010802
公开日2004年9月15日 申请日期2003年10月15日 优先权日2003年10月15日
发明者杨可武, 章维超, 姜玄珍 申请人:浙江大学