直接法制备环戊醇的工艺研究
水合,溶剂,催化剂,1实验部分,2实验结果与讨论,3结论
秦技强 王继媛(中国石化上海石油化工股份有限公司,上海 200540)直接法制备环戊醇的工艺研究
秦技强王继媛
(中国石化上海石油化工股份有限公司,上海200540)
摘 要环戊醇是一种重要的有机化工中间体,以己二酸为原料的传统合成方法污染严重,且原料缺乏。从工业化角度出发,开发了由原料来源丰富的环戊烯直接法制备环戊醇的技术。通过试验比较筛选出性能良好的水合催化剂Amberlyst 36,选择了适宜的溶剂体系:邻硝基苯酚+丁醇,获得优化的工艺条件:系统压力为1.0~1.2 MPa, n(H2O)/n(cyclopentene)为7.0,溶剂的加入量和环戊烯相等,温度为135 ℃,体积空速为1.0 h-1,实验结果表明:环戊烯的选择性大于99 %,单程收率在8 %以上。
关键词环戊醇;水合;溶剂;催化剂
环戊醇为无色粘稠液体,具有芳香性气味,是一种重要的医药、农药精细化工产品中间体[1],主要用于制备溴代环戊烷、氯代环戊烷、抗菌药、抗过敏药等产品。
传统的环戊醇生产主要以己二酸为原料,经高温脱羧制得环戊酮再加氢后得到,但由于产生大量的污染物和受到原料来源的制约,限制了该工艺进一步的发展。近年来,由于C5烯烃馏分来源广泛,价格低廉,以C5馏分为原料生产环戊醇的研究引起人们极大的兴趣。C5馏分中的双环戊二烯馏分经解聚、选择加氢得到环戊烯。环戊烯可通过间接水合或直接水合来制备环戊醇,也可直接氧化生产环戊醇和环戊酮。其中,环戊烯直接氧化为均相反应,转化率较低,选择性较差[2-6];间接水合法虽然转化率高、选择性好,但硫酸对设备腐蚀严重,硫酸回收套用时浓缩过程能耗大;而直接水合法解决了设备腐蚀、能耗大的问题,有许多文献报导了烯烃直接水合制备有机醇的技术[7-9],催化剂为强酸性阳离子交换树脂、固体酸、沸石等酸性物质,使烯烃与水直接反应生成醇。
本文从工业化角度出发,筛选出适宜的水合催化剂和溶剂体系,并考察了工艺条件对反应的影响,确定了环戊烯直接水合制备环戊醇的工艺路线。
1 实验部分
1.1实验方法
环戊烯水合反应连续实验在水合反应装置中进行(见图1)。在反应器R-101内装有催化剂强酸性阳离子交换树脂。在开始反应以前对所有设备用氮气吹扫,按要求比例将原料环戊烯和溶剂按一定比例加入混合器V-101内,开动搅拌使其互相溶解;再用泵将水和混合料送入反应器R-101,并利用油浴加热至反应温度,并在一定压力下进行反应。反应器出口物料经冷凝器E-101和气液分离罐V-103后进入油水分离器 ......
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