传统工业上合成2-甲基-3-丁炔-2-醇的方法主要是以乙炔、丙酮钠或丙酮钾为原料,固体(多为粉末状)氢氧化钾为催化剂,或液体氢氧化钠做催化剂,用氯化钙或者有机溶剂共沸脱水,无法回收有用盐类,冷凝水未利用直接排放。
炔酮缩合反应采用塔式反应器,塔式反应器中炔、酮混合物至上而下流动,催化剂自上而下流动,靠密度差在轴向上与其混合,径向则主要靠扩散混合,反应体系的温差、浓差较大,以致反应收率低,副反应严重,因局部浓度过大所致。后处理精制中,其精馏采取间歇法,生产周期长,难以实现自动化。工业废物多,有机残液因含有无机盐而不利于处理。生产工序繁杂,生产能耗高,产品收率低,生产成本高,三废处理难。
本研究的目的通过如下技术方案实现的:
1、一种2-甲基-3-丁炔-2-醇的制备方法,包括如下步骤:
a.炔化反应:液氨与乙炔混合后,升压到1.5—2.8Mpa,通过冷凝,使乙炔溶于液氨中然后与丙酮加催化剂氢氧化钾溶液进行炔化反应,生成炔化反应混合物;主要成分为2-甲基-3-丁炔-2-醇、水、氢氧化钾、丙酮、高沸物、少量氨;
炔化反应的参数为:乙炔:液氨=1:1.50—4.0,乙炔:丙酮=1:0.45-2.05,氢氧化钾:丙酮=1:18.6-124.5,反应温度为30-55℃,反应时间1.0-3.2小时;
b.闪蒸:将步骤a生成的炔化反应混合物用氯化铵中和氢氧化钾,氢氧化钾:氯化铵=1:0.85-1.43,输入粗蒸塔加热至60—90℃,于塔顶得到粗丙酮,塔釜得到2-甲基-3-丁炔-2-醇。气氨和乙炔返回至步骤a循环使用,粗丙酮经过丙酮塔精馏得到丙酮,粗2-甲基-3-丁炔-2-醇储存;
c.盐析脱水:将步骤b得到的粗2-甲基-3-丁炔-2-醇用碳酸钾脱水后,上层有机相通过共沸精馏,机械方法脱出钾盐后得到2-甲基-3-丁炔-2-醇和高沸物的有机混合物。参数:2-甲基-3-丁炔-2-醇:碳酸钾=1:0.02-0.15,脱水时间0.3-1.1小时;
d.精馏:将步骤c得到有机混合物输入蒸馏塔精馏分离,塔顶得到2-甲基-3-丁炔-2-醇,塔釜得到高沸物,精馏分离采用现有技术;
以上物质的量均以质量计。
步骤a中的反应温度为40℃;压力为2.1Mpa。
步骤b中氢氧化钾的质量百分比浓度为20%—50%,氯化铵的质量百分比浓度为5%—20%。
提供了一种由乙炔、丙酮为起始原料,液体氢氧化钾为催化剂,利用乙炔的特性,将之溶于液氨中与丙酮发生均相反应而得粗品2-甲基-3-丁炔-2-醇,闪蒸出氨气,再通过盐析脱水后连续精馏获得成品。本研究的设备简单、投资少,工序简单,条件易控,易于操作,催化剂用量少,反应体系均匀,副反应较少,溶剂容易回收循环使用,产品收率高,生产周期短,成品收率高,节约能耗,生产成本低。