[发明专利]利用乙炔制丙烯酸的方法

说明书

技术领域

本发明属于化学合成技术领域，具体而言，本发明涉及一种利用乙炔制丙烯酸的方法。

背景技术

丙烯酸是重要的有机合成原料及合成树脂单体，是聚合速度非常快的乙烯类单体。丙烯酸的工业生产方法有丙烯氧化法和乙炔羰基化法。乙炔羰基化法是以乙炔、一氧化碳和水为原料，在催化剂的存在下，在一定温度和压力下合成丙烯酸。采用液相溶剂溶解乙炔进行反应，避免了乙炔气体直接加压的危险性。乙炔羰化合成丙烯酸的催化剂种类繁多，催化效果都不错，但目前大部分催化剂都是液相催化剂，这就得考虑乙炔和CO气体在液相中的浓度问题。如果不加溶剂作为反应介质的话，反应液便是水，对乙炔溶解性很差，因此需要加入溶剂溶解尽可能多的乙炔和CO。

因此，乙炔羰基化法制丙烯酸技术亟待改进。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种利用乙炔制丙烯酸的方法，该方法中液相溶剂对乙炔具有良好的溶解度，并且乙炔制丙烯酸过程中，乙炔的转化率高达97％以上，丙烯酸收率高达81％以上，沉积物含量小于0.52％。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种利用乙炔制丙烯酸的方法。根据本发明的实施例，所述方法包括：将镍系催化剂、乙炔和一氧化碳在液相溶剂中与水接触反应，以便得到丙烯酸，其中，所述液相溶剂包括：70～90重量份的物理溶剂；5～25重量份的离子液体；1～5重量份的阻聚剂。由此，根据本发明实施例的利用乙炔制丙烯酸的方法中采用的液相溶剂中的物理溶剂对乙炔具有良好的溶解度；离子液体在反应中能够提供H自由基，对乙炔制丙烯酸过程的催化剂可以起到活化的作用，从而提高反应速率；阻聚剂能有效防止乙炔及丙烯酸的聚合而生成大分子量的副产物，从而提高丙烯酸收率。由此，本申请的乙炔制丙烯酸过程中，乙炔的转化率高达97％以上，丙烯酸收率高达81％以上，沉积物含量小于0.52％，同时该液相溶剂具有较高的沸点，从而可以减少溶剂损失。

另外，根据本发明上述实施例的利用乙炔制丙烯酸的方法还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，所述物理溶剂为选自N-甲基吡咯烷酮、N，N-二甲基甲酰胺、碳酸二甲酯、丙酮、环己酮、二甲亚砜、四氢呋喃、糠醛、喹啉、吗啉和N-甲基吗啉中的至少一种，优选N-甲基吡咯烷酮、N，N-二甲基甲酰胺、碳酸二甲酯、丙酮、二甲亚砜和四氢呋喃中的至少一种。由此，可以显著提高乙炔的溶解度。

在本发明的一些实施例中，所述离子液体为选自1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑六氟锑酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑氯化盐、1-丁基-3-甲基咪唑溴化盐、1,3-二甲基咪唑磷酸二甲酯盐、1-丁基-1-甲基吡咯醋酸盐和1,3-二甲基咪唑邻苯二甲酸二甲酯盐中至少一种，优选1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑溴化盐和1-丁基-1-甲基吡咯醋酸盐中的至少一种。由此，可以显著提高反应速率。

在本发明的一些实施例中，所述阻聚剂为选自苯酚、对苯二酚、二乙基羟胺、苯二胺、苯醌、对苯醌、对羟基苯甲醚、甲基氢醌和丁基苯酚中的至少一种。由此，可以显著提高丙烯酸的收率。

在本发明的一些实施例中，以100g所述液相溶剂为基准，所述镍系催化剂的加入量为0.1～3.0g，水的加入量为10g～20g。由此，可以进一步提高反应速率。

在本发明的一些实施例中，所述乙炔和所述一氧化碳的摩尔比为1：(1～15)。由此，可以进一步提高丙烯酸收率。

在本发明的一些实施例中，所述接触反应的温度为180～220摄氏度，压力为6～10MPa，时间为0.5～1.5小时。由此，可以进一步提高丙烯酸收率。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

具体实施方式

下面描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。