[发明专利]一种合成甲基异戊基酮的方法

说明书

本发明公开了一种一步法合成甲基异戊基酮的方法。该方法包括以下内容：丙酮、异丁醛与氢气混合后，通过含有钯/膦酸树脂催化剂的固定床反应器，在酮醛缩合工艺条件下，进行缩合和加氢反应，反应流出物经气液分离和分馏，得到甲基异戊基酮；其中，所述的钯/膦酸树脂催化剂以钯为金属组分，以膦酸树脂为载体和酸性组分。本发明中采用双功能钯/膦酸树脂催化剂，提高了MIAK的选择性，且将两步反应合为一步，使得一步法生产MIAK的工业应用成为可能。

技术领域

本发明涉及一种甲基异戊基酮的合成方法。

背景技术

甲基异戊基酮（简称MIAK），是一种无色透明液体, 其溶解力强、挥发速率低且速率稳定，可用于高固体份涂料。还可用于合成丙烯酸树脂等有机物的合成。

目前MIAK的生产方法为两步法：第一步在酸或碱的条件下，缩合脱水生成5-甲基-3-烯-2-己酮；第二步用烯烃饱和催化剂，把5-甲基-3-烯-2-己酮加氢反应成MIAK。如果是第一步反应后先把5-甲基-3-烯-2-己酮提纯出来再加氢，这种方法的缺点是操作流程复杂，能耗高；如果是第一步反应后直接把反应物加氢，然后再分离出MIAK，这种方法的缺点是操作副产物较多，原料损耗大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种一步法合成甲基异戊基酮（MIAK）的方法。

本发明的方法包括以下内容：

丙酮、异丁醛与氢气混合后，通过含有钯/膦酸树脂催化剂的反应器，在酮醛缩合工艺条件下，进行缩合和加氢反应，反应流出物经气液分离和分馏，得到甲基异戊基酮；其中，所述的钯/膦酸树脂催化剂以钯为金属组分，以膦酸树脂为载体和酸性组分。

进一步的，所述钯/膦酸树脂催化剂的钯含量为1.0～3.0 Kg·m^-3(湿基)。催化剂的含水量（率）一般为40～60wt%。催化剂的总酸为（90℃，NH₃TPD测定）1.0～4.0 mmol/g；酸分布（NH₃TPD测定）：90～110℃为3%～10%；110～120℃为3%～15%；120～140℃为5%～30%；140℃为40%～90%。

更进一步的，所述的钯/膦酸树脂催化剂优选为：钯含量为2.0～2.5 Kg·m^-3(湿基)；催化剂的含水量（率）为45～55wt%；总酸(90℃，NH₃TPD测定) 1.5～3.0mmol/g，酸分布（NH₃TPD测定）为：90～110℃为4%～9%；110～120℃为4%～10%；120～140℃为6%～15%；140℃为50%～90%。

进一步的，所述的钯/膦酸树脂催化剂的比表面积一般为 8～15 m²/g，平均孔直径60～140 Å，孔容为0.01～0.04 mL/g；优选：比表面积为10～13 m²/g，平均孔直径80～110 Å，孔容为0.02～0.03 mL/g。

所述钯/膦酸树脂催化剂，可以采用本领域的常规方法制备。典型的制备方法如下：将膦酸树脂浸入到钯盐水溶液中，浸渍处理后过滤出树脂催化剂，用去离子水水洗至中性即可。其中，所述膦酸树脂及其制备方法均为本领域技术人员熟知的知识。

进一步的，所述的酮醛缩合工艺条件为：反应压力为2.0MPa～8.0MPa，优选为2.5MPa～5.0MPa；反应温度为80℃～160℃，优选为90℃～140℃；丙酮与异丁醛（混合物）的体积空速为0.2h^-1～5.0h^-1，优选为0.5h^-1～3.0h^-1；氢液体积比为100～400，优选为150～300；丙酮与异丁醛摩尔比为0.5:1～4:1，优选1:1～3:1。