一种丁酮肟的制备方法与流程

本发明涉及化工领域，尤其是一种丁酮肟的制备方法。
背景技术：
：丁酮肟是一种重要的化工产品，广泛应用于涂料、油漆、油墨的防结皮剂，锅炉除氧剂中，也可作为有机合成中间体如硅橡胶类密封剂的原料。201510047757.0提供了一种制备丁酮肟的方法，所述方法主要包括以下五个工序：原料工序、反应工序、膜过滤工序、肟水分离工序和精制工序。201821656474.1提供了一种丁酮肟的生产冷却装置，包括冷却水箱和穿插在冷却水箱内部的冷却管，所述冷却管包括弯曲管和波纹管，所述弯曲管和所述波纹管首尾衔接，所述波纹管和所述弯曲管之间呈一体成型结构，所述波纹管均匀排列在冷却水箱的内部，所述冷却水箱的上下表面和弯曲管接触的位置开有穿插孔，所述弯曲管的两端均密封安装在穿插孔内，所述波纹管包括凹凸相间的冷却圆环，所述冷却圆环搭接组合后构成所述波纹管，将传统的直线排列管替换为冷却圆环组成的波纹管，从而增大物料和冷却介质的接触面积，提高冷却速率。200810102835.2公开了一种丁酮肟的合成方法，其特征在于在温度为0～180℃和压力为0.1～3.0mpa的条件下，将甲乙酮、氨、氧气、氢气、稀释气体、溶剂和催化剂接触，甲乙酮与氨、氧气、氢气、稀释气体的摩尔比为1∶(0.1～10.0)∶(0.1～10.0)∶(0.1～10.0)∶(0～100)，溶剂与催化剂的质量比为(20～1000)∶1，所说的催化剂为一种微孔钛硅材料或含有该微孔钛硅材料的组合物，微孔钛硅材料的组成用氧化物的形式表示为xtio2·100sio2·yemon·ze，其中x值为0.001～50.0、(y-z)值为0.005～20.0且y/z＜1，e表示选自ru、rh、pd、re、os、ir、ag、pt和au中的一种或几种贵金属，m和n为满足e氧化态所需的数，该材料晶粒包括空心或凹凸结构。该方法丁酮肟的选择性高，稳定运转时间长，对环境友好，成本低廉。以上发明以及现有技术制备丁酮肟一般采用酮胺法，该法会副产含有丁酮肟的硫酸铵水溶液，其中丁酮肟的含量大约为(1000~10000)ppm，由于硫酸铵结晶过程中排放的丁酮肟会污染环境。技术实现要素：为了解决上述问题，本发明提供了一种丁酮肟的制备方法。一种丁酮肟的制备方法，其操作步骤为：按照质量份数，将20-50份的磷酸羟胺、7.2-15份的丁酮和360-720份的甲苯加入反应器，控制温度30-80℃，反应0.5-2小时后得到反应混合液；粗溶液进入分离器进行分离，下层液无机液进入汽提塔用蒸汽加热，控制80-110℃，汽提出的有机物从塔顶蒸出，塔底净化后的无机液使用萃取剂进行萃取，然后返回前系统循环使用；上层液甲苯-丁酮肟溶液进入精馏系统，先分离出甲苯，再进行提纯，最后得到合格的丁酮肟产品。所述的萃取剂为一种石墨烯离子液体萃取剂，其制备方法如下：按照质量份数，在氮气保护的干燥反应釜中，依次投入70-85份的1-丁基-2-甲基咪唑、3-10份的1-乙烯基-3-甲基咪唑碘盐、38-46份的四溴季戊醇和500-800份的乙腈，加热升温到60-80℃，搅拌回流反应12-24h，完成反应后，加入1-5份的双三氟甲磺酰亚胺锂催化剂和5-15份的纳米四氧化三铁，控温40-60℃，搅拌反应20-30min，继续投入3-10份的乙烯基甲基双(丁酮肟)硅烷，0.01-0.2份的氧化石墨烯、0.01-0.2份的2-乙烯基-1,3-二恶茂烷、0.1-1份的氯铂酸、控温40-60℃，继续反应0.5-2h，然后用磁铁辅助分离纳米四氧化三铁和疏水性离子液体相，采用过滤方法除去四氧化三铁，减压蒸馏脱除乙腈，即可得到所述的一种石墨烯离子液体萃取剂。所述的萃取采用微通道液-液两相萃取技术。所述的萃取剂萃取后将离子液体用剂干燥，然后在100-120℃下减压蒸馏，提取萃取液中的丁酮肟，萃取液回收利用。所述的萃取后的无机水溶液用以制磷酸羟胺，进入循环工艺设计。离子液体存在的粘度大，成本高的缺点，本发明制备的含双键的离子液体，与乙烯基甲基双(丁酮肟)硅烷发生硅氢加成反应，同时，氧化石墨烯、2-乙烯基-1,3-二恶茂烷也可以和乙烯基甲基双(丁酮肟)硅烷发生硅氢加成反应，经过引入高比表面积石墨烯的离子液体，以及价格低廉的乙烯基甲基双(丁酮肟)硅烷，可以显著提高萃取效果，降低成本，以及提供了适宜反复萃取的粘度。纳米四氧化三铁的加入使石墨烯离子液体萃取剂的分离提纯更加简单方便，本发明的一种丁酮肟的制备方法，本方法提供了一种以甲苯为溶剂、磷酸羟胺和丁酮反应制备丁酮肟的方法，本方法收率高，工艺简单，物料循环利用；并且采用一种石墨烯离子液体萃取剂对无机相进行萃取，该种萃取剂对废水中的丁酮肟具有很好的萃取效果，相比以前工艺中所用的传统方法，更为绿色、安全和节能。附图说明图1为实施例1制备的丁酮肟所做的气相色谱分析报告。图2为实施例1制备的丁酮肟样品所做的傅里叶红外光谱图。具体实施方式下面通过具体实施例对该发明作进一步说明：采用气相色谱法分析产品中的丁酮肟的含量，使用对水分不响应的fid检测器，产品柱温汽化室温度（℃）检测器温度（℃）丁酮肟100℃200200傅里叶红外光谱检测委托杭州拓大飞秒检测有限公司（浙江大学国家大学科技园）检测。实施例1一种丁酮肟的制备方法，其操作步骤为：将20kg磷酸羟胺、7.2kg丁酮和360kg甲苯加入反应器，控制温度30℃，反应0.5小时后得到反应混合液；粗溶液进入分离器进行分离，下层液无机液进入汽提塔用蒸汽加热，控制80℃，汽提出的有机物从塔顶蒸出，塔底净化后的无机液使用萃取剂进行萃取，然后返回前系统循环使用；上层液甲苯-丁酮肟溶液进入精馏系统，先分离出甲苯，再进行提纯，最后得到合格的丁酮肟产品。所述的萃取剂为一种石墨烯离子液体萃取剂，其制备方法如下：在氮气保护的干燥反应釜中，依次投入70kg的1-丁基-2-甲基咪唑、3kg的1-乙烯基-3-甲基咪唑碘盐、38kg的四溴季戊醇和500kg的乙腈，加热升温到60℃，搅拌回流反应12h，完成反应后，加入1kg的双三氟甲磺酰亚胺锂催化剂和5kg的纳米四氧化三铁，控温40℃，搅拌反应20min，继续投入3kg的乙烯基甲基双(丁酮肟)硅烷，0.01kg的氧化石墨烯、0.01kg的2-乙烯基-1,3-二恶茂烷、0.1kg的氯铂酸、控温40℃，继续反应0.5h，然后用磁铁辅助分离纳米四氧化三铁和疏水性离子液体相，采用过滤方法除去四氧化三铁，减压蒸馏脱除乙腈，即可得到所述的一种石墨烯离子液体萃取剂。所述的萃取采用微通道液-液两相萃取技术。所述的萃取剂萃取后将离子液体用剂干燥，然后在100℃下减压蒸馏，提取萃取液中的丁酮肟，萃取液回收利用。所述的萃取后的无机水溶液用以制磷酸羟胺，进入循环工艺设计。本实验在萃取前，无机废水中丁酮肟的浓度为6800ppm；处理后的无机废水中丁酮肟的浓度为110ppm，产物纯度为99.98%。实施例2一种丁酮肟的制备方法，其操作步骤为：将40kg磷酸羟胺、12kg丁酮和540kg甲苯加入反应器，控制温度60℃，反应1小时后得到反应混合液；粗溶液进入分离器进行分离，下层液无机液进入汽提塔用蒸汽加热，控制100℃，汽提出的有机物从塔顶蒸出，塔底净化后的无机液使用萃取剂进行萃取，然后返回前系统循环使用；上层液甲苯-丁酮肟溶液进入精馏系统，先分离出甲苯，再进行提纯，最后得到合格的丁酮肟产品。所述的萃取剂为一种石墨烯离子液体萃取剂，其制备方法如下：在氮气保护的干燥反应釜中，依次投入78kg的1-丁基-2-甲基咪唑、7kg的1-乙烯基-3-甲基咪唑碘盐、39kg的四溴季戊醇和600kg的乙腈，加热升温到70℃，搅拌回流反应18h，完成反应后，加入3kg的双三氟甲磺酰亚胺锂催化剂和9kg的纳米四氧化三铁，控温48℃，搅拌反应25min，继续投入8kg的乙烯基甲基双(丁酮肟)硅烷，0.05kg的氧化石墨烯、0.08kg的2-乙烯基-1,3-二恶茂烷、0.4kg的氯铂酸、控温50℃，继续反应1h，然后用磁铁辅助分离纳米四氧化三铁和疏水性离子液体相，采用过滤方法除去四氧化三铁，减压蒸馏脱除乙腈，即可得到所述的一种石墨烯离子液体萃取剂。所述的萃取采用微通道液-液两相萃取技术。所述的萃取剂萃取后将离子液体用剂干燥，然后在110℃下减压蒸馏，提取萃取液中的丁酮肟，萃取液回收利用。所述的萃取后的无机水溶液用以制磷酸羟胺，进入循环工艺设计。本实验在萃取前，无机废水中丁酮肟的浓度为5840ppm；处理后的无机废水中丁酮肟的浓度为98ppm，产物纯度为99.99%。实施例3一种丁酮肟的制备方法，其操作步骤为：将50kg磷酸羟胺、15kg丁酮和720kg甲苯加入反应器，控制温度80℃，反应2小时后得到反应混合液；粗溶液进入分离器进行分离，下层液无机液进入汽提塔用蒸汽加热，控制110℃，汽提出的有机物从塔顶蒸出，塔底净化后的无机液使用萃取剂进行萃取，然后返回前系统循环使用；上层液甲苯-丁酮肟溶液进入精馏系统，先分离出甲苯，再进行提纯，最后得到合格的丁酮肟产品。所述的萃取剂为一种石墨烯离子液体萃取剂，其制备方法如下：在氮气保护的干燥反应釜中，依次投入85kg的1-丁基-2-甲基咪唑、10kg的1-乙烯基-3-甲基咪唑碘盐、46kg的四溴季戊醇和800kg的乙腈，加热升温到80℃，搅拌回流反应24h，完成反应后，加入5kg的双三氟甲磺酰亚胺锂催化剂和15kg的纳米四氧化三铁，控温60℃，搅拌反应30min，继续投入10kg的乙烯基甲基双(丁酮肟)硅烷，0.2kg的氧化石墨烯、0.2kg的2-乙烯基-1,3-二恶茂烷、1kg的氯铂酸、控温60℃，继续反应2h，然后用磁铁辅助分离纳米四氧化三铁和疏水性离子液体相，采用过滤方法除去四氧化三铁，减压蒸馏脱除乙腈，即可得到所述的一种石墨烯离子液体萃取剂。所述的萃取采用微通道液-液两相萃取技术。所述的萃取剂萃取后将离子液体用剂干燥，然后在120℃下减压蒸馏，提取萃取液中的丁酮肟，萃取液回收利用。所述的萃取后的无机水溶液用以制磷酸羟胺，进入循环工艺设计。本实验在萃取前，无机废水中丁酮肟的浓度为5810ppm；处理后的无机废水中丁酮肟的浓度为87ppm，产物纯度为99.99%。对比例1一种丁酮肟的制备方法，其操作步骤为：将20kg磷酸羟胺、7.2kg丁酮和360kg甲苯加入反应器，控制温度30℃，反应0.5小时后得到反应混合液；粗溶液进入分离器进行分离，下层液无机液进入汽提塔用蒸汽加热，控制80℃，汽提出的有机物从塔顶蒸出，然后返回前系统循环使用；上层液甲苯-丁酮肟溶液进入精馏系统，先分离出甲苯，再进行提纯，最后得到合格的丁酮肟产品。所述的无机液用以制磷酸羟胺，进入循环工艺设计。本实验无机废水中丁酮肟的浓度为6800ppm，处理后的无机废水中丁酮肟的浓度为1450ppm，产物纯度为86.32%。对比例2将40kg磷酸羟胺、12kg丁酮和540kg甲苯加入反应器，控制温度60℃，反应1小时后得到反应混合液；粗溶液进入分离器进行分离，下层液无机液进入汽提塔用蒸汽加热，控制100℃，汽提出的有机物从塔顶蒸出，塔底净化后的无机液使用萃取剂进行萃取，然后返回前系统循环使用；上层液甲苯-丁酮肟溶液进入精馏系统，先分离出甲苯，再进行提纯，最后得到合格的丁酮肟产品。所述的萃取剂为一种石墨烯离子液体萃取剂，其制备方法如下：在氮气保护的干燥反应釜中，依次投入78kg的1-丁基-2-甲基咪唑、39kg的四溴季戊醇和600kg的乙腈，加热升温到70℃，搅拌回流反应18h，完成反应后，加入3kg的双三氟甲磺酰亚胺锂催化剂和9kg的纳米四氧化三铁，控温48℃，搅拌反应25min，继续投入8kg的乙烯基甲基双(丁酮肟)硅烷，0.05kg的氧化石墨烯、0.08kg的2-乙烯基-1,3-二恶茂烷、0.4kg的氯铂酸、控温50℃，继续反应1h，然后用磁铁辅助分离纳米四氧化三铁和疏水性离子液体相，采用过滤方法除去四氧化三铁，减压蒸馏脱除乙腈，即可得到所述的一种石墨烯离子液体萃取剂。所述的萃取采用微通道液-液两相萃取技术。所述的萃取剂萃取后将离子液体用剂干燥，然后在110℃下减压蒸馏，提取萃取液中的丁酮肟，萃取液回收利用。所述的萃取后的无机水溶液用以制磷酸羟胺，进入循环工艺设计。本实验处理前无机废水中丁酮肟的浓度为6800ppm，处理后的无机废水中丁酮肟的浓度为553ppm，产物纯度为96.79%。对比例3将40kg磷酸羟胺、12kg丁酮和540kg甲苯加入反应器，控制温度60℃，反应1小时后得到反应混合液；粗溶液进入分离器进行分离，下层液无机液进入汽提塔用蒸汽加热，控制100℃，汽提出的有机物从塔顶蒸出，塔底净化后的无机液使用萃取剂进行萃取，然后返回前系统循环使用；上层液甲苯-丁酮肟溶液进入精馏系统，先分离出甲苯，再进行提纯，最后得到合格的丁酮肟产品。所述的萃取剂为一种石墨烯离子液体萃取剂，其制备方法如下：在氮气保护的干燥反应釜中，依次投入78kg的1-丁基-2-甲基咪唑、7kg的1-乙烯基-3-甲基咪唑碘盐、39kg的四溴季戊醇和600kg的乙腈，加热升温到70℃，搅拌回流反应18h，完成反应后，加入3kg的双三氟甲磺酰亚胺锂催化剂和9kg的纳米四氧化三铁，控温48℃，搅拌反应25min，继续投入0.05kg的氧化石墨烯、0.08kg的2-乙烯基-1,3-二恶茂烷、0.4kg的氯铂酸、控温50℃，继续反应1h，然后用磁铁辅助分离纳米四氧化三铁和疏水性离子液体相，采用过滤方法除去四氧化三铁，减压蒸馏脱除乙腈，即可得到所述的一种石墨烯离子液体萃取剂。所述的萃取采用微通道液-液两相萃取技术。所述的萃取剂萃取后将离子液体用剂干燥，然后在110℃下减压蒸馏，提取萃取液中的丁酮肟，萃取液回收利用。所述的萃取后的无机水溶液用以制磷酸羟胺，进入循环工艺设计。本实验处理前无机废水中丁酮肟的浓度为6800ppm，处理后的无机废水中丁酮肟的浓度为753ppm，产物纯度为92.69%。对比例4将40kg磷酸羟胺、12kg丁酮和540kg甲苯加入反应器，控制温度60℃，反应1小时后得到反应混合液；粗溶液进入分离器进行分离，下层液无机液进入汽提塔用蒸汽加热，控制100℃，汽提出的有机物从塔顶蒸出，塔底净化后的无机液使用萃取剂进行萃取，然后返回前系统循环使用；上层液甲苯-丁酮肟溶液进入精馏系统，先分离出甲苯，再进行提纯，最后得到合格的丁酮肟产品。所述的萃取剂为一种石墨烯离子液体萃取剂，其制备方法如下：在氮气保护的干燥反应釜中，依次投入78kg的1-丁基-2-甲基咪唑、7kg的1-乙烯基-3-甲基咪唑碘盐、39kg的四溴季戊醇和600kg的乙腈，加热升温到70℃，搅拌回流反应18h，完成反应后，加入3kg的双三氟甲磺酰亚胺锂催化剂和9kg的纳米四氧化三铁，控温48℃，搅拌反应25min，继续投入8kg的乙烯基甲基双(丁酮肟)硅烷，0.08kg的2-乙烯基-1,3-二恶茂烷、0.4kg的氯铂酸、控温50℃，继续反应1h，然后用磁铁辅助分离纳米四氧化三铁和疏水性离子液体相，采用过滤方法除去四氧化三铁，减压蒸馏脱除乙腈，即可得到所述的一种石墨烯离子液体萃取剂。所述的萃取采用微通道液-液两相萃取技术。所述的萃取剂萃取后将离子液体用剂干燥，然后在110℃下减压蒸馏，提取萃取液中的丁酮肟，萃取液回收利用。所述的萃取后的无机水溶液用以制磷酸羟胺，进入循环工艺设计。本实验处理前无机废水中丁酮肟的浓度为6800ppm，处理后的无机废水中丁酮肟的浓度为253ppm，产物纯度为97.56%。对比例5一种丁酮肟的制备方法，其操作步骤为：将40kg磷酸羟胺、12kg丁酮和540kg甲苯加入反应器，控制温度60℃，反应1小时后得到反应混合液；粗溶液进入分离器进行分离，下层液无机液进入汽提塔用蒸汽加热，控制100℃，汽提出的有机物从塔顶蒸出，塔底净化后的无机液使用萃取剂进行萃取，然后返回前系统循环使用；上层液甲苯-丁酮肟溶液进入精馏系统，先分离出甲苯，再进行提纯，最后得到合格的丁酮肟产品。所述的萃取剂为一种石墨烯离子液体萃取剂，其制备方法如下：在氮气保护的干燥反应釜中，依次投入78kg的1-丁基-2-甲基咪唑、7kg的1-乙烯基-3-甲基咪唑碘盐、39kg的四溴季戊醇和600kg的乙腈，加热升温到70℃，搅拌回流反应18h，完成反应后，加入3kg的双三氟甲磺酰亚胺锂催化剂，控温48℃，搅拌反应25min，继续投入8kg的乙烯基甲基双(丁酮肟)硅烷，0.08kg的2-乙烯基-1,3-二恶茂烷、0.4kg的氯铂酸、控温50℃，继续反应1h，减压蒸馏脱除乙腈，即可得到所述的一种石墨烯离子液体萃取剂。所述的萃取采用微通道液-液两相萃取技术。所述的萃取剂萃取后将离子液体用剂干燥，然后在110℃下减压蒸馏，提取萃取液中的丁酮肟，萃取液回收利用。所述的萃取后的无机水溶液用以制磷酸羟胺，进入循环工艺设计。本实验处理前无机废水中丁酮肟的浓度为6800ppm，处理后的无机废水中丁酮肟的浓度为322ppm，产物纯度为96.55%。对比例6一种丁酮肟的制备方法，其操作步骤为：将40kg磷酸羟胺、12kg丁酮和540kg甲苯加入反应器，控制温度60℃，反应1小时后得到反应混合液；粗溶液进入分离器进行分离，下层液无机液进入汽提塔用蒸汽加热，控制100℃，汽提出的有机物从塔顶蒸出，塔底净化后的无机液使用萃取剂进行萃取，然后返回前系统循环使用；上层液甲苯-丁酮肟溶液进入精馏系统，先分离出甲苯，再进行提纯，最后得到合格的丁酮肟产品。所述的萃取剂为一种石墨烯离子液体萃取剂，其制备方法如下：在氮气保护的干燥反应釜中，依次投入78kg的1-丁基-2-甲基咪唑、7kg的1-乙烯基-3-甲基咪唑碘盐、39kg的四溴季戊醇和600kg的乙腈，加热升温到70℃，搅拌回流反应18h，完成反应后，加入3kg的双三氟甲磺酰亚胺锂催化剂和9kg的纳米四氧化三铁，控温48℃，搅拌反应25min，继续投入8kg的乙烯基甲基双(丁酮肟)硅烷，0.05kg的氧化石墨烯、0.4kg的氯铂酸、控温50℃，继续反应1h，然后用磁铁辅助分离纳米四氧化三铁和疏水性离子液体相，采用过滤方法除去四氧化三铁，减压蒸馏脱除乙腈，即可得到所述的一种石墨烯离子液体萃取剂。所述的萃取采用微通道液-液两相萃取技术。所述的萃取剂萃取后将离子液体用剂干燥，然后在110℃下减压蒸馏，提取萃取液中的丁酮肟，萃取液回收利用。所述的萃取后的无机水溶液用以制磷酸羟胺，进入循环工艺设计。本实验在萃取前，无机废水中丁酮肟的浓度为5840ppm；处理后的无机废水中丁酮肟的浓度为155ppm，产物纯度为98.93%。当前第1页12