一种苯乙酮的制备方法和由其制备的苯乙酮及应用与流程

本发明属于有机合成领域，具体涉及一种苯乙酮的制备方法和由其制备的苯乙酮及应用。

背景技术：

1、苯乙酮是一种重要的有机合成中间体，主要应用于pvc稳定剂的合成、香精香料中间体，也可以用作医药的合成。

2、苯乙酮传统生产工艺是将苯和乙酸酐酰基化，用三氯化铝作为反应的催化剂，但存在的问题是对环境不友好，副产的醋酸对设备腐蚀严重，目前已经淘汰，目前工业化生产方法是乙苯氧化法，以乙苯和氧气为原料进行氧化反应得到苯乙酮，目前乙苯氧化制备苯乙酮的工艺改进主要是对催化剂进行改进。

3、cn114917917a公开了用于氧化法制备苯乙酮的cuxco1-xv2o6催化剂，乙苯的转化率超过50％，苯乙酮产品的选择性超过90％，循环20次后，催化效率对比第一次使用仍有98％以上，但催化剂制备流程复杂，催化剂单耗较高，造成苯乙酮单吨成本升高。

4、cn113979845a公开一种乙苯氧化制苯乙酮生产，该方法能够提高乙苯氧化制苯乙酮的生产效率，减少乙苯氧化制苯乙酮过程中的三废排放，提高催化剂使用效率，降低苯乙酮生产能耗，但催化剂可循环利用频次为4次，分理处苯乙酮的纯度>99％，催化剂单耗较高，且产品纯度为>99％，满足不了高纯苯乙酮的使用要求。

5、对于某些食品级的合成香料、醛酮树脂、油墨等产品，需要高纯苯乙酮为原料进行合成，并且对杂质1-苯乙醇的含量要求为500ppm以内，所以高效、经济性地合成高纯苯乙酮是非常有必要的。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种高纯苯乙酮及制备方法，采用金属酸盐类为催化剂，烷基硅氧烷为助催化剂，催化乙苯氧化制备苯乙酮，可有效减少杂质的种类，提高苯乙酮的选择性，通过继续精馏分离，所获苯乙酮的含量≥99.9％，1-苯乙醇的含量0～100ppm，苯乙醛的含量为0～100ppm，可用于需要高纯苯乙酮为原料进行合成的领域，如某些食品级的合成香料、醛酮树脂、油墨等产品。

2、为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

3、本发明提供一种苯乙酮的制备方法，步骤包括：

4、在催化剂及助催化剂作用下，乙苯和含氧气体进行反应，再经精馏，制得苯乙酮；

5、其中，所述催化剂为金属酸盐，所述助催化剂为烷基硅氧烷。

6、本发明的方法中，乙苯和含氧气体中的氧气反应遵循自由基反应机理，乙苯和氧气在较高的温度下首先生成乙苯自由基，其次生成乙苯过氧化氢自由基，乙苯过氧化氢自由基与乙苯发生反应生成乙苯过氧化氢和乙苯自由基，金属酸盐催化剂和助催化剂硅烷通过协同催化，使乙苯过氧化氢高选择性地分解生成苯乙酮，其反应过程如下式所示：

7、

8、本发明中，所述含氧气体选自空气、氧气、水蒸气等中的一种或多种，优选空气。

9、本发明中，所述乙苯与含氧气体的摩尔比为2～20:1，例如2：1、4：1、6：1、8：1、10：1、12：1、14：1、16：1、18：1、20：1，含氧气体以其中的氧气摩尔量计。

10、本发明中，所述金属酸盐选自金属的碳酸盐、硅酸盐等中的一种或多种；

11、所述金属酸盐，其中的金属元素选自铝、镓、铁、锌、钙、钛中的一种或多种。

12、本发明中，所述烷基硅氧烷选自六甲基二硅氧烷、三甲基丙氧基硅烷、烯丙氧基三甲硅烷、甲基丙基二甲氧基硅烷中的一种或多种。

13、本发明中，所述助催化剂的加入量为含氧气体进料质量的0.1～0.5％，例如0.1、0.2、0.3、0.4、0.5％。

14、本发明中，所述反应，温度为60～100℃，例如60、65、70、75、80、85、90、95、100℃，反应压力为0.1～1.5mpag，例如0.1、0.3、0.5、0.7、0.9、1.1、1.3、1.5mpag；

15、优选地，所述反应中，空气质量空速为2～5h-1，例如2、2.5、3、3.5、4、4.5、5h-1，基于催化剂的质量；

16、优选地，所述反应采用多级喷射连续反应器。

17、本发明中，所述精馏为多级精馏，优选二级精馏，通过第一精馏塔和第二精馏塔进行精馏；

18、优选地，所述第一精馏塔塔顶温度为90～110℃，例如90、95、100、105、110℃，回流比10～20，例如10、12、14、16、18、20，塔釜温度为120～150℃，例如120、130、140、150℃，操作压力为20～50kpaa，例如20、30、40、50kpaa；第二精馏塔塔顶温度为85～105℃，例如85、90、95、100、105℃，回流比10～20，例如10、12、14、16、18、20，塔釜温度为110～120℃，例如110、113、115、118、120℃，操作压力为1～8kpaa，例如1、3、5、7、8kpaa。

19、本发明的另一目的在于提供一种苯乙酮产品。

20、一种苯乙酮产品，所述产品采用上述的制备方法制备获得，所述产品中苯乙酮的含量≥99.9％，1-苯乙醇的含量0～100ppm例如0、10、20、40、60、80ppm，苯乙醛的含量为0～100ppm例如0、10、20、40、60、80ppm，以苯乙酮总质量计。本发明的又一目的在于提供一种苯乙酮产品的用途。

21、一种苯乙酮产品的用途，所述产品采用上述的制备方法制备获得，或为上述的苯乙酮产品，所述产品用于香精香料、pvc稳定剂领域、高级油墨领域。

22、与现有技术相比较，本发明的积极效果在于：

23、(1)乙苯和含氧气体在本发明选用的催化剂及助催化剂作用下能够高选择性地合成苯乙酮。

24、(2)得到的高纯苯乙酮的含量≥99.9％，1-苯乙醇的的含量0～100ppm，苯乙醛的含量为0～100ppm，能够满足香精香料、pvc稳定剂领域、高级油墨等领域额应用。

技术特征：

1.一种苯乙酮的制备方法，其特征在于，步骤包括：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述含氧气体选自空气、氧气、水蒸气中的一种或多种，优选空气。

3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述乙苯与含氧气体的摩尔比为2～20:1，含氧气体以其中的氧气摩尔量计。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述金属酸盐选自金属的碳酸盐、硅酸盐中的一种或多种；和/或

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述烷基硅氧烷选自六甲基二硅氧烷、三甲基丙氧基硅烷、烯丙氧基三甲硅烷、甲基丙基二甲氧基硅烷中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述助催化剂的加入量为含氧气体进料质量的0.1～0.5％。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述反应，温度为60～100℃，反应压力为0.1～1.5mpag；

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述精馏为多级精馏，优选二级精馏，通过第一精馏塔和第二精馏塔进行精馏；

9.一种权利要求1-8任一项所述制备方法制备的苯乙酮，其特征在于，苯乙酮的含量≥99.9％，1-苯乙醇的含量0～100ppm，苯乙醛的含量为0～100ppm，以苯乙酮总质量计。

10.权利要求1-8任一项所述制备方法制备的苯乙酮或者权利要求9所述的苯乙酮在香精香料、pvc稳定剂、高级油墨领域的应用。

技术总结
本发明提供一种苯乙酮的制备方法和由其制备的苯乙酮及应用。步骤包括：在催化剂及助催化剂作用下，乙苯和含氧气体进行反应，再经精馏，制得苯乙酮；其中，所述催化剂为金属酸盐，所述助催化剂为烷基硅氧烷。所述方法可有效减少杂质的种类，提高苯乙酮的选择性，通过继续精馏分离，所获苯乙酮的含量≥99.9％，1‑苯乙醇的的含量0～100ppm，苯乙醛的含量为0～100ppm。本发明在乙苯氧化反应中，通过对反应机理的研究，苯乙酮具有收率高，杂质种类少的特点，通过精馏分离获得高纯苯乙酮。

技术研发人员：赵欣,曲淑玲,董晓蕾,朱发明,曾伟,王萃,刘英瑞
受保护的技术使用者：万华化学集团股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17