专利名称：4-羟基-4-甲基-2-戊酮的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种化工生产技术，特别是4-羟基-4-甲基-2-戊酮的制备方法。 4-羟基-4-甲基-2-戊酮作为一种高沸点有机溶剂，主要用于静电喷漆、纤维素脂 漆、印刷油墨、合成树脂涂料的溶剂和脱漆剂、杀虫剂、杀菌剂、木材防腐剂照相胶片，人造 丝，人造革的制造，抗冻剂，刹车油等领域。 4-羟基-4-甲基-2-戊酮的合成是一个经典的ALDO(羟醛縮合)反应，由两分子 丙酮在催化剂的作用下縮合而成。目前已报道的4-羟基-4_甲基-2-戊酮的合成方法主 要有以下几种 1.传统的方法是采用固体氢氧化钠或固体氢氧化钾作为催化剂来实现。 该方法的而缺点是，固体氢氧化钠或固体氢氧化钾消耗大，反应时间长，副反应剧
烈。同时固体氢氧化钠或固体氢氧化钾易粉化，且溶于水，在反应过程中随副反应产生的水
分进入终产品中，需要加大量的磷酸或苯酐来调节K1至中性。另外，由于副产物的增多，造
成后续精馏过程难度加大，产品容易变色。此外，大量废弃的固碱处理麻烦，且容易污染环境。 2.强酸性阳离子交换树脂法。 CN1041196介绍了一种以大孔强酸性阳离子树脂为载体的方法，该方法虽然不需 要添加磷酸或苯酐来调节PH，但其缺点是酸性条件催化下，反应时间比碱性条件下要长很 多，且生成的4-羟基-4_甲基-2-戊酮在酸性条件下易脱水生成副产物异丙叉丙酮。同时 酸性树脂使用周期短，使用二十小时后就需要活化。 综上所述，4-羟基-4_甲基-2-戊酮的工业化生产还没有达到理想状态，因此迫切 需要一种更加经济、能提高成品质量的无污染生产方法。 针对上述问题，本发明提供的4-羟基-4_甲基-2-戊酮的制备方法，以丙酮为原 料，以经过处理的离子交换树脂及氢氧化镁为混合催化剂，通过连续蒸馏反应，反应时间更 短，更节能；副反应更少，产品质量更好；且无需添加磷酸、苯酐之类的添加剂；减少了大量 废碱带来的环境危害。 本发明提供的4-羟基-4_甲基-2-戊酮的制备方法，其特征在于，包括以下步骤 将丙酮加入蒸馏釜，并进行蒸汽加热获得丙酮蒸汽，该丙酮蒸汽再经过低温冷冻水冷却到
(TC -401:，将上述冷却后的丙酮蒸汽加入含有催化剂的反应器中进行反应，通过连续蒸馏
反应，待蒸馏釜温度达到12(TC时，停止反应，反应液进入精馏塔分离后得到高纯度的4-羟 基-4_甲基-2-戊酮。 2、根据权利1所述的4-羟基-4-甲基-2-戊酮的制备方法，其特征在于，上述催 化剂为离子交换树脂和氢氧化镁颗粒的混合物。
背景技术：
发明内容
3、根据权利2所述的4-羟基-4-甲基-2-戊酮的制备方法，其特征在于，上述离 子交换树脂为强碱性阴离子交换树脂，可以是D290、D296、D201、D261、D280、D284、D262或 D201GF。 与现有技术相比，本发明的优点在于由于加大了催化剂的表面积，因此生产上， 反应时间大大縮短，由通常的56小时降低到26小时左右；催化剂为离子交换树脂和氢氧化 镁固体，不会随水分进入产品，因此不需要补加磷酸或苯酐来调节PH。另外，用离子交换树 脂和氢氧化镁做催化剂，可以提高反应的选择性，使副反应大大减少，降低了后续精馏过程 的难度，也节约了能耗；离子交换树脂能够吸附反应液中的有色杂质，解决了该产品容易变 黄的的问题；该催化剂使用周期长，与单纯使用固碱做催化剂相比，减少了固体废碱对环境 的压力，与单纯使用阳离子交换树脂做催化剂相比，大大减少了活化的次数。因此，该方法 是一种更加适用于4-羟基-4-甲基-2-戊酮的工业化生产方法。
具体实施方式
实施例一 将4. 5吨含量为99%的工业丙酮抽入到5500L蒸馏釜中，同时往反应器中加入 200kg处理好的大孔强碱性阴离子交换树脂D296和100Kg粒径约为1毫米到40毫米的氢 氧化镁颗粒作为催化剂(氢氧化镁颗粒装入网袋置于树脂中)，蒸汽加热蒸馏釜，使蒸出的 丙酮蒸汽经冷冻水冷到ot:后进入反应器，反应液不断流回蒸馏釜，控制好流量，进行连续 蒸馏反应，待蒸馏釜温度上升到120°C时，停止反应，将蒸馏釜中的反应液进行精馏操作，得 到含量为98. 5%的4-羟基-4-甲基-2-戊酮3. 6吨，单次收率79. 6% 。精馏出的前馏分 0. 85吨(主要成分为丙酮)可再回到蒸馏釜进行反应。
实施例二 将4. 5吨含量为99%的工业丙酮抽入到5500L蒸馏釜中，同时往反应器中加入 100kg处理好的大孔强碱性阴离子交换树脂D296和200Kg粒径约为1毫米到40毫米的氢 氧化镁颗粒作为催化剂(氢氧化镁颗粒装入网袋置于树脂中)，蒸汽加热蒸馏釜，使蒸出的 丙酮蒸汽经冷冻水冷到2(TC后进入反应器，反应液不断流回蒸馏釜，控制好流量，进行连续 蒸馏反应，待蒸馏釜温度上升到120°C时，停止反应，将蒸馏釜中的反应液进行精馏操作，得 到含量为98. 8%的4-羟基-4-甲基-2-戊酮3. 58吨，单次收率79. 4% 。精馏出的前馏分 0. 86吨(主要成分为丙酮)可再回到蒸馏釜进行反应。
实施例三 将4. 5吨含量为99%的工业丙酮抽入到5500L蒸馏釜中，同时往反应器中加入 150kg处理好的大孔强碱性阴离子交换树脂D261和150Kg粒径约为1毫米到40毫米的氢 氧化镁颗粒作为催化剂(氢氧化镁颗粒装入网袋置于树脂中)，蒸汽加热蒸馏釜，使蒸出的 丙酮蒸汽经冷冻水冷到l(TC后进入反应器，反应液不断流回蒸馏釜，控制好流量，进行连续 蒸馏反应，待蒸馏釜温度上升到120°C时，停止反应，将蒸馏釜中的反应液进行精馏操作，得 到含量为99. 1%的4-羟基-4-甲基_2-戊酮3.64吨，单次收率81%。精馏出的前馏分 0. 83吨(主要成分为丙酮)可再回到蒸馏釜进行反应。
实施例四 将4. 5吨含量为99%的工业丙酮抽入到5500L蒸馏釜中，同时往反应器中加入180kg处理好的大孔强碱性阴离子交换树脂D201GF和120Kg粒径约为1毫米到40毫米的 氢氧化镁颗粒作为催化剂(氢氧化镁颗粒装入网袋置于树脂中)，蒸汽加热蒸馏釜，使蒸出
的丙酮蒸汽经冷冻水冷到5t:后进入反应器，反应液不断流回蒸馏釜，控制好流量，进行连
续蒸馏反应，待蒸馏釜温度上升到12(TC时，停止反应，将蒸馏釜中的反应液进行精馏操作， 得到含量为98. 6%的4-羟基-4-甲基-2-戊酮3. 52吨，单次收率77. 9% 。精馏出的前馏 分0. 94吨(主要成分为丙酮)可再回到蒸馏釜进行反应。 由于加大了催化剂的表面积，因此生产上，反应时间大大縮短，由通常的56小时 降低到26小时左右；催化剂为离子交换树脂和氢氧化镁固体，不会随水分进入产品，因此 不需要补加磷酸或苯酐来调节ra。另外，用离子交换树脂和氢氧化镁做催化剂，可以提高 反应的选择性，使副反应大大减少，降低了后续精馏过程的难度，也节约了能耗；离子交换 树脂能够吸附反应液中的有色杂质，解决了该产品容易变黄的的问题；该催化剂使用周期 长，与单纯使用固碱做催化剂相比，减少了固体废碱对环境的压力，与单纯使用阳离子交换 树脂做催化剂相比，大大减少了活化的次数。
权利要求
一种4-羟基-4-甲基-2-戊酮的制备方法，其特征在于，包括以下步骤将丙酮加入蒸馏釜，并进行蒸汽加热获得丙酮蒸汽，该丙酮蒸汽再经过低温冷冻水冷却到0℃-40℃，将上述冷却后的丙酮蒸汽加入含有催化剂的反应器中进行反应，通过连续蒸馏反应，待蒸馏釜温度达到120℃时，停止反应，反应液进入精馏塔分离后得到高纯度的4-羟基-4-甲基-2-戊酮。
2. 根据权利1所述的4-羟基-4-甲基-2-戊酮的制备方法，其特征在于，上述催化剂 为离子交换树脂和氢氧化镁颗粒的混合物。
3. 根据权利2所述的4-羟基-4-甲基-2-戊酮的制备方法，其特征在于，上述离子交换 树脂为强碱性阴离子交换树脂，可以是D290、D296、D201、D261、D280、D284、D262或D201GF。
全文摘要
本发明提供的4-羟基-4-甲基-2-戊酮的制备方法，其特征在于，包括以下步骤将丙酮加入蒸馏釜，并进行蒸汽加热获得丙酮蒸汽，该丙酮蒸汽再经过低温冷冻水冷却到0℃-40℃，将上述冷却后的丙酮蒸汽加入含有催化剂的反应器中进行反应，通过连续蒸馏反应，待蒸馏釜温度达到120℃时，停止反应，反应液进入精馏塔分离后得到高纯度的4-羟基-4-甲基-2-戊酮。本发明提供的4-羟基-4-甲基-2-戊酮的制备方法，以丙酮为原料，以经过处理的离子交换树脂及氢氧化镁为混合催化剂，通过连续蒸馏反应，反应时间更短，更节能；副反应更少，产品质量更好；且无需添加磷酸、苯酐之类的添加剂；减少了大量废碱带来的环境危害。
文档编号B01J21/10GK101700994SQ200910183308
公开日2010年5月5日 申请日期2009年9月17日 优先权日2009年9月17日
发明者严志杰, 刘遗松, 朱文杰, 李建东, 贺辙, 邵学青, 钱继新, 陆继东 申请人:常熟市瑞凯添加剂科技有限公司