專利名稱：制備環(huán)酮的方法
制備環(huán)酮的方法本發(fā)明涉及一種通過(guò)使包含至少一種具有4-20個(gè)碳原子的單環(huán)烯烴的混合物Gl 與至少包含一氧化二氮(N2O)的混合物G2反應(yīng)而制備至少一種具有4-20個(gè)碳原子的單環(huán) 酮的方法，其中所述反應(yīng)以絕熱方式進(jìn)行。制備環(huán)戊酮的方法原則上由現(xiàn)有技術(shù)已知。同樣已知環(huán)戊酮可通過(guò)使環(huán)戊烯與一 氧化二氮反應(yīng)而獲得。通過(guò)用一氧化二氮氧化環(huán)戊烯而制備環(huán)戊酮是極具選擇性的反應(yīng)， 該反應(yīng)強(qiáng)放熱。例如，GB 649，680公開(kāi)了烯烴如環(huán)己烯與一氧化二氮反應(yīng)而獲得相應(yīng)的環(huán)酮如環(huán) 己酮。該反應(yīng)在200-300°C的溫度和100-500巴的壓力下在液相中進(jìn)行。所引用的文獻(xiàn)沒(méi) 有公開(kāi)環(huán)烯烴在絕熱條件下與一氧化二氮反應(yīng)。F. S. Bridson-Jones 等在 J. Chem. Soc.第四99_3008 頁(yè)(1951)中描述了烯烴與一 氧化二氮的反應(yīng)，其例如將環(huán)己烯轉(zhuǎn)化為環(huán)己酮。該文獻(xiàn)的方法在例如300°C的溫度和500 巴的壓力下在高壓釜中進(jìn)行。F. S. Bridson-Jones等沒(méi)有公開(kāi)環(huán)烯烴可與一氧化二氮在絕 熱條件下反應(yīng)。用一氧化二氮由烯烴合成羰基化合物也描述于各種國(guó)際專利申請(qǐng)中。例如， WO 03/078370公開(kāi)了一種用一氧化二氮由脂族烯烴制備羰基化合物的方法。該反應(yīng)在 20-350°C的溫度和0. 01-100巴的壓力下進(jìn)行。W003/078374公開(kāi)了一種相應(yīng)的制備環(huán)己酮 的方法。根據(jù)WO 03/078372，制備了具有4-5個(gè)碳原子的環(huán)酮。根據(jù)WO 03/078375，在這 些工藝條件下由具有7-20個(gè)碳原子的環(huán)烯烴制備環(huán)酮。WO 03/078371公開(kāi)了一種由取代 烯烴制備取代酮的方法。WO 04/000777公開(kāi)了一種使二烯烴和多烯烴與一氧化二氮反應(yīng)以 得到相應(yīng)羰基化合物的方法。在所引用的國(guó)際申請(qǐng)中沒(méi)有公開(kāi)由相應(yīng)環(huán)烯烴制備環(huán)酮的絕 熱方法。US 4, 806, 692公開(kāi)了一種由烯烴制備含氧有機(jī)化合物的方法；更具體地，公開(kāi)了 在溫和條件下氧化環(huán)烯烴以獲得相應(yīng)的環(huán)酮。根據(jù)US4，806，692，該氧化在鈀催化劑存在下 在80°C或更低的溫度和大氣壓下進(jìn)行。US 4，806，692沒(méi)有公開(kāi)由相應(yīng)環(huán)烯烴通過(guò)與一氧 化二氮在絕熱條件下反應(yīng)而制備環(huán)酮的方法。US 7，282，612B2公開(kāi)了一種通過(guò)使具有4或5個(gè)碳原子的相應(yīng)的環(huán)烯烴與一氧化 二氮，合適的話其在與惰性氣體的混合物中在20-300°C的溫度和0. 01-10巴的一氧化二氮 壓力下反應(yīng)而制備具有4或5個(gè)碳原子的單環(huán)酮的方法。US 7，282’ 612B2中沒(méi)有公開(kāi)以絕 熱方式進(jìn)行的方法。RU 2002106986公開(kāi)了一種通過(guò)用一氧化二氮同樣在0. 01-100巴的一氧化二氮 壓力和20-300°C的溫度下氧化環(huán)丁烯或環(huán)戊烯而制備具有4或5個(gè)碳原子的單環(huán)酮的方法。獲得相應(yīng)酮的單環(huán)烯烴與一氧化二氮的反應(yīng)具有強(qiáng)放熱性。此外，具有高一氧化 二氮濃度的一氧化二氮與有機(jī)化合物的混合物存在爆炸風(fēng)險(xiǎn)。因此對(duì)相應(yīng)現(xiàn)有技術(shù)方法而 言必須提供用于從放熱反應(yīng)中除去熱量的復(fù)雜和昂貴的設(shè)備。此外，必須要設(shè)計(jì)用于高壓 和高溫的反應(yīng)器。
因此本發(fā)明的目的是提供一種制備具有4-20碳原子的單環(huán)酮的方法，其特征在 于無(wú)需提供復(fù)雜且因而昂貴的設(shè)備。本發(fā)明的另一目的是提供一種相應(yīng)方法，通過(guò)該方法可以以高產(chǎn)率和最大純度獲 得單環(huán)酮，尤其是環(huán)戊酮和/或環(huán)己酮。根據(jù)本發(fā)明，這些目的通過(guò)一種通過(guò)使包含至少一種具有4-20個(gè)碳原子的單環(huán) 烯烴的混合物Gl與至少包含一氧化二氮的混合物G2反應(yīng)而制備至少一種具有4-20個(gè)碳 原子的單環(huán)酮的方法實(shí)現(xiàn)，其中所述反應(yīng)以絕熱方式進(jìn)行。在本發(fā)明上下文中，絕熱反應(yīng)應(yīng)理解為指在反應(yīng)期間在反應(yīng)器內(nèi)容物和環(huán)境之間 基本上不發(fā)生熱交換的反應(yīng)。在本發(fā)明上下文中，絕熱反應(yīng)優(yōu)選理解為指其中優(yōu)選小于 10%，更優(yōu)選小于5%的產(chǎn)生的熱量釋放到環(huán)境中的反應(yīng)。迄今為止已知的用于由相應(yīng)烯烴和一氧化二氮制備環(huán)酮的方法具有以下缺點(diǎn)由 于烯烴和一氧化二氮的強(qiáng)放熱反應(yīng)，產(chǎn)生了大量熱，其必須從反應(yīng)混合物中除去，即從其中 進(jìn)行反應(yīng)的反應(yīng)器中除去。這導(dǎo)致反應(yīng)器的高材料成本以及由此的高投資費(fèi)用。迄今為止 就用于由相應(yīng)烯烴和一氧化二氮制備單環(huán)酮的反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)而言，簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)是不可能的。已發(fā)現(xiàn)上述問(wèn)題可通過(guò)絕熱進(jìn)行強(qiáng)放熱反應(yīng)，即反應(yīng)期間產(chǎn)生的熱量基本保留在 體系內(nèi)而不移除到外部而解決。由于反應(yīng)期間產(chǎn)生的反應(yīng)熱保留在體系內(nèi)，非常顯著地簡(jiǎn) 化了反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)和工藝方案，這是因?yàn)槔鋮s和熱分散元件無(wú)需通過(guò)結(jié)構(gòu)方式設(shè)置到反應(yīng) 器中。在優(yōu)選實(shí)施方案中，本發(fā)明方法通過(guò)使混合物Gl和G2在反應(yīng)器中與環(huán)境絕熱地 反應(yīng)而進(jìn)行，其中放熱反應(yīng)中產(chǎn)生的熱能基本保留在反應(yīng)器內(nèi)而不移除到外部。根據(jù)本發(fā)明，產(chǎn)生的反應(yīng)熱可優(yōu)選通過(guò)各反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化而確定。各反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化 又可受到停留時(shí)間、反應(yīng)物混合物的入口溫度(Tin)、反應(yīng)壓力和反應(yīng)物混合物中各反應(yīng)物 的濃度影響。因此根據(jù)本發(fā)明，例如可通過(guò)選擇與合適反應(yīng)器相適應(yīng)的所述參數(shù)以絕熱方 式實(shí)施該方法，即基本上不向反應(yīng)器內(nèi)的反應(yīng)混合物提供熱能和/或從反應(yīng)器內(nèi)的反應(yīng)混 合物中除去熱能。在絕熱工藝方案中，產(chǎn)物溫度(Tout)與反應(yīng)物溫度(Tin)之差定義為絕熱溫升 (I^s)。在本發(fā)明方法的優(yōu)選實(shí)施方案中，T纟_為10-140°c，更優(yōu)選20-125°C，最優(yōu)選 25-100°C。因此在優(yōu)選實(shí)施方案中，本發(fā)明還涉及一種通過(guò)使包含至少一種具有4-20個(gè)碳 原子的單環(huán)烯烴的混合物Gl與至少包含一氧化二氮的混合物G2反應(yīng)而制備至少一種具有 4-20個(gè)碳原子的單環(huán)酮的如上所述的方法，其中反應(yīng)器中的絕熱溫升為10-140°C，更優(yōu)選 20-125°C，最優(yōu)選 25-100°C。在優(yōu)選實(shí)施方案中，本發(fā)明方法可以以如下方式進(jìn)行以使得由反應(yīng)產(chǎn)生的反應(yīng) 熱為所需熱量從而使產(chǎn)物混合物以仍顯著低于其分解起始溫度的溫度(T。ut)離開(kāi)反應(yīng)器的 方式確定上述參數(shù)。在本發(fā)明上下文中，所述起始溫度定義為在產(chǎn)物混合物的差示掃描量 熱法測(cè)試(DSC測(cè)試)中以至少0. IK/分鐘的升溫速率記錄的由該溫度開(kāi)始進(jìn)行顯著放熱 反應(yīng)時(shí)的溫度。因此在優(yōu)選實(shí)施方案中，本發(fā)明還涉及一種通過(guò)使包含至少一種具有4-20個(gè)碳 原子的單環(huán)烯烴的混合物Gl與至少包含一氧化二氮的混合物G2反應(yīng)而制備至少一種具有4-20個(gè)碳原子的單環(huán)酮的如上所述的方法，其中反應(yīng)器出口溫度低于產(chǎn)物混合物的分解起 始溫度。在特別優(yōu)選的實(shí)施方案中，本發(fā)明方法可以以如下方式進(jìn)行以使得由反應(yīng)產(chǎn)生 的反應(yīng)熱為所需熱量從而使產(chǎn)物混合物以比絕熱誘導(dǎo)時(shí)間正好為M小時(shí)時(shí)的溫度至少低 IOK的溫度(T。ut)離開(kāi)反應(yīng)器的方式確定上述參數(shù)。絕熱誘導(dǎo)時(shí)間作為溫度的函數(shù)可用不 同的加熱速率由DSC實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以本身就已知的方式獲得。因此在優(yōu)選實(shí)施方案中，本發(fā)明還涉及一種通過(guò)使包含至少一種具有4-20個(gè)碳 原子的單環(huán)烯烴的混合物Gl與至少包含一氧化二氮的混合物G2反應(yīng)而制備至少一種具有 4-20個(gè)碳原子的單環(huán)酮的如上所述的方法，其中反應(yīng)器出口溫度比其中產(chǎn)物混合物的絕熱 誘導(dǎo)時(shí)間為M小時(shí)時(shí)的溫度至少低10K。根據(jù)本發(fā)明，兩種反應(yīng)物，即所述至少一種具有4-20個(gè)碳原子的單環(huán)烯烴和一氧 化二氮可具有相同入口溫度或不同入口溫度。在本發(fā)明上下文中，相關(guān)的是反應(yīng)物混合物 的反應(yīng)器入口溫度，即當(dāng)所有反應(yīng)物料流一起混合時(shí)形成的溫度。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案中，反應(yīng)物混合物的反應(yīng)器入口溫度(Tin)為 170-270°C，更優(yōu)選 200-2600C，例如 220_250°C。因此在優(yōu)選實(shí)施方案中，本發(fā)明還涉及一種通過(guò)使包含至少一種具有4-20個(gè)碳 原子的單環(huán)烯烴的混合物Gl與至少包含一氧化二氮的混合物G2反應(yīng)而制備至少一種具有 4-20個(gè)碳原子的單環(huán)酮的方法，其中所述反應(yīng)絕熱進(jìn)行并且反應(yīng)物混合物的反應(yīng)器入口溫 度(Tin)為 170-270°C。反應(yīng)物在反應(yīng)器入口處所具有的溫度優(yōu)選還對(duì)應(yīng)于最小溫度，在此溫度下在本發(fā) 明方法中以工業(yè)上可實(shí)現(xiàn)的反應(yīng)器尺寸仍可達(dá)到所需轉(zhuǎn)化率。因此該最小溫度通常為至少 170°C，優(yōu)選至少200°C，在該最小溫度下在本發(fā)明方法中以工業(yè)上可實(shí)現(xiàn)的反應(yīng)器尺寸仍 可達(dá)到所需轉(zhuǎn)化率?？蛇M(jìn)行本發(fā)明方法的產(chǎn)物混合物的最大反應(yīng)器出口溫度(T。ut)通常為至多 340°C，優(yōu)選至多320°C，更優(yōu)選至多300°C。根據(jù)本發(fā)明，以優(yōu)選使得形成的產(chǎn)物或未轉(zhuǎn)化 的反應(yīng)物不發(fā)生熱分解的方式選擇最大反應(yīng)器出口溫度(T。ut)。因此本發(fā)明方法通常在170-340°C，優(yōu)選200-320°C的溫度下進(jìn)行，其中前一溫度 為反應(yīng)物混合物的反應(yīng)器入口溫度(Tin)，并且后一溫度為產(chǎn)物混合物的反應(yīng)器出口溫度 (Tout) O在優(yōu)選實(shí)施方案中，本發(fā)明方法在60-500巴，更優(yōu)選80-325巴，更優(yōu)選90-180 巴，例如100-150巴的反應(yīng)壓力下進(jìn)行。因此在優(yōu)選實(shí)施方案中，本發(fā)明還涉及一種通過(guò)使包含至少一種具有4-20個(gè)碳 原子的單環(huán)烯烴的混合物Gl與至少包含一氧化二氮的混合物G2反應(yīng)而制備至少一種具有 4-20個(gè)碳原子的單環(huán)酮的方法，其中所述反應(yīng)以絕熱方式進(jìn)行并且反應(yīng)壓力為60-500巴。在其他實(shí)施方案中，本發(fā)明方法可以以如下方式進(jìn)行各底物，即所述至少一種 具有4-20個(gè)碳原子的單環(huán)烯烴與一氧化二氮的摩爾比具有合適的值，以使得由反應(yīng)產(chǎn)生 的反應(yīng)熱正好為在給定的反應(yīng)物混合物的合適反應(yīng)器入口溫度(Tin)和給定以缺乏量存 在的反應(yīng)物(優(yōu)選一氧化二氮)完全轉(zhuǎn)化的條件下，產(chǎn)生低于上述最大溫度(340°C，優(yōu)選 320°C，更優(yōu)選300°C)的產(chǎn)物混合物的反應(yīng)器出口溫度(T。ut)的熱量。
在優(yōu)選實(shí)施方案中，一氧化二氮與所述至少一種單環(huán)烯烴的摩爾比為0. 02-0. 3， 更優(yōu)選0. 05-0. 25，最優(yōu)選0. 08-0. 2。根據(jù)本發(fā)明，“各反應(yīng)物的摩爾比”指各反應(yīng)物量的 商。由于各反應(yīng)物量各自具有單位“摩爾”，所以這些量的商是沒(méi)有單位的。因此在優(yōu)選實(shí)施方案中，本發(fā)明還涉及一種通過(guò)使包含至少一種具有4-20個(gè)碳 原子的單環(huán)烯烴的混合物Gl與至少包含一氧化二氮的混合物G2反應(yīng)而制備至少一種具有 4-20個(gè)碳原子的單環(huán)酮的方法，其中所述反應(yīng)以絕熱方式進(jìn)行并且一氧化二氮與所述至少 一種單環(huán)烯烴的摩爾比為0. 02-0. 3，優(yōu)選0. 05-0. 25。在其他實(shí)施方案中，基于一氧化二氮的本發(fā)明方法的轉(zhuǎn)化率為80-100%，更優(yōu)選 90-99%，最優(yōu)選 90-96%。因此在優(yōu)選實(shí)施方案中，本發(fā)明還涉及一種如上所述的制備至少一種具有4-20 個(gè)碳原子的單環(huán)酮的方法，其中基于一氧化二氮的轉(zhuǎn)化率為80-100%。因此在非常特別優(yōu)選的實(shí)施方案中，本發(fā)明還涉及一種通過(guò)使包含至少一種具 有4-20個(gè)碳原子的單環(huán)烯烴的混合物Gl與至少包含一氧化二氮的混合物G2反應(yīng)而制備 至少一種具有4-20個(gè)碳原子的單環(huán)酮的方法，其中所述反應(yīng)以絕熱方式進(jìn)行，該方法在 170-340°C的溫度下進(jìn)行，反應(yīng)壓力為60-500巴，一氧化二氮與所述至少一種單環(huán)烯烴的 摩爾比為0. 05-0. 25并且基于一氧化二氮的轉(zhuǎn)化率為80-100%。本發(fā)明方法可在本領(lǐng)域技術(shù)人員已知并適用于絕熱反應(yīng)方案的所有反應(yīng)器，例如 管式反應(yīng)器中進(jìn)行。為了確保絕熱反應(yīng)方案，例如反應(yīng)器必須與環(huán)境充分隔離以使得反應(yīng) 熱基本上不釋放到環(huán)境中，因而對(duì)實(shí)際反應(yīng)不再可用。在特別優(yōu)選的實(shí)施方案中，反應(yīng)產(chǎn)生 的熱量通過(guò)產(chǎn)物料流從反應(yīng)器中排出。根據(jù)本發(fā)明，還可使用多個(gè)反應(yīng)器，其可并聯(lián)或串聯(lián)連接。在優(yōu)選實(shí)施方案中，本發(fā)明方法連續(xù)進(jìn)行。然而，對(duì)本發(fā)明而言，本發(fā)明方法還可 分批進(jìn)行。根據(jù)本發(fā)明可用的反應(yīng)器的反應(yīng)室可為空的或如果合適的話，可通過(guò)合適的內(nèi)件 分段。一般而言，反應(yīng)器具有適于絕熱反應(yīng)的流動(dòng)分布。在用于本發(fā)明方法的反應(yīng)器中，優(yōu) 選基本上不發(fā)生反混。反應(yīng)器優(yōu)選具有對(duì)應(yīng)于具有至少8個(gè)攪拌釜的攪拌釜串聯(lián)裝置的停 留時(shí)間分布。反應(yīng)器更優(yōu)選具有對(duì)應(yīng)于具有至少12個(gè)攪拌釜的攪拌釜串聯(lián)裝置的停留時(shí) 間分布。本發(fā)明方法中優(yōu)選的反應(yīng)混合物流動(dòng)分布取決于所用反應(yīng)器，并且如果合適的話， 可相應(yīng)地通過(guò)本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的合適內(nèi)件，例如孔板，或通過(guò)用合適填充床填充反應(yīng) 器而調(diào)節(jié)。對(duì)本發(fā)明方法而言，優(yōu)選使用長(zhǎng)徑比大于1的管式反應(yīng)器。反應(yīng)器更優(yōu)選至少包 括孔板以降低反混。根據(jù)本發(fā)明，反應(yīng)器可以以臥式或立式，優(yōu)選立式操作。反應(yīng)混合物通過(guò)立式反應(yīng) 器的流動(dòng)可由底部向上或由頂部向下。優(yōu)選在立式反應(yīng)器中進(jìn)行本發(fā)明方法，其中反應(yīng)混 合物從底部向上通過(guò)該反應(yīng)器。特別適用于連續(xù)工藝方案的反應(yīng)器例如為管式反應(yīng)器，其優(yōu)選充分隔離。合適的 管式反應(yīng)器是本領(lǐng)域技術(shù)人員所已知的。根據(jù)本發(fā)明，反應(yīng)物料流，優(yōu)選混合物Gl和混合物G2可單獨(dú)供入反應(yīng)器。根據(jù)本 發(fā)明，也可能且優(yōu)選反應(yīng)物料流以已經(jīng)預(yù)混的形式供入反應(yīng)器。
在特別優(yōu)選的實(shí)施方案中，在本發(fā)明方法中將反應(yīng)物料流(優(yōu)選為混合物Gl和混 合物G2)例如借助合適的混合設(shè)備如靜態(tài)混合器在反應(yīng)器入口的上游混合。以使得混合的反應(yīng)物料流的溫度具有所需溫度Tin的方式選擇混合物Gl和G2的 溫度。特別優(yōu)選僅預(yù)熱混合物Gl并在反應(yīng)器上游在合適的混合設(shè)備中將其與未預(yù)熱的混 合物G2混合，其中選擇混合物Gl加熱到的溫度以使得混合的反應(yīng)物料流的溫度對(duì)應(yīng)于所 需溫度Tino反應(yīng)物料流，優(yōu)選混合物Gl和/或G2，更優(yōu)選僅混合物Gl可在反應(yīng)得到至少 一種具有4-20碳原子的單環(huán)酮之前通過(guò)本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的所有方法預(yù)熱到優(yōu)選為 170-270°C，更優(yōu)選為200-260°C，例如220_250°C的溫度，例如借助外部熱源如蒸汽，在本 領(lǐng)域技術(shù)人員已知的熱交換器中預(yù)熱，根據(jù)本發(fā)明該熱交換器起預(yù)熱器的作用。根據(jù)本發(fā) 明，反應(yīng)物料流在反應(yīng)器外在合適的熱交換器中預(yù)熱。因此本發(fā)明還涉及一種如上所述的方法，其中混合物Gl和/或G2在反應(yīng)得到至 少一種具有4-20個(gè)碳原子的單環(huán)酮之前預(yù)熱到170-270°C的溫度。在本發(fā)明方法特別優(yōu)選的實(shí)施方案中，將至少一部分混合物Gl在其與混合物G2 接觸之前，優(yōu)選正好在反應(yīng)器上游或反應(yīng)器內(nèi)預(yù)熱到合適的溫度。因此例如可在顯著程度 上防止本發(fā)明反應(yīng)在實(shí)際反應(yīng)器外發(fā)生。在本發(fā)明方法特別優(yōu)選的實(shí)施方案中，預(yù)熱反應(yīng)物料流所需的熱能至少部分，優(yōu) 選全部從反應(yīng)器輸出物，即本發(fā)明方法的熱產(chǎn)物料流中回收。為此，在本發(fā)明方法的優(yōu)選實(shí) 施方案中將至少一部分產(chǎn)物料流與至少一部分，優(yōu)選70-95%混合物Gl在熱交換器如逆流 熱交換器中接觸。根據(jù)本發(fā)明，供入反應(yīng)器的料流溫度可通過(guò)借助這種熱交換器預(yù)熱的混合物Gl 的比例而調(diào)節(jié)。因此本發(fā)明還涉及一種如上所述的方法，其中預(yù)熱混合物Gl和/或G2所需的熱 能至少部分，優(yōu)選全部從本發(fā)明方法的產(chǎn)物料流中回收。在本發(fā)明方法的優(yōu)選實(shí)施方案中，在產(chǎn)物料流進(jìn)一步后處理之前將至少一部分產(chǎn) 物料流與至少一部分，優(yōu)選70-95%混合物Gl接觸。根據(jù)本發(fā)明，由所述方法獲得的產(chǎn)物料流通常具有至多340°C，優(yōu)選至多320°C， 更優(yōu)選至多300°C的反應(yīng)器出口溫度(T。ut)。在與反應(yīng)物料流，優(yōu)選與混合物Gl接觸之后， 產(chǎn)物料流通常具有150-220°C，優(yōu)選170-200°C，例如180_190°C的溫度。根據(jù)本發(fā)明，將反 應(yīng)物料流，優(yōu)選混合物Gl預(yù)熱到通常為180-280°C，優(yōu)選240-275°C，例如250-260°C的溫 度。在本發(fā)明方法的特別優(yōu)選實(shí)施方案中，使已預(yù)熱到通常為180-280°C，優(yōu)選M0-275°C， 例如250-260 0C的溫度的混合物G2與混合物Gl混合以獲得優(yōu)選170-270 °C，更優(yōu)選 200460°C，例如220-250°C的優(yōu)選包含混合物Gl和G2的合并的反應(yīng)物料流溫度。原則上，根據(jù)本發(fā)明可使用包含至少一種具有4-20個(gè)碳原子，優(yōu)選具有4-8個(gè)碳 原子的單環(huán)烯烴的任意混合物Gl。根據(jù)本發(fā)明，所述具有4-20個(gè)碳原子且存在于混合物Gl中的至少一種單環(huán)烯烴 可具有一個(gè)或多個(gè)碳-碳雙鍵。在優(yōu)選實(shí)施方案中，所述具有4-20個(gè)碳原子且存在于混合 物Gl中的至少一種單環(huán)烯烴具有一個(gè)碳-碳雙鍵。根據(jù)本發(fā)明還可使用除了具有4-20個(gè) 碳原子和一個(gè)碳-碳雙鍵的至少一種單環(huán)烯烴之外，還包含具有4-20個(gè)碳原子和兩個(gè)或更多個(gè)碳-碳雙鍵的一種或多種單環(huán)烯烴的混合物Gl。在本發(fā)明方法中所用的混合物Gl更優(yōu)選包含至少一種選自環(huán)丁烯、環(huán)戊烯、環(huán)己 烯、環(huán)庚烯、環(huán)辛烯、環(huán)癸烯、環(huán)十四碳烯、環(huán)十五碳烯、環(huán)十六碳烯、環(huán)二十碳烯及其混合物 的單環(huán)烯烴。最優(yōu)選在本發(fā)明方法中所用的混合物Gl包含選自環(huán)戊烯、環(huán)己烯、環(huán)庚烯、環(huán) 辛烯及其混合物的單環(huán)烯烴。以下描述的是環(huán)戊烯(I)、環(huán)己烯(II)、環(huán)庚烯(III)和環(huán)辛 烯(IV)。
權(quán)利要求
1.一種通過(guò)使包含至少一種具有4-20個(gè)碳原子的單環(huán)烯烴的混合物Gl與至少包含一 氧化二氮的混合物G2反應(yīng)而制備至少一種具有4-20個(gè)碳原子的單環(huán)酮的方法，其包括絕 熱地進(jìn)行所述反應(yīng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所用混合物Gl包含在每種情況下基于混合物Gl為 20-98重量％，優(yōu)選30-80重量％，更優(yōu)選40-60重量％的至少一種具有4_20個(gè)碳原子的單 環(huán)烯烴和在每種情況下基于混合物Gl為2-80重量％，優(yōu)選20-70重量％，更優(yōu)選40-60重 量％的至少一種其他烴類。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其中所述混合物Gl包含至少一種選自環(huán)戊烯、環(huán)己烯、 環(huán)庚烯、環(huán)辛烯及其混合物的單環(huán)烯烴。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)的方法，其中在反應(yīng)中一氧化二氮與所述至少一種單環(huán) 烯烴的摩爾比為0. 02-0.3。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)的方法，其在170-340°C的溫度下進(jìn)行。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)的方法，其中反應(yīng)器中的絕熱溫升為10-140°C。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)的方法，其中反應(yīng)器中的絕熱溫升為25-100°C。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)的方法，其中反應(yīng)器出口溫度低于產(chǎn)物混合物的分解起 始溫度。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)的方法，其中反應(yīng)器出口溫度比產(chǎn)物混合物的絕熱誘導(dǎo) 時(shí)間為M小時(shí)時(shí)的溫度至少低10K。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)的方法，其在60-500巴的反應(yīng)壓力下進(jìn)行。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-10中任一項(xiàng)的方法，其中所述混合物G2包含至少75體積％的一氧化二氮。
12.根據(jù)權(quán)利要求1-11中任一項(xiàng)的方法，其中基于一氧化二氮的轉(zhuǎn)化率為80-100%。
13.根據(jù)權(quán)利要求1-12中任一項(xiàng)的方法，其中將混合物Gl和/或G2在反應(yīng)得到至少 一種具有4-20個(gè)碳原子的單環(huán)酮之前預(yù)熱到170-270°C的溫度。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其中預(yù)熱混合物Gl和/或G2所需的熱能至少部分從本 發(fā)明方法的產(chǎn)物料流中回收。
15.根據(jù)權(quán)利要求1-14中任一項(xiàng)的方法，其至少包括下列步驟(A)使包含至少一種具有4-20個(gè)碳原子的單環(huán)烯烴的混合物Gl與至少包含一氧化二 氮的混合物G2在絕熱條件下反應(yīng)以獲得反應(yīng)混合物G3，和(B)從在步驟(A)中獲得的反應(yīng)混合物G3中分離出所述至少一種具有4-20個(gè)碳原子 的單環(huán)酮。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的方法，其中將未轉(zhuǎn)化的具有4-20個(gè)碳原子的單環(huán)烯烴在分離步 驟(B)中取出。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的方法，其中將在分離步驟(B)中分離的未轉(zhuǎn)化的具有4-20個(gè)碳 原子的單環(huán)烯烴再循環(huán)到所述方法的步驟(A)中。
18.根據(jù)權(quán)利要求15-17中任一項(xiàng)的方法，其中在步驟(A)中將混合物Gl和/或G2在 反應(yīng)得到至少一種具有4-20個(gè)碳原子的單環(huán)酮之前預(yù)熱到170-270°C的溫度。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種通過(guò)使包含至少一種具有4-20個(gè)碳原子的單環(huán)烯烴的混合物G1與至少包含一氧化二氮的混合物G2反應(yīng)而制備至少一種具有4-20個(gè)碳原子的單環(huán)酮的方法，其中所述反應(yīng)絕熱進(jìn)行。
文檔編號(hào)C07C49/11GK102137832SQ200980133363
公開(kāi)日2011年7月27日 申請(qǐng)日期2009年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月29日
發(fā)明者A·邁爾, J·H·特萊斯, M·舍伯爾, P·雷施, T·根格爾, U·魏格爾, W·呂佩爾 申請(qǐng)人:巴斯夫歐洲公司