專利名稱：2-丙醇的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及2-丙醇的制造方法，具體來說，涉及抑制了在使丙酮與氫反應(yīng)制造 2-丙醇時(shí)的雜質(zhì)副生的高純度2-丙醇的制造方法。
背景技術(shù)：
2-丙醇是有機(jī)合成的重要的中間體，而且被用作工業(yè)上重要的溶劑。2-丙醇的用 途廣泛，并且根據(jù)用途，需要高純度的2-丙醇。作為2-丙醇的制造方法之一，有使丙酮與氫反應(yīng)的方法。通常，在制造高純度的 2_丙醇的方法中，進(jìn)行用于精制所述反應(yīng)獲得的2-丙醇的蒸餾操作，但在蒸餾操作中需要 很多能量。而且，所允許的雜質(zhì)種類和量因用途而異，根據(jù)用途，即使是通過蒸餾操作獲得的 精制2-丙醇，雜質(zhì)的減少也不夠充分。因此，為了獲得高純度的2-丙醇，一種有效的方法是減少在制造2-丙醇時(shí)的反應(yīng) 工序中副生的雜質(zhì)。作為用氫還原丙酮來獲得2-丙醇的以往的方法，例如，工業(yè)化學(xué)雜志，第54卷， 第1冊(cè)，第27頁(昭和26年)(非專利文獻(xiàn)1)中記載了以下方法使用通過常規(guī)方法由 Ni-AKl 1)合金制備的蘭尼鎳(Raney nickel)作為催化劑，使丙酮?dú)浠?，獲得2-丙醇。但是，所述非專利文獻(xiàn)1中公開的2-丙醇的收率為93. 3%，在考慮2_丙醇制造的 工業(yè)化時(shí)，需要進(jìn)一步提高該收率。然而，在以往已知的方法中，如果為了提高2-丙醇的收率而提高丙酮的轉(zhuǎn)化率， 通常，二異丙醚、丙烷、乙烷、甲烷等副產(chǎn)物的量增加，在從反應(yīng)混合物中分離2-丙醇時(shí)成 問題。此外，在所述非專利文獻(xiàn)1中，作為提高2-丙醇收率的方法，記載了以下內(nèi)容在 添加水時(shí)該收率高達(dá)98. 7%，促進(jìn)了氫化。在通過丙酮的氫化進(jìn)行的2-丙醇的工業(yè)制造法 中采用該方法，由于所述提高2-丙醇收率的方法添加30%水，而為了從反應(yīng)混合物中分離 2_丙醇需要很多能量，成本提高，因此并不經(jīng)濟(jì)。日本特開昭62-012729號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)1)中記載了通過向丙酮中添加水并進(jìn) 行反應(yīng)而減少雜質(zhì)的情況。但是，水的添加量被定義為反應(yīng)體系中的水分含有率，其實(shí)施 例、比較例中實(shí)際公開的只有反應(yīng)體系的水分含有率為0.3重量％的情況。而且，在專利文 獻(xiàn)1記載的方法中，未反應(yīng)的丙酮量必須在0. 5重量％以上，從反應(yīng)效率的觀點(diǎn)來看，還希 望有所改善。日本特開2001-039910號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)2)中記載了通過向丙酮中添加水而減 少雜質(zhì)的情況。專利文獻(xiàn)2公開了可以進(jìn)行具有極少含水量的丙酮的氫化的情況，并具體 公開了，能夠?qū)⒈?. 0質(zhì)量％以下的含水量氫化成異丙醇。此外，專利文獻(xiàn)2的實(shí)施例 中沒有對(duì)含水量進(jìn)行任何公開。[專利文獻(xiàn)1]日本特開昭62-012729號(hào)公報(bào)
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[專利文獻(xiàn)2]日本特開2001-039910號(hào)公報(bào)[非專利文獻(xiàn)1]工業(yè)化學(xué)雜志，第54卷，第1冊(cè)，第27頁(昭和26年)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問題如上所述，迄今為止，已提出了在水存在下氫化丙酮來制造2-丙醇的方法，但所 述方法的水分含有率，對(duì)于雜質(zhì)的降低還是不充分。本發(fā)明正是鑒于所述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，其目的在于提供一種能夠以比以往更 高純度獲得2-丙醇，并且抑制了雜質(zhì)副生的高純度2-丙醇的制造方法。用于解決問題的方法本發(fā)明人等為了解決上述問題不斷進(jìn)行銳意研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過使用含有特定 量水的原料混合物進(jìn)行反應(yīng)，能夠解決所述問題，從而完成本發(fā)明。也就是說，本發(fā)明涉及例如以下的(1) (7)。(1)一種2-丙醇的制造方法，是在氫化催化劑的存在下使丙酮與氫反應(yīng)來制造 2_丙醇的方法，其特征在于，所述反應(yīng)通過在氫化催化劑的存在下使含有水和丙酮的原料 混合物與氫反應(yīng)而進(jìn)行，并且所述原料混合物中，相對(duì)于水與丙酮的合計(jì)100重量％，含有 1. 2 4.0重量％的水。(2)如(1)所述的2-丙醇的制造方法，其特征在于，所述氫化催化劑為蘭尼 (Raney)催化劑。(3)如(2)所述的2-丙醇的制造方法，其特征在于，所述蘭尼催化劑為選自于由 蘭尼鎳(Raney nickel)和蘭尼鈷(Raney cobalt)組成的組中的至少一種蘭尼催化劑。(4)如⑴ (3)任一項(xiàng)所述的2-丙醇的制造方法，其特征在于，所述原料混合 物中，相對(duì)于水與丙酮的合計(jì)100重量％，含有1.2 2.5重量％的水。(5)如⑵或(3)所述的2-丙醇的制造方法，其特征在于，所述反應(yīng)生成的2-丙 醇中含有的4-甲基-2-戊醇的含量為IOppm以下，2-甲基戊烷_2，4-二醇的含量為IOOppm 以下。(6)如⑵、(3)或(5)所述的2-丙醇的制造方法，其特征在于，在所述反應(yīng)生成 的2-丙醇中含有的未反應(yīng)的丙酮量不到0. 5重量％的條件下進(jìn)行反應(yīng)。(7)如(1)所述的2-丙醇的制造方法，其特征在于，所述氫化催化劑為含有氧化 銅-氧化鋅的固體催化劑。發(fā)明效果本發(fā)明的2_丙醇的制造方法，在氫化催化劑的存在下使丙酮與氫反應(yīng)時(shí)，通過使 特定量的水與丙酮共存，從而可以抑制雜質(zhì)副生。因此，就通過本發(fā)明的制造方法獲得的 2-丙醇而言，其中4-甲基-2-戊醇、2-甲基戊烷-2，4- 二醇等雜質(zhì)的含量少，是高純度的 2_丙醇。附圖的簡(jiǎn)單說明[

圖1]是表示本發(fā)明中使用的制造裝置的一個(gè)實(shí)施方式的流程圖。符號(hào)說明1...反應(yīng)器
2. 固定催化劑層
3..原料混合物的供給路線
4. 供給泵
5. 氣液分離器
6. 送液泵
7. 循環(huán)路線
8..氫供給路線
9、L0、14、19、22、25...路線
11..反應(yīng)器1的入口
12..反應(yīng)器1的入口
13..反應(yīng)器1的出口
15,17,21...熱交換器
16、24. · ·調(diào)節(jié)閥
18...脫氣槽
20...過濾器
23...氫循環(huán)器
26...廢氣量調(diào)節(jié)閥
27...壓力調(diào)節(jié)閥
28.··氫
用于實(shí)施發(fā)明的最佳方式
以下詳細(xì)說明本發(fā)明。
本發(fā)明的2-丙醇的制造方法
2_丙醇的方法，其特征在于，所述反應(yīng)通過在氫化催化劑的存在下使含有水和丙酮的原料 混合物與氫反應(yīng)而進(jìn)行，并且所述原料混合物中，相對(duì)于水與丙酮的合計(jì)100重量％，含有 1. 2 4.0重量％的水。本發(fā)明中，所述反應(yīng)通常在設(shè)置有所述氫化催化劑的反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行，所述反應(yīng)獲 得的生成物2-丙醇含有作為副成分的后述的副產(chǎn)物和未反應(yīng)的丙酮，所述生成物以下也 稱為液狀反應(yīng)混合物。另外，在將其從反應(yīng)器中取出時(shí)，以未反應(yīng)的氫作為主要成分的氣體 狀反應(yīng)混合物和所述液狀反應(yīng)混合物被取出，液狀反應(yīng)混合物和氣體狀反應(yīng)混合物也總稱 為反應(yīng)混合物。本發(fā)明中使用的氫化催化劑沒有特別限定，通常使用包括Ba、Co、Cr、Cu、Fe、Mn、 Ni、Pd、Pt、Zn、&、Ru、Rh等金屬元素的固體催化劑。所述金屬元素，可以以金屬單質(zhì)、合金、 金屬氧化物、金屬氯化物等形態(tài)來使用。此外，作為氫化催化劑，還可以使用其它催化劑，優(yōu) 選使用蘭尼(Raney)催化劑。作為本發(fā)明中使用的氫化催化劑，可以單獨(dú)使用一種，也可以 使用兩種以上。使用金屬單質(zhì)作為氫化催化劑時(shí)，優(yōu)選使用Ni、Co、Cu、Fe、Pd、Pt、Ru、Rh等。使用金屬氧化物作為氫化催化劑時(shí)，從反應(yīng)收率的觀點(diǎn)考慮，優(yōu)選使用CoO等。此外，作為本發(fā)明中使用的氫化催化劑，也可以是金屬單質(zhì)的混合物、金屬單質(zhì)與 金屬氧化物的混合物、金屬氧化物的混合物、混合金屬氧化物。
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作為可以在本發(fā)明中使用的氫化催化劑的例子，可以列舉CuO-Cr2O3-BaCK CuO-Cr2O3-BaO-MnO等銅-鉻系催化劑、CuO-ZnO等銅-鋅系催化劑、ZnO-Cr2O3等鋅-鉻系 催化劑、Pd-Cr2O3等鈀-鉻系催化劑、CoO-ZrO2等鈷-鋯系催化劑、NiIrO2等鎳-鋯系催化 劑、Ni-MgO等鎳-鎂系催化劑等，從反應(yīng)收率的觀點(diǎn)考慮，優(yōu)選銅_鉻系催化劑、銅_鋅系 催化劑、鈷_鋯系催化劑、鎳_鋯系催化劑。作為所述銅_鋅系催化劑，優(yōu)選是CuO-ZnO、即 氧化銅_氧化鋅。本發(fā)明中使用的氫化催化劑如果是含有氧化銅_氧化鋅的固體催化劑， 則從反應(yīng)溫度為140°C以上時(shí)的選擇性、熱回收的經(jīng)濟(jì)性觀點(diǎn)考慮，是優(yōu)選的。而且，本發(fā)明中使用的氫化催化劑可以使用活性炭、3叫^1203、8必04、1102、&02、 MgO、ThO2、硅藻土等載體來負(fù)載。所述載體，從經(jīng)濟(jì)的觀點(diǎn)考慮，優(yōu)選使用可以再利用的載 體。作為在所述反應(yīng)中使用的氫化催化劑，從反應(yīng)收率的觀點(diǎn)考慮，特別優(yōu)選使用蘭 尼催化劑。本發(fā)明中使用的蘭尼催化劑是如下得到的金屬催化劑制造鎳、鈷、銅、鐵等不溶 (難溶)于堿或酸的金屬與鋁、硅、鋅、鎂等可溶于堿或酸的金屬的合金后，將可溶于堿或酸 的金屬?gòu)脑摵辖鹬腥艹觥Ｗ鳛樵诒景l(fā)明中使用的蘭尼催化劑，可以列舉例如蘭尼鎳、蘭尼鈷、蘭尼銅、蘭尼 鐵等，從反應(yīng)收率上來說，優(yōu)選使用選自于由蘭尼鎳和蘭尼鈷組成的組中的至少一種蘭尼 催化劑。另外，所謂蘭尼鎳、蘭尼鈷、蘭尼銅和蘭尼鐵，是所述合金中的、不溶(難溶)于堿 或酸的金屬組成的主體分別為鎳、鈷、銅和鐵的蘭尼催化劑。本發(fā)明中，通過在蘭尼催化劑等氫化催化劑的存在下使含有水和丙酮的原料混合 物與氫反應(yīng)來制造2-丙醇，本發(fā)明中使用的原料混合物也可以是含有水和丙酮的混合物， 進(jìn)而還可以含有溶劑。作為溶劑，可以列舉甲醇、乙醇、2-丙醇等醇類；乙二醇、丙二醇、二乙二醇等二醇 類；二異丙醚、二丁基醚、乙二醇二甲醚、二甘醇二甲醚、三甘醇二甲醚等醚類；二甲基甲酰 胺、二甲基乙酰胺、乙腈、二甲基亞砜等非質(zhì)子性極性溶劑；己烷、庚烷、環(huán)己烷、環(huán)戊烷等烴 類等。本發(fā)明中使用的原料混合物含有溶劑時(shí)，這些溶劑中，優(yōu)選不需要從液狀反應(yīng)混合物 中除去的2-丙醇。另外，在本發(fā)明的制造方法中，每100重量份原料混合物中，丙酮和水的總計(jì)通常 為95 100重量份，優(yōu)選97 100重量份。本發(fā)明中，所述原料混合物中，相對(duì)于水和丙酮的合計(jì)100重量％，含有1. 2 4. 0 重量％的水，優(yōu)選含有1. 2 2. 5重量％，并更優(yōu)選含有1. 3 2. 3重量％。以下，原料混 合物中的、相對(duì)于水和丙酮的合計(jì)100重量％的水的量也記為水分含有率。如果水分含有率超過所述范圍，則為了精制含有通過本發(fā)明的制造方法獲得的 2_丙醇的液狀反應(yīng)混合物，而獲得不含水的、高純度的2-丙醇，需要很多能量，存在有成本 增加的傾向，因此不優(yōu)選。另外，如果水分含有率低于所述范圍，則存在有4-甲基-2-戊醇(MIBC)、2_甲基 戊烷-2，4-二醇(HG)等雜質(zhì)的生成量增大的傾向，因此不理想。另外，通常的丙酮中多含有作為雜質(zhì)的水，但本發(fā)明中，預(yù)先測(cè)定作為雜質(zhì)所含的水的量，并將該水量和新追加的水量的合計(jì)作為相對(duì)于水和丙酮的合計(jì)100重量％的水的量。另外，就本發(fā)明中使用的原料混合物而言，可以在預(yù)先混合丙酮和水后，供給至存 在氫化催化劑的反應(yīng)器，也可以分別向反應(yīng)器中供給丙酮和水，在反應(yīng)器中混合。本發(fā)明中丙酮與氫的反應(yīng)，在反應(yīng)溫度通常為40 200°C時(shí)進(jìn)行。使用蘭尼催化劑作為所述氫化催化劑時(shí)，丙酮與氫的反應(yīng)在反應(yīng)溫度通常為 40 160°C，優(yōu)選為50 150°C，更優(yōu)選為65 130°C的條件下進(jìn)行。另外，在使用含有氧化銅_氧化鋅的固體催化劑作為所述氫化催化劑時(shí)，丙酮與 水的反應(yīng)優(yōu)選在反應(yīng)溫度為100 160°C時(shí)進(jìn)行。如果反應(yīng)溫度在上述范圍內(nèi)，則二異丙醚、丙烷、乙烷、甲烷等副產(chǎn)物的生成量少， 因此優(yōu)選。另外，在反應(yīng)溫度低于上述范圍時(shí)，反應(yīng)速度降低，而為了提高2-丙醇的收率，會(huì) 存在必須顯著延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間的情況，因此不優(yōu)選。從提高2-丙醇收率和保護(hù)反應(yīng)器的觀點(diǎn)考慮，本發(fā)明中丙酮與氫的反應(yīng)中的反 應(yīng)壓力通常在0. 5 4. OMPaG、優(yōu)選在0. 7 3. OMPaG、更優(yōu)選在0. 8 2. 5MPaG。本發(fā)明中，丙酮與氫的反應(yīng)可以通過間歇式、或流動(dòng)法等來進(jìn)行。流動(dòng)法的情況 中，可以通過將未反應(yīng)的丙酮再利用于反應(yīng)體系中，進(jìn)行反應(yīng)。在本發(fā)明的制造方法中，在使用蘭尼催化劑作為所述氫化催化劑時(shí)，含有2-丙醇 的液狀反應(yīng)混合物中所包含的4-甲基-2-戊醇的含量在IOppm以下，2-甲基戊烷_2，4-二 醇的含量在IOOppm以下是優(yōu)選的，更優(yōu)選的是4-甲基-2-戊醇的含量在Sppm以下，2-甲 基戊烷_2，4- 二醇的含量在70ppm以下。另外，本發(fā)明中，在使用蘭尼催化劑作為所述氫化催化劑時(shí)，丙酮與氫的反應(yīng)優(yōu)選 在以下條件下進(jìn)行所述反應(yīng)中的未反應(yīng)的丙酮量不到0. 5重量％。本發(fā)明中，作為未反應(yīng)的丙酮量，越少越好，其下限沒有特別限定，通常，未反應(yīng)的 丙酮量為0.1重量％以上。另外，未反應(yīng)的丙酮量是指，每100重量％的從反應(yīng)器取出的含有2-丙醇的液狀 反應(yīng)混合物中的丙酮含有量。為了使未反應(yīng)的丙酮量處于所述范圍，可以通過將反應(yīng)溫 度·反應(yīng)壓力調(diào)整到所述范圍后，適當(dāng)選擇例如反應(yīng)時(shí)間等來進(jìn)行。作為反應(yīng)時(shí)間，在采用間歇法的液相法的情況下，通常為10分鐘 2小時(shí)左右。當(dāng)未反應(yīng)的丙酮量在高達(dá)0.5重量％以上且丙酮的轉(zhuǎn)化率低時(shí)，為了從液狀反應(yīng) 混合物中分離不含丙酮的高純度的2-丙醇需要很多能量，存在有成本增加的傾向，因此不 優(yōu)選。關(guān)于本發(fā)明中丙酮、氫和氫化催化劑的使用量，在使用間歇法的情況下，氫化催化 劑相對(duì)于100重量份丙酮，通常為1 30重量份，氫的使用量相對(duì)于Imol丙酮，通常為 0. 8 IOmol。在本發(fā)明的制造方法中，在通過流動(dòng)法進(jìn)行丙酮與氫的反應(yīng)時(shí)，本申請(qǐng)中除了將 原料混合物中以上述水分含有率含有水、使用氫化催化劑進(jìn)行反應(yīng)來作為必須的條件之 外，其它的各反應(yīng)條件可以列舉日本特許第2834495號(hào)公報(bào)記載的方法。以下，基于表示制造裝置的一個(gè)實(shí)施方式的流程圖(圖1)說明其實(shí)施方式。
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圖1中，1表示反應(yīng)器，2表示設(shè)置在反應(yīng)器1內(nèi)部的由氫化催化劑形成的固定催 化劑層，3表示含有丙酮和水的原料混合物的供給路線，4表示原料混合物的供給泵，5表示 將反應(yīng)混合物分離成氣體和液體的氣液分離器，6表示送液泵，7表示用于使由氣液分離器 5分離的液狀反應(yīng)混合物的一部分向反應(yīng)器循環(huán)的循環(huán)路線。在該裝置中，含有丙酮和水的原料混合物用供給泵4通過供給路線3，與從氣液分 離器5通過循環(huán)路線7循環(huán)到反應(yīng)器1中的液狀反應(yīng)混合物匯合，從反應(yīng)器1的入口 11供 給到反應(yīng)器1內(nèi)。此外，氫通過氫供給路線8，從反應(yīng)器1的入口 12供給到反應(yīng)器1內(nèi)。供給到反應(yīng)器1內(nèi)的氫和原料混合物以及從氣液分離器5循環(huán)來的液狀反應(yīng)混合 物在反應(yīng)器1內(nèi)流動(dòng)，在固定催化劑層2中，丙酮與氫反應(yīng)，生成2-丙醇。含有生成的2-丙 醇的反應(yīng)混合物從反應(yīng)器1的出口 13排出，通過路線9導(dǎo)入到氣液分離器5中。在氣液分離器5中，反應(yīng)混合物被分離成液狀反應(yīng)混合物，和以氫為主成分的氣 體狀反應(yīng)混合物。從獲得的液狀反應(yīng)混合物中抽出一部分，抽出的液狀反應(yīng)混合物通過送 液泵6，在熱交換器15中被冷卻，通過循環(huán)路線7，向反應(yīng)器1循環(huán)。這時(shí)，液狀反應(yīng)混合物的抽出量用調(diào)節(jié)閥16來調(diào)節(jié)。殘留的液狀反應(yīng)混合物被通 過路線10的熱交換器17冷卻后，在脫氣槽18中脫氣，通過路線19，被過濾器20精制，作為 反應(yīng)生成物被回收。此外，在氣液分離器5中被分離的氣體狀反應(yīng)混合物通過路線14導(dǎo)入 到熱交換器21中，在其中被冷卻，氣體狀反應(yīng)混合物中所含的液狀反應(yīng)混合物被回收。回 收的液狀反應(yīng)混合物通過調(diào)節(jié)閥24被送到脫氣槽18，與通過路線10輸送來的液狀反應(yīng)混 合物混合，被脫氣。熱交換器21中，除去了液狀反應(yīng)混合物的氣體狀反應(yīng)混合物的一部分作為循環(huán) 氫氣，通過路線22，向氫循環(huán)器23導(dǎo)入，被返送到氫供給路線8。而且，這其中，和與被反應(yīng) 消耗的氫相抵的新鮮的氫28混合，再經(jīng)過反應(yīng)器1的入口 12，向反應(yīng)器內(nèi)供給。另一方面，從熱交換器21排出的氣體狀反應(yīng)混合物的一部分通過壓力調(diào)節(jié)閥27， 被抽出到脫氣槽18中。在脫氣槽18中，將通過路線10輸送來的液狀反應(yīng)混合物和在熱交換器21中凝結(jié) 并經(jīng)調(diào)節(jié)閥24輸送來的液狀反應(yīng)混合物分別脫氣放出的氣體狀混合物、以及通過所述壓 力調(diào)節(jié)閥27抽出的氣體狀混合物一起，通過路線25，經(jīng)廢氣量調(diào)節(jié)閥26，抽出到反應(yīng)體系 外。由廢氣量調(diào)節(jié)閥26抽出的廢氣量被適當(dāng)調(diào)節(jié)，使得循環(huán)氫氣中不會(huì)蓄積氫以外 的雜質(zhì)氣體。所述循環(huán)氫氣的氫純度沒有特別限制，優(yōu)選為90摩爾％以上。此外，為了維 持該氫純度，作為氫28被供給的原料氫氣的氫純度優(yōu)選為99. 5摩爾％以上。這是因?yàn)?，?果原料氫氣的氫純度太低，則為了將循環(huán)氫氣的氫純度維持在90摩爾％以上，由廢氣量調(diào) 節(jié)閥26抽出的廢氣量增多，從經(jīng)濟(jì)上來說不優(yōu)選。此外，27是用于抽出循環(huán)氫氣的一部分而調(diào)節(jié)壓力的壓力調(diào)節(jié)閥。反應(yīng)器1的形式可以是槽型、管型、塔型中的任一種，沒有特別限制。氣液分離器5可以使用這種裝置中通常使用的種類，沒有特別限制。供給泵4、送液泵6、熱交換器15、17和21、以及脫氣槽18，也沒有特別限制。本發(fā)明的裝置不限于圖1中所示的裝置，可以有各種變形。例如，圖1中所示的裝
8置中，是使含有丙酮的原料混合物和從氣液分離器中抽出并向反應(yīng)器循環(huán)的液狀反應(yīng)混合 物的一部分合流，從反應(yīng)器的入口 11向反應(yīng)器內(nèi)供給，也可以是將原料混合物與循環(huán)的液 狀反應(yīng)混合物分別向反應(yīng)器內(nèi)供給。此外，也可以使向反應(yīng)器循環(huán)的液狀反應(yīng)混合物與氫氣混合，將它們供給反應(yīng)器， 或者也可以將由反應(yīng)器排出的氣液混合物的一部分除熱后，直接使其循環(huán)到反應(yīng)器。本發(fā)明中，在反應(yīng)結(jié)束后，通過對(duì)所述液狀反應(yīng)混合物或反應(yīng)生成物實(shí)施通常已 知的蒸餾方法以及根據(jù)需要實(shí)施脫水操作，可以獲得高純度的2-丙醇。
實(shí)施例以下，通過實(shí)施例和比較例，進(jìn)一步對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體說明?！矊?shí)施例1〕〈氫化催化劑的制備〉在內(nèi)徑為50mm、長(zhǎng)度為IOOmm的不銹鋼制反應(yīng)器的中間部分，填充塊狀的 鎳鋁合金(日興利卡(Nikko Rika)公司制，R-20L，粒徑4 5mm，Ni/Al的重量比 50/50) 200g (IOOml)，形成固定催化劑層，并在反應(yīng)器內(nèi)裝滿水。接著，通過送液泵連接容量為3000ml的水槽和反應(yīng)器下部。設(shè)置經(jīng)過反應(yīng)器內(nèi)的 液體由反應(yīng)器上部返回到水槽的路線。接著，驅(qū)動(dòng)送液泵，使水在反應(yīng)器內(nèi)以0.25L/分鐘 的流速循環(huán)，同時(shí)向水槽滴入另外制備的40%氫氧化鈉水溶液，使堿性水溶液在反應(yīng)體系 內(nèi)循環(huán)。通過堿性水溶液的循環(huán)，所述鎳鋁合金向蘭尼鎳催化劑展開。這時(shí)，伴隨氫化催化劑的展開，產(chǎn)生反應(yīng)熱，反應(yīng)器內(nèi)溫上升，因此調(diào)節(jié)氫氧化鈉 水溶液的滴入流速，使內(nèi)溫不超過50°C。氫氧化鈉水溶液以總量相當(dāng)于270g氫氧化鈉的量滴入。滴入結(jié)束后，繼續(xù)堿性水 溶液的循環(huán)，總的進(jìn)行20小時(shí)的展開處理。展開處理結(jié)束后，在反應(yīng)器內(nèi)流過作為洗滌液的純水，進(jìn)行固定催化劑層的洗滌。 洗滌一直持續(xù)到排出的洗滌液的PH為11以下。然后，收集所有的堿性水溶液和洗滌液，用螯合滴定法測(cè)定其中溶出的鋁量，并根 據(jù)下式求出所得的蘭尼鎳催化劑的展開率。
由該結(jié)果可知，制成了包含展開率為58 %的蘭尼鎳催化劑的固定催化劑層。 [數(shù)1]
展開率=_5囂招量邏〈反應(yīng)器的重組〉在反應(yīng)器下部連接具有1個(gè)排氣口和2個(gè)抽液口的氣液分離器，將一側(cè)的抽液口 與耐壓性的反應(yīng)混合物循環(huán)泵的吸入側(cè)相連接。將該泵的吐出側(cè)與反應(yīng)器上部的原料混合 物供給口連接，設(shè)置從氣液分離器中抽出的液狀反應(yīng)混合物向反應(yīng)器上部循環(huán)的路線。在 該循環(huán)路線的途中，連接原料混合物供給管線，使循環(huán)的液狀反應(yīng)混合物與原料混合物混 合。為了將獲得的液狀反應(yīng)混合物的一部分作為反應(yīng)生成物取出到系統(tǒng)外，使氣液分離器 的另一個(gè)抽液口通過調(diào)壓閥與玻璃接受器連接。此外，將氣液分離器的排氣口與調(diào)壓閥相
連，使剩余的氫作為排出氣體抽出到系統(tǒng)外?！幢臍浠涤稍匣旌衔锕┙o管線向反應(yīng)器供給2-丙醇，將反應(yīng)器內(nèi)的水置換為2-丙醇。接 著，使反應(yīng)混合物循環(huán)泵運(yùn)行，以1600ml/hr的循環(huán)量使2-丙醇循環(huán)。通過夾套開始反應(yīng)器的加熱，在反應(yīng)器內(nèi)溫達(dá)到100°C時(shí)，從反應(yīng)器上部，以79g/ hr(100ml/hr)的流量開始供給作為原料混合物的在98重量％丙酮(丙酮中的水含量為 0. 3重量％ )中添加有2重量％水的混合物，同時(shí)由原料混合物供給管線，以66. 6NL/hr的 流量，開始供給氫。另外，包含丙酮和水的原料混合物的水分含有率為2. 3重量％ (丙酮使用量X丙 酮中的水含量+水的添加量=(98X0. 003+2)重量％= 2. 29重量％ )。另外，水分含有率 的求取是將小數(shù)點(diǎn)后第2位四舍五入，精確到小數(shù)點(diǎn)后第1位。以反應(yīng)器內(nèi)壓力為2.0MpaG，反應(yīng)器內(nèi)溫度為100°C的條件，連續(xù)進(jìn)行反應(yīng)。通過 氣相色譜法分析所得的液狀反應(yīng)混合物。此時(shí)的液狀反應(yīng)混合物的組成為丙酮0. 2重量％，2_丙醇97. 5重量％?！矊?shí)施例2 4〕除了將原料混合物的水分含有率改變?yōu)楸?所示的量外，和實(shí)施例1同樣地進(jìn)行 丙酮的氫化反應(yīng)。〔比較例1〕除了將原料混合物的水分含有率改變?yōu)?. 1重量％外，和實(shí)施例1同樣地進(jìn)行丙 酮的氫化反應(yīng)?！脖容^例2〕除了將原料混合物的水分含有率改變?yōu)?. 3重量％外，和實(shí)施例1同樣地進(jìn)行丙 酮的氫化反應(yīng)。實(shí)施例1 4的結(jié)果示于表1，比較例1、2的結(jié)果示于表2。[表1]
實(shí)施例1實(shí)施例2實(shí)施例3實(shí)施例4原料混合物的水分含有率(重量％)2. 31. 61. 31. 2丙酮的未反應(yīng)量(重量％)0. 20. 20. 10. 22-丙醇生成量(重量％ )97. 598. 398. 698. 64-甲基-2-戊醇(MIBC) (ppm)13352-甲基戊烷 _2，4_ 二醇(HG) (ppm)21253060其它雜質(zhì)(PPm)180162167235
10
[表 2] 〔實(shí)施例5〕〈氫化催化劑的還原處理〉在內(nèi)徑為38. 4mm、長(zhǎng)度為4800mm的不銹鋼制反應(yīng)器的中間部分，填充 3765g (2895ml)圓柱狀的CuO-ZnO催化劑(德國(guó)南方化學(xué)催化劑公司(Sild-Chemie Catalysts Japan)制，粒徑3. 2mm,高度3. 2mm)，形成固定催化劑層，并使用氮?dú)鈱?duì)反應(yīng) 器內(nèi)進(jìn)行置換。接著，在中間圓筒中裝入2-丙醇(水分含量2.0重量％)，并由中間圓筒，通過泵， 使2-丙醇以101/hr從反應(yīng)器上部開始流通。2-丙醇的流通開始2小時(shí)后，在維持2-丙醇 的流通的同時(shí)使氫氣以2Nm3/hr進(jìn)行流通，將反應(yīng)器的壓力調(diào)整為3. OMPaG。反應(yīng)器壓力達(dá)到3. OMPaG后，一邊維持2_丙醇流和氫流，一邊通過設(shè)置在反應(yīng)器 入口的雙管熱交換器將反應(yīng)器上部的溫度調(diào)整為100°c。從反應(yīng)器的溫度達(dá)到100°c開始， 維持反應(yīng)器內(nèi)壓力、反應(yīng)器溫度、2-丙醇流、氫流3小時(shí)，進(jìn)行催化劑的還原處理?！幢臍浠颠€原處理結(jié)束后，將2-丙醇的流量調(diào)整為25.61/hr，氫的流量調(diào)整為0. 5INm3/ hr，反應(yīng)器內(nèi)壓力調(diào)整為2. OMPaG。用雙管熱交換器將反應(yīng)器上部的溫度調(diào)整為140°C。當(dāng)反應(yīng)器上部的溫度達(dá)到140°C時(shí)，開始以1. 641/hr的流量供給包含丙酮和水的 原料混合物(水分含有率為2.0重量％)。反應(yīng)器下部的溫度由于反應(yīng)熱而上升到160°C。在反應(yīng)器內(nèi)壓力為2. OMPaG、反應(yīng)器上部溫度為140°C的條件下連續(xù)進(jìn)行反應(yīng)。通 過氣相色譜法分析所得的液狀反應(yīng)混合物。此時(shí)的液狀的丙酮轉(zhuǎn)化率為98. 5%，2-丙醇的選擇率(重量％)為98.6%?！脖容^例3〕除了將包含丙酮和水的原料混合物的水分含有率改變?yōu)?. 3重量％，將2-丙醇的 水分含有率改變?yōu)?. 3重量％外，和實(shí)施例5同樣地進(jìn)行丙酮的氫化反應(yīng)。實(shí)施例5的結(jié)果示于表3，比較例3的結(jié)果示于表4。
[表 3] [表 4]
權(quán)利要求
一種2 丙醇的制造方法，是在氫化催化劑的存在下使丙酮與氫反應(yīng)來制造2 丙醇的方法，其特征在于，所述反應(yīng)通過在氫化催化劑的存在下使含有水和丙酮的原料混合物與氫反應(yīng)而進(jìn)行，所述原料混合物中，相對(duì)于水與丙酮的合計(jì)100重量％，含有1.2～4.0重量％的水。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的2-丙醇的制造方法，其特征在于，所述氫化催化劑為蘭尼催 化劑。
3 根據(jù)權(quán)利要求2所述的2-丙醇的制造方法，其特征在于，所述蘭尼催化劑為選自由 蘭尼鎳和蘭尼鈷組成的組中的至少一種蘭尼催化劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1 3任一項(xiàng)所述的2-丙醇的制造方法，其特征在于，所述原料混合 物中，相對(duì)于水與丙酮的合計(jì)100重量％，含有1. 2 2. 5重量％的水。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的2-丙醇的制造方法，其特征在于，通過所述反應(yīng)而生成 的2-丙醇中所含有的4-甲基-2-戊醇的含量為IOppm以下，2-甲基戊烷_2，4- 二醇的含 量為IOOppm以下。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或3或5所述的2-丙醇的制造方法，其特征在于，在通過所述反應(yīng) 而生成的2-丙醇中所含有的未反應(yīng)的丙酮量不到0. 5重量％的條件下進(jìn)行反應(yīng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的2-丙醇的制造方法，其特征在于，所述氫化催化劑為含有氧 化銅-氧化鋅的固體催化劑。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供一種能夠以比以往更高的純度獲得2-丙醇，并且抑制了雜質(zhì)副生的高純度2-丙醇的制造方法。本發(fā)明的2-丙醇的制造方法，是在氫化催化劑的存在下使丙酮與氫反應(yīng)來制造2-丙醇的方法，其特征在于，所述反應(yīng)通過在氫化催化劑的存在下使含有水和丙酮的原料混合物與氫反應(yīng)而進(jìn)行，并且所述原料混合物中，相對(duì)于水與丙酮的合計(jì)100重量％，含有1.2～4.0重量％的水。
文檔編號(hào)B01J25/02GK101910098SQ20098010171
公開日2010年12月8日 申請(qǐng)日期2009年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月21日
發(fā)明者東克成, 土井憲治, 妹尾紳司, 森實(shí)邦彥, 白幡辰夫 申請(qǐng)人:三井化學(xué)株式會(huì)社