一种连续化制备羟基丙酮的方法与流程
1.本发明属于化工生产技术领域，具体地，涉及一种连续化制备羟基丙酮的方法。
背景技术：
2.羟基丙酮是一种无有刺激性液体，有香味。存在于啤酒、烟草和蜂蜜中。可用于制取药物、香料、染料等；也可以用来作为有机合成中间体、硝酸纤维素的溶剂、肽合成保护剂。
3.羟基丙酮主要采用1，2-丙二醇氧化法和一溴丙酮/一氯丙酮酯化醇解法生产，其中氧化法反应条件苛刻，设备要求高；醇解法所使用的原料均有毒、价格也较高。另外，这两种方法均以石油基产品为原料，而随着化石资源的短缺，开发非石油路线制备羟基丙酮的工艺备受人们关注。
4.美国专利us11810776中公开了以生物质甘油为原料，在铜铬催化剂的作用下于230℃脱水得到羟基丙酮，该专利表明该步脱水反应收率在55％左右，得到羟基丙酮的同时会产生大量的釜残。同时可以看到，该专利中羟基丙酮以釜式反应进行脱水，其处理量小，能耗大。
[0005][0006]
针对以上不足，本发明公开了一种处理量更大、操作更简便的羟基丙酮生产方法。
技术实现要素：
[0007]
本发明的目的在于提供一种连续化制备羟基丙酮的方法，解决了现有技术中存在的问题。
[0008]
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
[0009]
本发明以甘油为原料经塔式反应器可连续进行脱水反应得到羟基丙酮。
[0010]
一种连续化制备羟基丙酮的方法，包括如下步骤：
[0011]
步骤一、反应液预热：将甘油、催化剂和水按照质量比投入预热器中，充分搅拌混匀，并预热至90-110℃，得到混合液；
[0012]
步骤二、反应段加热：开启反应段加热，维持反应段温度为200-300℃，精馏段无需加热；
[0013]
步骤三、进料：将混合液通入精馏段与反应段之间的进料口，整个进料过程需维持反应段温度200-300℃；
[0014]
步骤四、脱水反应：随着反应段开始进料反应后，收集冷凝器内有液体，为含水羟基丙酮；
[0015]
步骤五、二次精馏：含水羟基丙酮经除水、精馏后可得到含量≥98％的羟基丙酮成品。
[0016]
进一步地，甘油、催化剂和水的质量比为甘油∶催化剂∶水＝1∶1％～6％∶5％～
20％。
[0017]
进一步地，所述催化剂为铜铬催化剂，亚铬酸铜，44-48％cuo。
[0018]
进一步地，步骤三中混合液的流速为5ml/min。
[0019]
进一步地，进料过程需维持反应段温度230-250℃。
[0020]
进一步地，反应段开始反应，收集反应段底部含催化剂的釜残。
[0021]
本发明的有益效果：
[0022]
1、本方法以塔式反应器代替传统的釜式反应器，以连续反应代替了间歇反应，在降低反应能耗的同时，提高了处理量。
[0023]
2、本反应采用多功能塔式反应器，塔的下部为反应段，上部为精馏段，在甘油脱水得到羟基丙酮的同时，立即对羟基丙酮进行初步精馏，反应与精馏过程同时同塔进行，简化了工艺过程。
[0024]
3、本方法以塔式反应器代替传统的釜式反应器，脱水产生的聚合物随即由釜底离开反应段，不会在塔内长时间积累，相比釜式反应器，可避免聚合物长时间处于高温下产生难以处理的高聚物；
[0025]
4、本方法以塔式反应器代替传统的釜式反应器，脱水产生聚合物的即时排除，也可避免催化剂活性的快速降低，大大提高了该步反应的选择性及转化率。
附图说明
[0026]
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0027]
图1为本发明一种连续化制备羟基丙酮的方法的工艺流程图。
具体实施方式
[0028]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0029]
请参阅图1所示，本发明为一种连续化制备羟基丙酮的方法，包括如下步骤：
[0030]
步骤一、反应液预热：将甘油、催化剂和水按照质量比投入预热器中，充分搅拌混匀，并预热至90-110℃，得到混合液；
[0031]
步骤二、反应段加热：开启反应段加热，维持反应段温度为200-300℃，精馏段无需加热；
[0032]
步骤三、进料：将混合液通入精馏段与反应段之间的进料口，整个进料过程需维持反应段温度200-300℃；
[0033]
步骤四、脱水反应：随着反应段开始进料反应后，收集冷凝器内有液体，为含水羟基丙酮；
[0034]
步骤五、二次精馏：含水羟基丙酮经除水、精馏后可得到含量≥98％的羟基丙酮成
品。
[0035]
其中，甘油、催化剂和水的质量比为甘油∶催化剂∶水＝1∶1％～6％∶5％～20％。催化剂为铜铬催化剂，亚铬酸铜，44-48％cuo。
[0036]
其中，步骤三中混合液的流速为5ml/min。进料过程需维持反应段温度230-250℃。反应段开始反应，收集反应段底部含催化剂的釜残。
[0037]
实施例1
[0038]
步骤一、1l预热器中加入800g甘油、24g催化剂、40g水，将混合液充分搅拌，并预热至100
±
5℃；
[0039]
步骤二、开启反应段加热，控制反应段温度235～240℃，稳定30min；
[0040]
步骤三、待预热器和反应段温度稳定后，开启进料泵，将预热器中悬浮有催化剂的混合液以5ml/min的速度通入反应段，加料过程维持反应段温度235
±
5℃；
[0041]
步骤四、开始加料后，即可观察到冷凝器内有液体流出，为含水羟基丙酮，gc含量约89％，同时含水约21％；随着加料的进行，可观察到反应段底部有黏稠状黑液体流出，为含催化剂的釜残。
[0042]
步骤五、含水羟基丙酮经除水、负压精馏后得到无水羟基丙酮582.96g，含量≥98.76％，收率89.46％。
[0043]
实施例2
[0044]
步骤一、1l预热器中加入800g甘油、24g催化剂、80g水，将混合液充分搅拌，并预热至100
±
5℃；
[0045]
步骤二、开启反应段加热，控制反应段温度235～240℃，稳定30min；
[0046]
步骤三、待预热器和反应段温度稳定后，开启进料泵，将预热器中悬浮有催化剂的混合液以5ml/min的速度通入反应段，加料过程维持反应段温度235
±
5℃；
[0047]
步骤四、开始加料后，即可观察到冷凝器内有液体流出，为含水羟基丙酮，gc含量约89％，同时含水约27％；随着加料的进行，可观察到反应段底部有黏稠状黑液体流出，为含催化剂的釜残。
[0048]
步骤五、含水羟基丙酮经除水、负压精馏后得到无水羟基丙酮588.36g，含量≥99.18％，收率90.29％。
[0049]
在说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0050]
以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
技术特征：
1.一种连续化制备羟基丙酮的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、反应液预热：将甘油、催化剂和水按照质量比投入预热器中，充分搅拌混匀，并预热至90-110℃，得到混合液；步骤二、反应段加热：开启反应段加热，维持反应段温度为200-300℃，精馏段无需加热；步骤三、进料：将混合液通入精馏段与反应段之间的进料口，整个进料过程需维持反应段温度200-300℃；步骤四、脱水反应：随着反应段开始进料反应后，收集冷凝器内有液体，为含水羟基丙酮；步骤五、二次精馏：含水羟基丙酮经除水、精馏后可得到含量≥98％的羟基丙酮成品。2.根据权利要求1所述的一种连续化制备羟基丙酮的方法，其特征在于，甘油、催化剂和水的质量比为甘油∶催化剂∶水＝1∶1％～6％∶5％～20％。3.根据权利要求1所述的一种连续化制备羟基丙酮的方法，其特征在于，所述催化剂为铜铬催化剂。4.根据权利要求1所述的一种连续化制备羟基丙酮的方法，其特征在于，步骤三中混合液的流速为5ml/min。5.根据权利要求1所述的一种连续化制备羟基丙酮的方法，其特征在于，进料过程需维持反应段温度230-250℃。6.根据权利要求1所述的一种连续化制备羟基丙酮的方法，其特征在于，反应段开始反应，收集反应段底部含催化剂的釜残。
技术总结
本发明涉及一种连续化制备羟基丙酮的方法，属于化工生产技术领域，包括如下步骤：步骤一、反应液预热；步骤二、反应段加热；步骤三、进料；步骤四、脱水反应；步骤五、二次精馏：含水羟基丙酮经除水、精馏后可得到含量≥98％的羟基丙酮成品。以塔式反应器代替传统的釜式反应器，以连续反应代替了间歇反应，在降低反应能耗的同时，提高了处理量；在甘油脱水得到羟基丙酮的同时，立即对羟基丙酮进行初步精馏，反应与精馏过程同时同塔进行，简化了工艺过程。相比釜式反应器，可避免聚合物长时间处于高温下产生难以处理的高聚物；脱水产生聚合物的即时排除，也可避免催化剂活性的快速降低，大大提高了该步反应的选择性及转化率。提高了该步反应的选择性及转化率。提高了该步反应的选择性及转化率。
