有氣相和液相脫氫兩種方法。
(1)氣相脫氫用鋅銅合金或氧化鋅作催化劑,溫度400～500℃,常壓;液相脫氫用蘭尼鎳或亞鉻酸銅作催化劑,溫度150℃。液相脫氫反應(yīng)溫度及能耗較低,產(chǎn)率較高,催化劑壽命長(zhǎng),分離工藝簡(jiǎn)單。
(2)丁烷液相氧化法
丁烷液相氧化的主產(chǎn)品是乙酸,同時(shí)副產(chǎn)丁酮(約占乙酸產(chǎn)量的16%)。反應(yīng)溫度150～225℃,壓力4.0～8.0MPa。例如美國(guó)聯(lián)合碳化物公司,1976年用此法生產(chǎn)了22.6萬(wàn)噸乙酸,得到3.6萬(wàn)噸的副產(chǎn)丁酮。目前在美國(guó)約20%的丁酮是用此法生產(chǎn)的。
目前正在研究、發(fā)展的方法有丁烯液相氧化法、異丁苯法等。
(3)丁烯液相氧化法
此法稱為互克爾法(Wacker法)。以氯化鈀/氯化銅溶液為催化劑,在90～120℃、1.0～2.0MPa條件下進(jìn)行反應(yīng)。
丁烯轉(zhuǎn)化率約95%,丁酮收率約88%,得到的反應(yīng)液通過(guò)蒸餾等方法提純而得到成品。此法工藝過(guò)程簡(jiǎn)單,但設(shè)備腐蝕嚴(yán)重,需用重金屬作催化劑。此法尚未應(yīng)用于大規(guī)模生產(chǎn)。
(4)異丁苯法
正丁烯和苯經(jīng)烴化生成異丁苯,異丁苯氧化生成過(guò)氧化氫異丁苯,最后用酸分解得到丁酮和苯酚。
苯烴化以三氯化鋁為催化劑,反應(yīng)溫度50～70℃,得異丁基苯;
異丁基苯于110～130℃、0.1～0.49MPa壓力下,液相氧化生成異丁基苯過(guò)氧化氫;
然后在酸催化劑存在下分解,于20～60℃提濃氧化液,生成丁酮和苯酚,最后分離精制而得成品。
此法特點(diǎn)是工藝設(shè)備腐蝕較輕,反應(yīng)條件溫和,有利于工業(yè)化。丁酮是干餾木材的蒸出液(木醇油)的重要組分。工業(yè)上從仲丁醇、丁烷等制取。
1.硫酸間接水合法含丁醇的混合C4餾分與硫酸接觸生成酸式硫酸酯和中式硫酸酯,然后用水稀釋,水解生成仲丁醇水溶液,再經(jīng)脫水、提濃得仲丁醇。純仲丁醇經(jīng)鎳或氧化鋅催化脫氫后,得成品。
2.正丁烯直接水合法 此法分兩種,一種以樹(shù)脂為催化劑,另一種以雜多酸為催化劑。
3.仲丁醇脫氫法 此工藝分氣相法與液相法,大部分采用氣相法脫氫工藝。即仲丁醇在脫氫催化劑作用下經(jīng)脫氫制得丁酮。
4.乙烯氣相氧化法。
5.異丁苯法正丁烯和苯經(jīng)烴化生成異丁苯,異丁苯氧化生成過(guò)氧化氫異丁苯,最后用酸分解得到丁酮和苯酚。此法特點(diǎn)是:工藝設(shè)備腐蝕較輕,反應(yīng)條件溫和,有利于工業(yè)化。
6.含丁醇的混合C4餾分與硫酸反應(yīng),然后用水稀釋,水解生成仲丁醇水溶液,再經(jīng)脫水、提純得仲丁醇。純仲丁醇經(jīng)鎳或氧化鋅催化脫氫后,得成品?；蛘呃谜∠┲苯铀戏?。
7.以工業(yè)品丁酮為原料,加入少量無(wú)水碳酸鈉,攪動(dòng),加熱回流,過(guò)濾后蒸餾。選擇不同塔板的精餾塔和回流比,可得到不同含量的純品丁酮。
8.主要采用酯化法。以含丁烯的混合C 4 餾分為原料,與硫酸進(jìn)行酯化反應(yīng),生成酸性硫酸酯和中性硫酸酯,然后用水稀釋,水解生成仲丁醇水溶液,再經(jīng)脫水、提濃得仲丁醇,最后經(jīng)催化脫氧后,得成品反應(yīng)如下:
C 4H8+H2S O 4→ 4C 3H9HS O 4→ OC 3H9OH+H2S O 4
C 4H9OH -H2→ CH3C O C 2H5
F Highly flammable 極易燃物品
T Toxic 有毒物品
Xi Irritant 刺激性物品
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