一种异丁烯氧化制备甲基丙烯醛、以及联产甲基丙烯腈的方法技术

本发明专利技术公开一种异丁烯氧化制备甲基丙烯醛、以及联产甲基丙烯腈的方法。包括如下步骤：1)将异丁烯、氧化剂混合与催化剂混合，进行反应，制备得到甲基丙烯醛；2)再将甲基丙烯醛、氨、氧化剂和催化剂混合，进行反应，制备得到甲基丙烯腈。其中，步骤1)和步骤2)中所述催化剂相同。本发明专利技术通过同一种催化剂和反应条件的控制，在同一反应器上可选择性的得到甲基丙烯醛或甲基丙烯腈；或者进一步地，可以通过串联反应管的方式将异丁烯先氧化到甲基丙烯醛，再将甲基丙烯醛氨氧化得到甲基丙烯腈。不但可以有效解决异丁烯直接氨氧化到甲基丙烯腈的强反应热问题，提升甲基丙烯腈的选择性，还可以实现甲基丙烯醛和甲基丙烯腈的联产。现甲基丙烯醛和甲基丙烯腈的联产。

【技术实现步骤摘要】
一种异丁烯氧化制备甲基丙烯醛、以及联产甲基丙烯腈的方法


[0001]本专利技术属于甲基丙烯醛和甲基丙烯腈制备领域，具体涉及一种异丁烯氧化制备甲基丙烯醛、以及联产甲基丙烯腈的方法。

技术介绍

[0002]异丁烯生产甲基丙烯醛、甲基丙烯腈的催化剂主要是Mo系催化剂，其中甲基丙烯醛主要是作为甲基丙烯酸甲酯的中间体。异丁烯制备甲基丙烯腈的重要中间体同样是甲基丙烯醛，而现有技术中将异丁烯直接氨氧化制备甲基丙烯腈存在强反应热的问题。如何解决现有技术中异丁烯直接氨氧化制备甲基丙烯腈强反应热的问题，成为亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供一种异丁烯氧化制备甲基丙烯醛的方法，所述方法包括如下步骤：
[0004]将异丁烯、氧化剂和催化剂混合，进行反应，制备得到甲基丙烯醛；
[0005]其中，所述催化剂为负载型催化剂，其包括载体和负载在载体上的活性组分，其中，所述活性组分的化学式如式(1)所示：
[0006]Mg
a
Ni
b
Fe
c
K
d
Mo
e
Bi
f
X
g
Y
h
O
z
ꢀꢀꢀ
式(1)
[0007]其中，X为锌、钙、钡和钴中的至少一个元素，Y为铜、铈、钐和铌中的至少一个元素，a＝1
‑
10，b＝1
‑
8，c＝1
‑
5，d＝0.05
‑<br/>0.5，e＝3
‑
15，f＝0.1
‑
1，g＝0
‑
6，h＝0
‑
8，z为满足其他元素化合价所需的氧原子总数。
[0008]根据本专利技术的实施方案，原料中还含有水。优选地，异丁烯、氧化剂和水的体积比为1:(8
‑
12):(0.001
‑
1)，例如为1:(9
‑
10):(0.002
‑
0.5)，示例性为1:9.0:0.002、1:9.4:0.002(即5:47:0.01)、1:9.5:0.002或1:10.0:0.002等。
[0009]根据本专利技术的实施方案，所述氧化剂为氧气或空气。
[0010]根据本专利技术的实施方案，所述反应的温度为350
‑
450℃，例如360
‑
430℃，优选为400
‑
430℃，示例性为350℃、360℃、370℃、380℃、390℃、400℃、410℃、420℃或430℃。
[0011]根据本专利技术的实施方案，所述反应的压力为常压。
[0012]根据本专利技术的实施方案，所述反应可以在固定床反应器或流化床反应器等中进行。
[0013]本专利技术还提供一种制备甲基丙烯腈的方法，所述方法包括如下步骤：
[0014]1)将异丁烯、氧化剂、与催化剂混合，进行反应，制备得到甲基丙烯醛；
[0015]2)再将甲基丙烯醛、氨、氧化剂和催化剂混合，进行反应，制备得到甲基丙烯腈；
[0016]步骤1)和步骤2)中所述催化剂为负载型催化剂，其包括载体和负载在载体上的活性组分，其中，所述活性组分的化学式如式(1)所示：
[0017]Mg
a
Ni
b
Fe
c
K
d
Mo
e
Bi
f
X
g
Y
h
O
z
ꢀꢀꢀ
式(1)
[0018]其中，X为锌、钙、钡和钴中的至少一个元素，Y为铜、铈、钐和铌中的至少一个元素，a＝1
‑
10，b＝1
‑
8，c＝1
‑
5，d＝0.05
‑
0.5，e＝3
‑
15，f＝0.1
‑
1，g＝0
‑
6，h＝0
‑
8，z为满足其他元素化合价所需的氧原子总数。
[0019]优选的，步骤1)和步骤2)中所使用的催化剂相同。
[0020]根据本专利技术的实施方案，步骤1)中，甲基丙烯醛的制备条件如上文所述。
[0021]根据本专利技术的实施方案，步骤2)中，原料还包括水。优选地，所述异丁烯、氨气、氧化剂和水的体积比为1:(1
‑
2):(8
‑
12):(0.002
‑
1)，例如为1:(1.1
‑
2):(8
‑
12):(0.002
‑
1)，再例如为1:(1.2
‑
1.5):(9
‑
10):(0.002
‑
0.5)，示例性为1:1.2:9.4:0.002(即5:6:47:0.01)。
[0022]根据本专利技术的实施方案，所述氧化剂为氧气或空气。
[0023]根据本专利技术的实施方案，步骤2)中，所述反应的温度为350
‑
450℃，例如360
‑
430℃，优选为400
‑
430℃，示例性为350℃、360℃、370℃、380℃、390℃、400℃、410℃、420℃或430℃。
[0024]根据本专利技术的实施方案，步骤2)中，所述反应的压力为常压。
[0025]根据本专利技术的实施方案，制备甲基丙烯醛和/或甲基丙烯腈可在固定床反应器或流化床反应器等中进行。
[0026]根据本专利技术的一种实施方式，所述甲基丙烯醛的制备可以在第一段反应管中进行，制备甲基丙烯腈的氨氧化反应可以在第二段反应管中进行，两段反应管串联。即先以不含氨气的原料在第一段反应管中制备得到甲基丙烯醛，而后将生成的甲基丙烯醛通入第二段反应管中，甲基丙烯醛与氨气在催化剂作用下于第二段反应管中发生氨氧化，得到甲基丙烯腈。
[0027]根据本专利技术的实施方案，第一段反应管和第二段反应管中的反应温度和反应压力如上文所示。
[0028]根据本专利技术的实施方案，所述第一段反应管和/或第二段反应管可以为不锈钢反应管。例如，所述第一段反应管为内径为19mm的316L不锈钢反应管；例如，第二段反应管为内径为19mm的316L不锈钢反应管。
[0029]根据本专利技术的另一种实施方式，甲基丙烯醛和甲基丙烯腈的制备可以在同一反应器中进行。例如，先制备得到甲基丙烯醛，而后向反应器中通入氨气，制备得到甲基丙烯腈。
[0030]根据本专利技术的实施方案，所述方法中还包括对制备甲基丙烯腈产生的尾气进行处理。例如，利用含有水相和硫酸溶液的装置对尾气进行吸收。其中，水相吸收未冷凝的一些副产物，硫酸溶液用于中和未反应的氨气。
[0031]本专利技术的有益效果：
[0032]本专利技术通过使用本专利技术所述的催化剂和反应条件的控制，在同一套反应装置上可选择的得到本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.异丁烯氧化制备甲基丙烯醛的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：将异丁烯、氧化剂和催化剂混合，进行反应，制备得到甲基丙烯醛；其中，所述催化剂为负载型催化剂，其包括载体和负载在载体上的活性组分，其中，所述活性组分的化学式如式(1)所示：Mg
a
Ni
b
Fe
c
K
d
Mo
e
Bi
f
X
g
Y
h
O
z
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式(1)其中，X为锌、钙、钡和钴中的至少一个元素，Y为铜、铈、钐和铌中的至少一个元素，a＝1
‑
10，b＝1
‑
8，c＝1
‑
5，d＝0.05
‑
0.5，e＝3
‑
15，f＝0.1
‑
1，g＝0
‑
6，h＝0
‑
8，z为满足其他元素化合价所需的氧原子总数。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，原料中还含有水。优选地，所述异丁烯、氧化剂和水的体积比为1:(8
‑
12):(0.001
‑
1)，例如为1:(9
‑
10):(0.002
‑
0.5)。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述氧化剂为氧气或空气。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的方法，其特征在于，所述反应的温度为350
‑
450℃，例如360
‑
430℃，优选为400
‑
430℃。优选地，所述反应的压力为常压。优选地，所述反应在固定床反应器或流化床反应器中进行。5.一种制备甲基丙烯腈的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：1)将异丁烯、氧化剂与催化剂混合，进行反应，制备得到甲基丙烯醛；2)再将甲基丙烯醛、氨、氧化剂和催化剂混合，进行反应，制备得到甲基丙烯腈；其中，步骤1)和步骤2)中所述催化剂为负载型催化剂，其包括载体和负载在载体上的活性组分，所述活性组分的化学式如式(1)所示：Mg
a
Ni
b
Fe
c
K
d
Mo
e
Bi
f
X
g
Y
h
O
z
ꢀꢀꢀꢀ
式(1)其中，X为锌、钙、钡和钴中的至少一个元素，Y为铜、铈、钐和铌中的至少一个元素，a＝1
‑
10，b＝1
‑
8，c＝1
‑
5，d＝0.05
‑
0.5，e＝3
‑
15，f＝0.1
‑
1，g＝0
‑
6，h＝0
‑
8，z为满足其他元素化合价所需的氧原子总数。优选的，步骤1)和步骤2)中所使用的催化剂相同。6.根据权利要求1
‑
5所述的方法，其特征在于，所述催化剂为Mg2Ni5Fe
1.8
K
0.09
Mo
12
Bi
0.45
O
z
、Mg2Ni4Fe
2.5
K<...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨盼盼，戚伟杰，宋立明，郑虓，
申请(专利权)人：北京水木滨华科技有限公司，
类型：发明
国别省市：