一种合成2,3-丁二醇的方法技术

本发明专利技术公开了一种合成2，3-丁二醇的方法，它是醇、混合C4烃和双氧水在装有催化剂的反应器内，混合C4烃和双氧水发生反应，生成2，3-丁二醇。采用本发明专利技术工艺简单、周期短、双氧水转化率及2，3-丁二醇选择性高，且整个过程容易实现、成本低、工业化应用前景广阔。?

【技术实现步骤摘要】
,3-丁二醇的方法
本专利技术涉及化工领域，特别是涉及，3_ 丁二醇的方法。
技术介绍
2，3-丁二醇(CH3CH0HCH0HCH3，2, 3_butanediol，BD)也称 2，3-双羟基丁烷、二亚甲基二醇，其分子中含有2个手性碳原子，存在3种旋光异构体，分别为D-(-)-2，3- 丁二醇、L-(+) -2, 3-丁二醇和meso-2，3-丁二醇。2，3-丁二醇是重要的化工原料和液体燃料，广泛用于化工、食品、航空航天燃料等领域。其热值较高可作为燃料添加剂，还可用于制备油墨、香水、熏蒸剂、增湿剂、软化剂、增塑剂、炸药及药物手性载体等。在我国，2，3-丁二醇还被添加到白酒中，以改善白酒的风味。另外，2，3-丁二醇的脱水产物甲乙酮可作树脂、油漆等的溶剂；其酯化后的脱水产物1，3-丁二烯可用于合成橡胶、聚酯和聚亚胺酯；其与甲乙酮脱氢形成辛烷异构体可生产高级航空用油。目前生产2，3-丁二醇主要以生物法为主。一般是先采用常用的方法培养粘质沙雷氏菌，再将菌种子液接种于培养基中，通入空气，搅拌，一定温度下发酵培养3飞小时；然后补充产物促进因子-乙酸钠，于25 35°C在培养液中再次发酵培养15 18小时；最后控制呼吸商(RQ)，在25 35°C在培养液中发酵培养32 36小时，获得含有2，3- 丁二醇的发酵液。如专利CN1884560A用粘质沙雷菌种生物发酵生产2，3- 丁二醇。但生物法技术存在发酵周期长、工艺繁杂、产量低、成本高以及选择性不高等缺陷，严重制约了 2，3-丁二醇合成技术的推广应用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种由混合C4烃氧化合成2，3- 丁二醇的方法。 本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的:醇、含有C4烯烃的混合C4烃和双氧水在装有催化剂的反应器内，混合C4烃和双氧水发生氧化反应生成2，3- 丁二醇。本专利技术所采用的含有C4烯烃的混合C4烃是指来自炼厂的混合C4烃、用于生产聚异丁烯后的混合C4烃、用于生产甲基叔丁基醚后的混合C4烃中的一种或多种。本专利技术所使用醇为甲醇、乙醇、丙醇和丁醇等低碳醇中的一种，其中优选甲醇。所述的醇、混合C4烃和双氧水的摩尔比为(I 40):(1 10):1。所述的反应条件是反应温度(TC 200°C，反应压力0.5 8.5MPa，液体(双氧水和醇)空速0.1 60h 1O所述反应器可以是管道连续反应器，或者是固定床反应器，或者是淤浆床反应器，或者是爸式间歇反应器，或者是流化床反应器。所述催化剂是三氧化二铝改性的钛硅分子筛催化剂。所述钛硅分子筛催化剂的具体改性方法是:取20%的Al2O3与80%的钛硅分子筛催化剂，将两者混合均匀，通过挤条成型，100 ° C干燥4 h，500 ° C焙烧4 h，得到三氧化二铝改性的钛硅分子筛催化剂 。本专利技术由混合C4烃一步合成2，3- 丁二醇，克服了现有生物法生产周期长，工艺复杂，操作困难等缺陷，工艺简单、周期短、双氧水转化率及2，3-丁二醇选择性高，且整个过程容易实现、成本低、工业化应用前景广阔。具体实施例方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步的说明，但并不因此而限制本专利技术的内容。实施例1 ①取20%的Al2O3与 80%的钛硅分子筛催化剂，将两者混合均匀，通过挤条成型，100° C干燥4h，500 ° C焙烧4 h，得到三氧化二铝改性的钛硅分子筛催化剂。②将15g步骤①所制备的催化剂，用IOg石英沙稀释后装于固定床反应器中。甲醇、混合C4烃与双氧水的摩尔比为40:1:1，甲醇和双氧水分别用计量泵注入反应器，混合C4烃通过计量泵注入反应器，三种反应物与改性钛硅分子筛催化剂接触反应，合成2，3- 丁二醇。反应条件:反应温度O °C，反应压力0.5 Mpa，反应床层液体空速60 h —\所得产物经过色谱分析，2，3- 丁二醇选择性为40.5%，双氧水转化率为99.3%。实施例2 催化剂制备如实施例1步骤①所示。将催化剂装于淤浆床反应器中，液体总体积为3升，催化剂装填量占总液体量的5%0乙醇、混合C4烃与双氧水的摩尔比为40:10:1，反应条件:反应温度60 °C，反应压力8.5 MPa，反应床层液体空速10 h — \其他步骤如同实施例1。所得产物经过色谱分析，2，3- 丁二醇选择性为41.8%，双氧水转化率为99.5%。实施例3: 催化剂制备如实施例1步骤①所示。将IOg所制备的催化剂，用20g石英沙稀释，装于管道连续反应器中。反应条件:反应温度80 °C，反应压力2.1 MPa，丙醇、混合C4烃与双氧水的摩尔比为1:1:1，反应床层液体空速0.1 h —S其它步骤同实施例1。所得产物经过色谱分析，2，3-丁二醇选择性为39.5%,双氧水转化率为99.1 %。实施例4: 催化剂制备如实施例1步骤①所示。将所制备的催化剂装于流化床反应器中，催化剂装填量为25g，催化剂用5g石英沙稀释，丁醇、混合C4烃与双氧水的摩尔比为1:10:1，反应条件:反应温度200 °C，反应压力2.5 MPa，反应床层液体空速2.4 h —S其它步骤同实施例1。所得产物经过色谱分析，2，3- 丁二醇选择性为40.5%，双氧水转化率为99.4%。实施例5 催化剂制备如实施例1步骤①所示。将所制备的催化剂装于釜式间歇反应器中，液体总体积为3升，催化剂装填量占总液体量的5%。双氧水与甲醇在反应初始一次性加入，混合C4烃通过计量泵注入反应器，甲醇、混合C4烃与双氧水的摩尔比为14:2 反应条件:反应温度60 °C,反应压力2.3MPa,甲醇。所得产物经过色谱分析，2，3-丁二醇选择性为41.8%，双氧水转化率为99.7%。实施例6 催化剂制备如实施例1步骤①所示。将15g所制备的催化剂，用IOg石英沙稀释后装于固定床反应器中。甲醇、双氧水与混合C4烃的摩尔比为7:1:2，反应条件:反应温度105 °C，反应压力2.5 MPa，反应床层液体空速2.0 h —S其它步骤同实施例1。所得产物经过色谱分析，2，3-丁二醇选择性为42.5%,双氧水转化率为99.6%。实施例7 催化剂制备如实施例1步骤①所示。将15g所制备的催化剂，用IOg石英沙稀释后装于固定床反应器中。甲醇、混合C4烃与双氧水的摩尔比为10:2:1，反应条件:反应温度120 °C，反应压力2.5 MPa，反应床层液体空速2.4 h —S其它步骤同实施例1。所得产物经过色谱分析，2，3-丁二醇选择性为41.5%，双氧水 转化率为99.4%。权利要求1.，3-丁二醇的方法，其特征在于:醇、混合C4烃和双氧水在装有催化剂的反应器内，混合C4烃和双氧水发生反应，生成2，3- 丁二醇。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于:所述醇是甲醇、乙醇、丙醇和丁醇中的一种。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于:所述醇优选甲醇。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于:所述的混合C4烃是指来自炼厂的混合C4烃、用于生产聚异丁烯后的混合C4烃、用于生产甲基叔丁基醚后的混合C4烃中的一种或多种。5.根据权利要求2、3、4所述的方法，其特征在于:所述醇、混合C4烃和双氧水的摩尔比为(I 40):(1 10):1。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于:所述反应条件为反应温度0°C 200°C，反应压力本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种合成2，3?丁二醇的方法，其特征在于：醇、混合C4烃和双氧水在装有催化剂的反应器内，混合C4烃和双氧水发生反应，生成2，3?丁二醇。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李华，王伟，林榕伟，包建国，伍小驹，阳清，何驰剑，高计皂，
申请(专利权)人：湖南长岭石化科技开发有限公司，
类型：发明
国别省市：