甲乙酮生产工艺及其催化剂制备工艺进展

甲乙酮生产工艺及其催化剂制备工艺进展
摘要：本文首先阐述了甲乙酮生产工艺，接着对甲乙酮催化剂及催化剂制备工
艺的进展进行了探讨。

关键词：甲乙酮；生产工艺；催化剂
引言：
正丁烯二步氧化工艺中主要采用醇脱氢法制备甲乙酮，近年来醇脱氢技术的发展主要是
催化剂的研究。

从产品收率、催化剂寿命和经济效益等方面考虑不同的催化剂制备工艺。

从
不同角度改进各种筹备过程是近年来催化剂发展的一个重要组成部分。

Cu/SiO：催化剂具有
制备工艺简单可控、无环境污染的特点。

沉淀法制备铜/二氧化硅催化剂逐渐成为研究热点，相信这种制备方法将引领铜基催化剂研究的新热潮。

1甲乙酮生产工艺
1.1正丁烯法制备甲乙酮
（1）正丁烯法甲乙酮的制备流程
工业上常用的正丁烯法制备甲乙酮通常采用两步氧化法：第一步是正丁烯水合制仲丁醇，第二步是仲丁醇氧化制甲乙酮。

酵母的两步氧化预处理是当今生产甲基苯酚的主要技术手段，随着预防技术的不断发展，美国等大多数国家达到了60%以上的利用率。

1.2仲丁醇脱氢制甲乙酮的方法
仲丁醇脱氢制甲乙酮是甲乙酮制备工艺中广为业内认同的方法，自工业化以来一直是研
究的重点。

因此，该药物在一系列以结构刺激为基础的开发方法中得到发展，有代表性的如
俄罗斯开发的Cu－Zn合金催化剂，后续的有Zn－Fe，Cu－Cd等。

其优点是脱氢效果好、使
用寿命长；但其比表面积较小、反应温度较高。

随后出现氧化锌催化剂，注入铜催化剂，反
应比铜催化剂和疏水性物质暖和得多。

测量和恢复加速器在国内外广泛应用，具有较低的温
升和积极影响。

2甲乙酮催化剂及催化剂制备工艺的进展
2.1正丁烯两步法
2.1.1正丁烯水合生产仲丁醇过程
正丁烯水合生产仲丁醇过程中的主要反应是正丁烯与水反应生产仲丁醇。

目前主要有两
种工业方法，即直接水合和间接水合。

直接水合的催化剂主要有耐热性好的强酸阳离子交换
树脂和杂多酸，间接水合的催化剂为液体硫酸溶液。

其中，树脂直接水合是国内外生产仲丁
醇最重要的方法。

2.1.2仲丁醇催化脱氢生产甲乙酮过程
自1955年IFP成功开发雷尼镍催化剂以来，仲丁醇脱氢催化剂发生了一系列的演变。

该
催化剂的优点是脱氢效果好、使用寿命长，但其比表面积小、反应温度高等缺点也限制了其
推广应用。

近年来，氧化锌催化剂和还原铜催化剂得到了广泛的研究，还原铜催化剂的主要
产品是铜/锌/铝和铜/二氧化硅。

其中，铜/二氧化硅催化剂具有制备工艺简单、易于控制、
无环境污染等优点，逐渐成为仲丁醇脱氢催化剂研究的热点。

氧化镁预处理后，催化剂表面
的酸性强度明显减弱，催化剂上活性组分铜的颗粒Si02减少，铜与载体的相互作用增强，起
到分散和稳定铜的作用。

同时，考察了钠离子作为预处理剂对催化剂性能的影响，发现当钠
离子的量分数为0.5%时，它在减少铜颗粒、减弱催化剂表面酸性和增强铜与载体的相互作用
方面也起到了与氧化镁相同的作用。

2.2生物发酵法
2.2.1生物发酵法制备甲乙酮的流程
生物发酵制备甲乙酮也需要分两步。

第一步是微生物发酵得到2，3-丁二醇，第二步是
反应物2，3-丁二醇在催化剂作用下脱水生成甲乙酮。

生物法化学制备是近年来出现的一种
新的高效反应方法，其优点是：第一，当制备丙烯腈时，无论现在是苯乙烯的两步反应还是
丁二烯的直接氧化反应，最终反应后都会产生一定数量的化学废物。

与此同时，由于甲基中
毒较低，化学物质含有一些有害成分。

如果不能科学、环保地处理，很可能会导致生态环境
的破坏，这与当前“绿色化学”的理念不符。

生物发酵规律可以有效避免这个问题。

其次，使
用催化剂大大加快了转化效率。

在甲乙酮的传统生产工艺中，虽然实现了机械化生产，但其
反应速率无法改变，尤其是在大规模工业化制备过程中，这与经济成本直接相关。

生物发酵
法通过添加催化剂，大大提高了甲乙酮的转化效率，减少了制备甲乙酮所需的时间，对提高
其工业附加值起到了积极的作用。

2.2.2-丁二醇的催化脱水反应
该反应将催化剂分裂下的2，3-聚甲基苯酚分为磷酸药物反应和气态催化剂。

一般来说，该反应中使用的催化剂是H2SO4溶液，在某些情况下可以用磷酸盐层代替。

相对较宽、价格
低廉的H2SO4来源在经济上非常便宜，有助于有效地提高其在六甲基苯丙胺工业生产和设备
方面的最终经济效益，因此是2，3-丹增热液反应的最常见催化剂。

2.3Cu/SiO2催化剂
前期以硅石为载体，浸渍是铜和催产素的孵化器。

研究人员发现硅藻土中的二氧化硅具
有较大的比表面积，于是开始开发纯二氧化硅，并对其表面进行预处理，从而减少副反应的
发生，提高催化剂的选择性。

熔融缩合工艺是以硅聚合物为基础的。

但是，由于催化剂的责
任期限长、前置时间长，这种方法尚未工业化。

用共沉淀法制备铜/二氧化硅催化剂的报道很少，但共沉淀法在活性组分分散度、催化剂催化效果和工业化方面具有很大优势，被认为是
铜/二氧化硅催化剂的一个新的发展方向。

2.3.1浸渍法制备Cu/SiO2催化剂
二氧化硅作为载体存在于催化剂中，其表面酸性位点引起的副反应一直是负载型铜/二氧化硅催化剂选择性低的主要原因。

因此，载体二氧化硅的表面改性成为这类催化剂的研究热点。

氯化钠是一种药物含量为0.5%的制剂，它像氧化镁一样减少铜颗粒，减少催化剂的酸度，改善铜与载体之间的相互作用。

Na+不适用于第三组。

国王用各种碱液改造二氧化碳。

结果
表明，虽然不同碱性金属变化对脱水影响不大，但对产品选择性影响较大，其中经Na+改性
后的催化剂在催化性能方面有了较大提升。

2.3.2溶胶－凝胶法制备Cu/SiO2催化剂
溶胶-凝胶法使非晶或介晶氧化物相在分子水平上混合，活性组分有效嵌入网络结构中，
在外界影响下不易聚结生长，有效提高了催化剂的稳定性和分散性，在提高催化剂的孔性能、反应转化率和选择性方面具有良好的性能。

熔体流动—粘合剂法制备的Cu/SiO2催化剂大于
表面，可达400-450M2/G。

尽管熔体和粘结剂工艺所产生的灵活性和稳定性突出了催化剂，
但熔体流动通常需要5-10天，材料通常具有昂贵的有机性，因此仅限于实验室开发，而不是工厂开发。

2.3沉淀法制备Cu/SiO2催化剂
存档调控Cu/SiO2：催化剂已成为当前的研究热点，许多研究机构或工作人员已开始着手处理该过程的进一步发展。

催化剂用于氢反应，但没有乙醇脱氢的报告。

均匀沉积法利用铜铵的热溶特性，在溶液中缓慢均匀地蒸发氨，产生均匀的铜销售。

该方法解决了直接添加矿床以解决外部问题造成的局部沉积不平等问题。

文件柜生产的催化剂分散化、生机勃勃。

沉淀法制备的催化剂活性组分具有高分散度、高活性，该法制备的均匀沉积催化剂中含有铜/铜离子。

选择合适的铜/铜比可以提高催化剂的转化率和选择性。

随着催化剂的进一步研究和开发，认为这将在不久的将来适用于脱水反应，也将成为未来铜/被动式冷却资源的趋势。

结束语：
近年来，国内外开发了各种新的酵母生产技术，其中最有希望的是生产无害环境的合成工艺。

工业生产主要集中于修补中的两步氧化法，这体现在新型催化剂的开发以及对现有制造方法的改进和改进上。

酵母的应用非常广泛，我国酵母的消费比较狭窄，主要用于涂料和胶水。

随着我国甲基苯丙胺生产效率的提高和开采，应加强润滑油和润滑剂的开发和应用，特别是高质量和精细调节的化学品的开发和应用，并通过将甲基苯丙胺生产过程的副产品结合起来，提高整个产品系列的经济性。

参考文献：
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[3]利用AspenPlus优化甲乙酮制备工艺[J].牛晓鹏，仇汝臣，范宁.山东化工.2018（09）
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