雙乙烯酮的合成方法有多種,但唯一有工業(yè)價值的是乙烯酮二聚法。
氣相乙烯酮在雙乙烯酮中吸收并二聚,收率可以達到85%以上(以乙酸計),其余15%是生成的乙酸酐以及乙烯酮的高級低聚物。粗雙乙烯酮中含有3%~4%的乙酸酐、8%~10%的高聚物,是一種易流動的深棕色的液體,通過蒸餾可以得到純度>99.5%的雙乙烯酮。蒸餾法得到的雙乙烯酮中含有少量的乙酸酐,再通過結(jié)晶法可以得到純度為99.99%的超純雙乙烯酮。
一般生產(chǎn)方法是:將乙烯酮氣體送入吸收塔,用粗雙乙烯酮作為吸收劑與乙烯酮進行逆向噴淋吸收,吸收溫度為5~10℃,吸收液進入聚合鍋,乙烯酮在15~25℃聚合成雙乙烯酮。向粗制雙乙烯酮中加入0.05%的乙二醇作為阻聚劑,再經(jīng)塔式薄膜蒸發(fā)器進行減壓蒸餾,收集50~55℃(8kPa)餾分,可得含量95%以上的雙乙烯酮,蒸發(fā)殘渣經(jīng)焚燒處理;粗雙乙烯酮也可在真空蒸餾塔(真空度>93.1kPa)進行精制,經(jīng)冷凝器冷凝,控制出口溫度4~5℃,可制得含量達99%以上的雙乙烯酮。未被吸收的乙烯酮氣體及其它惰性氣體,經(jīng)水吸收塔用水吸收乙烯酮后放空。乙烯酮在水吸收塔中與水反應(yīng)生產(chǎn)醋酸,送回收工段濃縮回收。生產(chǎn)中產(chǎn)生的稀醋酸,經(jīng)共沸蒸餾得含量為85%左右的回收醋酸,與冰醋酸混合后作為原料醋酸使用,共沸劑采用醋酸丁酯。未被吸收的乙烯酮氣體進入乙酐吸收塔制備乙酐。
主反應(yīng):
副反應(yīng):
CH2=C=O+H2O → CH3COOH
CH2=C=O+CH3COOH → (CH3CO)2O
雙乙烯酮產(chǎn)品質(zhì)量標準見表9-3。
表9-3 雙乙烯酮主要質(zhì)量指標
指標名稱 | 指標 |
外觀 | 無色或微黃透明液體 |
含量/%(質(zhì)量分數(shù)) ≥ | 97 |
色度(鉑-鈷)號 ≤ | 100 |
醋酐含量/%(質(zhì)量分數(shù))≤ | 2.5 |
乙烯酮二聚法生產(chǎn)雙乙烯酮消耗定額見表9-4。
表9-4 乙烯酮二聚法生產(chǎn)雙乙烯酮消耗定額表
原料和能量名稱 | 規(guī)格 | 消耗定額/(kg/t) |
冰醋酸 | ≥98%(質(zhì)量分數(shù)) | 1740 |
磷酸三乙酯 | ≥98%(質(zhì)量分數(shù)) | 7.8 |
醋酸丁酯 | ≥99%(質(zhì)量分數(shù)) | 9.5 |
液氨 | ≥99% | 10 |
水 | 56000 | |
電 | 1300kW·h | |
汽 | 920 |