丁酮溶于4份水中,但温度升高时溶解度降低。能与水形成共沸混合物(含水11.3%),共沸点73.4℃(含丁酮88.7%)。相对密度(d204)0.805。凝固点-86℃。沸点79.6℃。折光率(n15D)1.3814。闪点1.1℃。低毒,半数致死量(大鼠,经口)3300mG/kG。易燃,蒸气能与空气形成 炸性混合物, 炸极限1.81%~11.5%(体积)。高浓度蒸气有麻醉性。
丁酮是干馏木材的蒸出液(木醇油)的重要组分。工业上从仲丁醇、丁烷等制取。
1.仲丁醇脱氢法有气相和液相脱氢两种方法。气相脱氢用锌铜合金或氧化锌作催化剂,温度400~500℃,常压;液相脱氢用兰尼镍或亚铬酸铜作催化剂,温度150℃。液相脱氢反应温度及能耗较低,产率较高,催化剂寿命长,分离工艺简单。
2.丁烷液相氧化法丁烷液相氧化的主产品是乙酸,同时副产丁酮(约占乙酸产量的16%)。反应温度150~225℃,压力4.0~8.0MPa。例如美国联合碳化物公司,1976年用此法生产了22.6万吨乙酸,得到3.6万吨的副产丁酮。在美国约20%的丁酮是用此法生产的。截至2011年,正在研究、发展的方法有丁烯液相氧化法、异丁苯法等。
3.丁烯液相氧化法此法称为互克尔法(Wacker法)。以氯化钯/氯化铜溶液为催化剂,在90~120℃、1.0~2.0MPa条件下进行反应。CH2=CHCH2CH3[O2]→CH3COCH2CH3丁烯转化率约95%,丁酮收率约88%,得到的反应液通过蒸馏等方法提纯而得到成品。此法工艺过程简单,但设备腐蚀严重,需用重金属作催化剂。此法尚未应用于大规模生产。[3]
4.异丁苯法正丁烯和苯经烃化生成异丁苯,异丁苯氧化生成过氧化氢异丁苯,最后用酸分解得到丁酮和苯酚。苯烃化以三氯化铝为催化剂,反应温度50~70℃,得异丁基苯;异丁基苯于110~130℃、0.1~0.49MPa压力下,液相氧化生成异丁基苯过氧化氢;然后在酸催化剂存在下分解,于20~60℃提浓氧化液,生成丁酮和苯酚,最后分离精制而得成品。此法特点是工艺设备腐蚀较轻,反应条件温和,有利于工业化。