本發(fā)明屬于精細化工合成領(lǐng)域，具體涉及一種采用連續(xù)化法合成溴丙烷的方法。

背景技術(shù)：

溴丙烷又稱正丙溴、正溴丙烷、溴代正丙烷、丙基溴、(正)丙基溴，一種無色透明的液體，用來制備多溴化合物，用作汽油添加劑、阻燃劑、農(nóng)藥殺蟲劑、殺菌劑的原料，消毒劑和熏蒸劑、選礦劑和沉淀劑的原料，是醫(yī)藥、香料、染料等的中間體。

目前，國內(nèi)的生產(chǎn)廠家用溴素硫化法和氫溴酸濃硫酸催化法進行制備溴丙烷。通過將氫溴酸加入到硫酸中，再加入正丙醇進行反應(yīng)得到產(chǎn)品，這種方法的生產(chǎn)成本高，對反應(yīng)容器要求高；溴素硫化法是將溴素首先進行硫化，再與正丙醇進行反應(yīng)，此種方法涉及到溴素的使用，溴素的運輸以及存儲都很困難，無形中增加成本，且反應(yīng)過程中，會產(chǎn)生尾氣，污染空氣。另外還可用丙烯和溴化氫進行反應(yīng)，反應(yīng)過程中存在過氧化物，且反應(yīng)產(chǎn)生異構(gòu)體，導(dǎo)致產(chǎn)率大大降低。傳統(tǒng)的方法生產(chǎn)溴丙烷工藝落后，設(shè)備陳舊，生產(chǎn)成本高，且對環(huán)境造成一定的污染，不符合綠色化學(xué)的宗旨。無法從成本，生產(chǎn)方法，所需的物料進行權(quán)衡。

本發(fā)明可以做到連續(xù)化生產(chǎn)溴丙烷，且生產(chǎn)成本低，操作簡便，易于工業(yè)化生產(chǎn)，不會產(chǎn)生對人有害的廢氣，實驗中產(chǎn)生的廢水可以回收利用，保護環(huán)境，符合綠色化學(xué)生產(chǎn)的要求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于發(fā)明一種連續(xù)化生產(chǎn)溴丙烷的方法，克服傳統(tǒng)工藝不連續(xù)的缺陷，改善環(huán)境，減少安全隱患，并且反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率高。

本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種連續(xù)化生產(chǎn)溴丙烷，其合成方法如下：以活性炭為催化劑，以氫溴酸水溶液和正丙醇為原料合成溴丙烷。

優(yōu)選，以酸改性的活性炭為催化劑，以氫溴酸水溶液和正丙醇為原料合成溴丙烷；所述的改性方法為用飽和的氫溴酸水溶液或25％-37％鹽酸或20-35％硝酸水溶液浸泡0.5-3h，水洗過濾后80-120℃下烘干得到。酸溶液浸泡主要是因為未經(jīng)過處理的活性炭表面會有很多雜質(zhì)，活性炭長時間放置會使孔道堵塞，通過酸溶液的浸泡處理不僅使活性炭的孔道得到疏通，同時也使活性炭表面具有一定的活性羥基，使活性炭具備催化性能?；钚蕴拷莸臅r間為0.5-3h，優(yōu)選為0.5-2h。浸泡時間太短，活性炭表面的雜質(zhì)不能去除干凈，孔道打通不完全；浸泡時間太長，拖延實驗，且對實驗結(jié)果沒有太大的改善。

具體包括如下步驟：

(1)將上述活性炭作為反應(yīng)催化劑填裝于反應(yīng)器中；

(2)再次，將氫溴酸水溶液和正丙醇分別按照一定配比分別用計量泵經(jīng)計量后輸送至反應(yīng)管預(yù)熱段中預(yù)熱；

(3)控制反應(yīng)體系反應(yīng)溫度為100～180℃，反應(yīng)壓力為0～1.0mpa；

(4)將得到的反應(yīng)液冷凝收集后并靜置分層，得到溴丙烷的粗品；

(5)最后，將得到的溴丙烷粗品先堿洗后再水洗，用無水碳酸鈉進行干燥，粗產(chǎn)品精餾提純得溴丙烷純品。干燥后，進行精餾提純得溴丙烷得純品(含量在99.5％以上)。

本發(fā)明中的所采用的活性炭催化劑為柱狀活性炭或椰殼狀活性炭。柱狀活性炭主要以優(yōu)質(zhì)的木屑，椰殼為主要原料，加工制成，此類活性炭的灰塵少，雜質(zhì)少，孔道分布合理，催化作用大。椰殼活性炭以優(yōu)質(zhì)椰子殼為原料，加工而成，具有發(fā)達的孔隙結(jié)構(gòu)、強度大、化學(xué)性能穩(wěn)定、經(jīng)久耐用。本發(fā)明中，所使用的反應(yīng)器為玻璃或陶瓷反應(yīng)器等具有耐酸性腐蝕性材質(zhì)，在反應(yīng)器的中間部位加入150-300g預(yù)先處理好的活性碳，優(yōu)選為150-200g活性炭，兩端填充玻璃珠作為物料的預(yù)熱段和冷卻段。

本發(fā)明中的氫溴酸溶液是溴化氫的水溶液，氫溴酸水溶液的質(zhì)量濃度為1％-60％，優(yōu)選濃度為40％-50％。正丙醇的濃度沒有固定的要求，濃度可以為不低于30％，進一步的濃度可以為不低于80％，優(yōu)選濃度為90％以上，這里的濃度是指正丙醇的質(zhì)量分數(shù)。

本發(fā)明中在通入原料之前需對反應(yīng)器進行預(yù)熱，氫溴酸水溶液的濃度不同，實驗所選的預(yù)熱溫度就不同，預(yù)熱溫度為20-130℃，優(yōu)選預(yù)熱溫度為90-120℃。預(yù)熱溫度要低于實驗的反應(yīng)溫度。

本發(fā)明中溴化氫水溶液溴化氫和正丙醇的摩爾比為1-3：1，優(yōu)選1-1.5:1。反應(yīng)總空速為0.1-1h^-1，優(yōu)選0.2-0.5h^-1。

本發(fā)明中在所控制的反應(yīng)溫度為100-180℃，優(yōu)選溫度為110-160℃，更利于反應(yīng)的溫度為120-140℃。

本發(fā)明中反應(yīng)后的物料經(jīng)過冷卻后收集，靜置分層，靜置時間為1-3h，優(yōu)選時間為1.5h以上，靜止時間太短會導(dǎo)致油層和水層分層不完全。

本發(fā)明中對油層的堿洗用碳酸鈉或碳酸氫鈉，堿洗均為上述固體的水溶液。優(yōu)選碳酸鈉的水溶液進行堿洗，再用無水碳酸鈉干燥去水，上塔進行精餾，得溴丙烷產(chǎn)品，純度達99.5％以上。水層用堿水中和至中性，除鹽后回收，利用廢水配置原料中所用的氫溴酸水溶液，減少廢水的排放，環(huán)境友好。

發(fā)明有益效果

本發(fā)明可以連續(xù)化生產(chǎn)溴丙烷，減少廢水廢氣廢物的排放，廢水可以經(jīng)過后處理后循環(huán)利用，不用頻繁更換實驗所用的儀器，成本低廉，操作簡便，易于工業(yè)化生產(chǎn)，原料的利用率高，產(chǎn)品純度高，保護環(huán)境。

具體實施方式

以下結(jié)合實施實例對本發(fā)明做進一步說明。

實施例1

取200g柱狀活性炭，用30％的硝酸溶液浸泡1.5h，酸溶液的體積約為活性炭的2倍，水洗至中性，烘干。取改性處理后的活性炭催化劑100g裝填于反應(yīng)器中，上下兩端裝填惰性玻璃珠。開啟電加熱爐將反應(yīng)管預(yù)熱段加熱至100℃，反應(yīng)管反應(yīng)段加熱至120℃。原料分別采用42％的氫溴酸水溶液和99％正丙醇，溴化氫與正丙醇的摩爾比為1.1：1，氫溴酸水溶液與正丙醇總空速為0.5h^-1。收集得到的反應(yīng)液，并靜置2h，使油層和水層盡量分離完全，水層用碳酸鉀溶液進行中和，除鹽后配制溴化氫水溶液；油層用飽和碳酸鈉溶液堿洗，至ph約為7-8，再用水洗后，用無水碳酸鈉進行干燥，得溴丙烷的粗品，再將溴丙烷的粗品進行精餾，收集餾分，得溴丙烷的純品，收率為95％以上，含量大于99.5％，水的質(zhì)量分數(shù)為0.05％。

實施例2

取200g柱狀活性炭，用32％的硝酸溶液浸泡2h，酸溶液的體積約為活性炭的2倍，水洗至中性，烘干。取改性處理后的活性炭催化劑100g裝填于反應(yīng)器中，上下兩端裝填惰性玻璃珠。開啟電加熱爐將反應(yīng)管預(yù)熱段加熱至100℃，反應(yīng)管反應(yīng)段加熱至120℃。原料分別采用48.15％的氫溴酸水溶液和99％正丙醇，溴化氫與正丙醇的摩爾比為1：1，氫溴酸水溶液與正丙醇總空速為0.35h^-1。收集得到的反應(yīng)液，并靜置2h，使油層和水層盡量分離完全，水層用碳酸鉀溶液進行中和，除鹽后配制溴化氫水溶液；油層用飽和碳酸鈉溶液堿洗，至ph約為7-8，再用水洗后，用無水碳酸鈉進行干燥，得溴丙烷的粗品，再將溴丙烷的粗品進行精餾，收集餾分，得溴丙烷的純品，收率為93％以上，含量大于99.4％，水的質(zhì)量分數(shù)為0.06％。

實施例3

取200g柱狀活性炭，用30％的硝酸溶液浸泡2h，酸溶液的體積約為活性炭的2倍，水洗至中性，烘干。取改性處理后的活性炭催化劑100g裝填于反應(yīng)器中，上下兩端裝填惰性玻璃珠。開啟電加熱爐將反應(yīng)管預(yù)熱段加熱至100℃，反應(yīng)管反應(yīng)段加熱至120℃。原料分別采用40％的氫溴酸水溶液和99％正丙醇，溴化氫與正丙醇的摩爾比為1.06：1，氫溴酸水溶液與正丙醇總空速為0.3h^-1。收集得到的反應(yīng)液，并靜置2h，使油層和水層盡量分離完全，水層用碳酸鉀溶液進行中和，除鹽后配制溴化氫水溶液；油層用飽和碳酸鈉溶液堿洗，至ph約為7-8，再用水洗后，用無水碳酸鈉進行干燥，得溴丙烷的粗品，再將溴丙烷的粗品進行精餾，收集餾分，得溴丙烷的純品，收率為90％以上，含量大于99.5％，水的質(zhì)量分數(shù)為0.05％。

實施例4

取200g椰殼活性炭，用30％的硝酸溶液浸泡1.5h，酸溶液的體積約為活性炭的2倍，水洗至中性，烘干。取改性處理后的活性炭催化劑100g裝填于反應(yīng)器中，上下兩端裝填惰性玻璃珠。開啟電加熱爐將反應(yīng)管預(yù)熱段加熱至100℃，反應(yīng)管反應(yīng)段加熱至120℃。原料分別采用50％的氫溴酸水溶液和99％正丙醇，溴化氫與正丙醇的摩爾比為1：1，氫溴酸水溶液與正丙醇總空速為0.27h^-1。收集得到的反應(yīng)液，并靜置2h，使油層和水層盡量分離完全，水層用碳酸鉀溶液進行中和，除鹽后配制溴化氫水溶液；油層用飽和碳酸鈉溶液堿洗，至ph約為7-8，再用水洗后，用無水碳酸鈉進行干燥，得溴丙烷的粗品，再將溴丙烷的粗品進行精餾，收集餾分，得溴丙烷的純品，收率為92％以上，含量大于99.2％，水的質(zhì)量分數(shù)為0.08％。

實施例5

取200g椰殼活性炭，用30％的硝酸溶液浸泡2h，酸溶液的體積約為活性炭的2倍，水洗至中性，烘干。取改性處理后的活性炭催化劑100g裝填于反應(yīng)器中，上下兩端裝填惰性玻璃珠。開啟電加熱爐將反應(yīng)管預(yù)熱段加熱至110℃，反應(yīng)管反應(yīng)段加熱至130℃。原料分別采用50％的氫溴酸水溶液和99％正丙醇，溴化氫與正丙醇的摩爾比為1：1，氫溴酸水溶液與正丙醇總空速為0.27h^-1。收集得到的反應(yīng)液，并靜置2h，使油層和水層盡量分離完全，水層用碳酸鉀溶液進行中和，除鹽后配制溴化氫水溶液；油層用飽和碳酸鈉溶液堿洗，至ph約為7-8，再用水洗后，用無水碳酸鈉進行干燥，得溴丙烷的粗品，再將溴丙烷的粗品進行精餾，收集餾分，得溴丙烷的純品，收率為95％以上，含量大于99.3％，水的質(zhì)量分數(shù)為0.07％。

實施例6

取200g柱狀活性炭，用36.5％的鹽酸溶液浸泡2h，酸溶液的體積約為活性炭的2倍，水洗至中性，烘干。取改性處理后的活性炭催化劑100g裝填于反應(yīng)器中，上下兩端裝填惰性玻璃珠。開啟電加熱爐將反應(yīng)管預(yù)熱段加熱至110℃，反應(yīng)管反應(yīng)段加熱至130℃。原料分別采用42％的氫溴酸水溶液和99％正丙醇，溴化氫與正丙醇的摩爾比為1.1：1，氫溴酸水溶液與正丙醇總空速為0.27h^-1。收集得到的反應(yīng)液，并靜置2h，使油層和水層盡量分離完全，水層用碳酸鉀溶液進行中和，除鹽后配制溴化氫水溶液；油層用飽和碳酸鈉溶液堿洗，至ph約為7-8，再用水洗后，用無水碳酸鈉進行干燥，得溴丙烷的粗品，再將溴丙烷的粗品進行精餾，收集餾分，得溴丙烷的純品，收率為92％以上，含量大于99.0％，水的質(zhì)量分數(shù)為0.08％。

實施例7

取200g柱狀活性炭，用飽和的氫溴酸水溶液浸泡2h，酸溶液的體積約為活性炭的2倍，水洗至中性，烘干。取改性處理后的活性炭催化劑100g裝填于反應(yīng)器中，上下兩端裝填惰性玻璃珠。開啟電加熱爐將反應(yīng)管預(yù)熱段加熱至110℃，反應(yīng)管反應(yīng)段加熱至120℃。原料分別采用48.15％的氫溴酸水溶液和99％正丙醇，溴化氫與正丙醇的摩爾比為1：1，氫溴酸水溶液與正丙醇總空速為0.30h^-1。收集得到的反應(yīng)液，并靜置2h，使油層和水層盡量分離完全，水層用碳酸鉀溶液進行中和，除鹽后配制溴化氫水溶液；油層用飽和碳酸鈉溶液堿洗，至ph約為7-8，再用水洗后，用無水碳酸鈉進行干燥，得溴丙烷的粗品，再將溴丙烷的粗品進行精餾，收集餾分，得溴丙烷的純品，收率為93％以上，含量大于99.1％，水的質(zhì)量分數(shù)為0.07％。

實施例8

取200g柱狀活性炭，未進行酸處理，取活性炭催化劑100g裝填于反應(yīng)器中，上下兩端裝填惰性玻璃珠。開啟電加熱爐將反應(yīng)管預(yù)熱段加熱至100℃，反應(yīng)管反應(yīng)段加熱至120℃。原料分別采用42％的氫溴酸水溶液和99％正丙醇，溴化氫與正丙醇的摩爾比為1.1：1，氫溴酸水溶液與正丙醇總空速為0.5h^-1。收集得到的反應(yīng)液，并靜置2h，使油層和水層盡量分離完全，水層用碳酸鉀溶液進行中和，除鹽后配制溴化氫水溶液；油層用飽和碳酸鈉溶液堿洗，至ph約為7-8，再用水洗后，用無水碳酸鈉進行干燥，得溴丙烷的粗品，再將溴丙烷的粗品進行精餾，收集餾分，得溴丙烷的純品，收率為75％以上，含量大于99.0％，水的質(zhì)量分數(shù)為0.08％。