一種環(huán)丁烯砜的連續(xù)合成方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及到一種化工中間體的合成方法，特別涉及到環(huán)丁砜合成中間體環(huán)丁烯砜(CAS:77-79-2)的合成方法。
【背景技術】
[0002]環(huán)丁烯砜是工業(yè)上合成綠色溶劑環(huán)丁砜的必備中間體。環(huán)丁砜是一種優(yōu)良的耐高溫、非質子極性溶劑，可與水、丙酮、甲苯等互溶，是芳烴抽提工藝中的理想溶劑。環(huán)丁砜還可用于酸性氣體凈化與回收、萃取精餾溶劑、聚合物溶劑及各類反應溶劑，另外在造紙工業(yè)、油脂工業(yè)、電子工業(yè)和紡織工業(yè)等領域均勻應用，是一種用途十分廣泛的精細化學品。
[0003]環(huán)丁烯砜的合成路線有多種，比較成熟且唯一實現(xiàn)工業(yè)化的路線是丁二烯與二氧化硫發(fā)生Diels - Aider反應一步制取環(huán)丁烯砜。在生產裝置和操作方法上，GBl 123533和US3622598分別公開了以攪拌釜為反應器的間歇工藝，CN102020632A公開了一種帶外循環(huán)的塔式反應器，也是采用間歇操作。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種環(huán)丁烯砜的連續(xù)合成方法，該方法采用比傳熱面積大，溫度分布均勻，濃度分布均勻，停留時間高度可控的環(huán)管反應器，由丁二烯、二氧化硫為原料合成環(huán)丁烯砜，實現(xiàn)連續(xù)化生產，生產效率高，操作彈性大。
[0005]本發(fā)明的技術方案如下:
一種環(huán)丁烯砜的連續(xù)合成方法，包括以下生產裝置及操作方法:
A.生產裝置包括:阻聚劑分散器、原料預混合器、環(huán)管合成反應器、背壓閥、閃蒸罐(塔)、冷凝器、緩沖罐、設備間連接管線、控制儀表及附件；
B.操作方法包括:
a.原料液態(tài)丁二烯(CAS:106-9-0)和阻聚劑溶液按比例進入阻聚劑分散器形成液相混合溶液；
b.出阻聚劑分散器的混合溶液和原料液態(tài)二氧化硫(CAS:7446-09-5)及出緩沖罐液態(tài)未轉化原料按比例匯合后進入原料預混合器，經原料預混合器混合后進入環(huán)管合成反應器進行合成反應；
c.環(huán)管合成反應器的操作溫度由夾套換熱控制調節(jié)，操作壓力由背壓閥控制調節(jié)；
d.出背壓閥的反應物料經閃蒸罐(塔)閃蒸出氣相未轉化原料二氧化硫經冷凝器冷凝進入緩沖罐，與補加的阻聚劑溶液混合后以液相形式返回至原料預混合器；
e.閃蒸罐(塔)底部為含阻聚劑和微量二氧化硫粗產品環(huán)丁烯砜，分離精制后可獲得環(huán)丁烯砜；
所述的一種環(huán)丁烯砜的連續(xù)合成方法，環(huán)管合成反應器帶或不帶夾套，管內為空管或
設置動、靜態(tài)混合元件；
所述環(huán)管合成反應器可用攪拌釜等其它連續(xù)操作的反應器代替。
[0006]所述的一種環(huán)丁烯砜的連續(xù)合成方法，緩沖罐和原料預混合器之間設置或不設置噴射器將未轉化原料吸入原料預混合器；
所述的一種環(huán)丁烯砜的連續(xù)合成方法，阻聚劑分散器、原料預混合器為攪拌釜或其它混合裝置；
所述的一種環(huán)丁烯砜的連續(xù)合成方法，阻聚劑分散器、原料預混合器或省略；
所述的一種環(huán)丁烯砜的連續(xù)合成方法，反應物料所需的停留時間由環(huán)管合成反應器的環(huán)管長度、循環(huán)比及循環(huán)流速控制調節(jié)，停留時間優(yōu)選為5~30min ;
所述的一種環(huán)丁烯砜的連續(xù)合成方法，環(huán)管合成反應器反應溫度優(yōu)選為90~140°C ;反應壓力優(yōu)選為2~6Mpa ；
所述的一種環(huán)丁烯砜的連續(xù)合成方法，閃蒸罐(塔)的操作壓力為0~0.1Mpa (絕壓);操作溫度為70~120°C，優(yōu)選80~100°C。
[0007]本發(fā)明的優(yōu)點是:
1.可使由丁二烯、二氧化硫為原料合成環(huán)丁烯砜方法實現(xiàn)連續(xù)化生產，生產效率高，操作彈性大。
[0008]2.采用環(huán)管反應器，比傳熱面積大，溫度分布均勻，濃度分布均勻，停留時間高度可控，操作彈性大。
[0009]3.采用真空閃蒸，使未轉化原料最大化回收，原料利用率高，產品精制的負荷小。
【附圖說明】
[0010]圖1是環(huán)丁烯砜連續(xù)合成方法實施例1的生產裝置及流程示意圖；
圖2是環(huán)丁烯砜連續(xù)合成方法實施例4的生產裝置及流程示意圖。
【具體實施方式】
[0011]下面結合附圖實施例對本發(fā)明進行詳細說明。
[0012]實施例1
環(huán)丁烯砜連續(xù)合成方法生產裝置包括:阻聚劑分散器1、原料預混合器2、環(huán)管合成反應器3、背壓閥4、閃蒸罐(塔)5、冷凝器6、緩沖罐7、設備間連接管線、控制儀表及附件；阻聚劑分散器I為連續(xù)攪拌釜，原料預混合器2為噴射器，環(huán)管合成反應器3為夾套內帶強化傳熱的擾流元件，管內安裝靜態(tài)混合元件的環(huán)管反應器，閃蒸罐(塔)5為閃蒸罐；操作方法包括:原料液態(tài)丁二烯(CAS:106-9-0)和阻聚劑溶液按比例進入阻聚劑分散器I形成液相均相溶液；出阻聚劑分散器I的均相溶液和原料液態(tài)二氧化硫(CAS:7446-09-5)及從緩沖罐7流出液態(tài)未轉化原料按比例匯合后進入原料預混合器2，經原料預混合器2充分混合后進入環(huán)管合成反應器3進行合成反應；環(huán)管合成反應器3通過夾套內的換熱介質控制反應所需溫度，；背壓閥4為環(huán)管合成反應器3建立反應壓力；出背壓閥4的反應物料經閃蒸罐(塔)5閃蒸出氣相未轉化原料經冷凝器6冷凝進入緩沖罐7，與補加的阻聚劑溶液混合后以液相形式返回至原料預混合器2 ;閃蒸罐(塔)5底部為含阻聚劑和微量二氧化硫粗產品環(huán)丁烯砜，分離精制后可獲得環(huán)丁烯砜；環(huán)管合成反應器3反應溫度為90°C，反應壓力為3Mpa，停留時間為15min ;閃蒸罐(塔)5的操作壓力為0.02Mpa (絕壓)，的操作溫度為80°C;實施例1如圖1所示。
[0013]實施例2
實施例2與實施例1基本相同，不同之處在于將環(huán)管合成反應器3的循環(huán)比提高一倍，使環(huán)管合成反應器3停留時間為30min。
[0014]實施例3
實施例3與實施例1基本相同，不同之處在于環(huán)管合成反應器3為管式反應器。
[0015]實施例4
實施例4與實施例3基本相同，不同之處在于無阻聚劑分散器1、原料預混合器2，丁二烯、阻聚劑溶液、二氧化硫及未反應原料直接匯合進入環(huán)管合成反應器3。實施例4如圖2所示。
[0016]實施例5
實施例5與實施例1基本相同，不同之處在于閃蒸罐(塔)5為閃蒸塔。
【主權項】
1.一種環(huán)丁烯砜的連續(xù)合成方法，其特征在于，所述的方法包括以下生產裝置及操作方法: A.生產裝置包括:阻聚劑分散器(1)、原料預混合器(2)、環(huán)管合成反應器(3)、背壓閥(4)、閃蒸罐(塔)(5)、冷凝器(6)、緩沖罐(7)、設備間連接管線、控制儀表及附件； B.操作方法包括: a.原料液態(tài)丁二烯(CAS:106-9-0)和阻聚劑溶液按比例進入阻聚劑分散器(I)形成液相混合溶液； b.出阻聚劑分散器(I)的混合溶液和原料液態(tài)二氧化硫(CAS:7446-09-5)及出緩沖罐(7)液態(tài)未轉化原料按比例匯合后進入原料預混合器(2)，經原料預混合器(2)混合后進入環(huán)管合成反應器(3)進行合成反應； c.環(huán)管合成反應器(3)的操作溫度由夾套換熱控制調節(jié)，操作壓力由背壓閥(4)控制調節(jié)； d.出背壓閥(4)的反應物料經閃蒸罐(塔)(5)閃蒸出氣相未轉化原料二氧化硫經冷凝器(6)冷凝進入緩沖罐(7)，與補加的阻聚劑溶液混合后以液相形式返回至原料預混合器(2)； e.閃蒸罐(塔)(5)底部為含阻聚劑和微量二氧化硫粗產品環(huán)丁烯砜，分離精制后可獲得環(huán)丁烯砜。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種環(huán)丁烯砜的連續(xù)合成方法，其特征在于，所述環(huán)管合成反應器(3 )帶或不帶夾套，管內為空管或設置動、靜態(tài)混合元件。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種環(huán)丁烯砜的連續(xù)合成方法，其特征在于，所述環(huán)管合成反應器(3)可用攪拌釜等其它連續(xù)操作的反應器代替。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種環(huán)丁烯砜的連續(xù)合成方法，其特征在于，所述緩沖罐(7)和原料預混合器(2 )之間設置或不設置噴射器將未轉化原料吸入原料預混合器(2 )。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種環(huán)丁烯砜的連續(xù)合成方法，其特征在于，所述阻聚劑分散器(1)、原料預混合器(2)為攪拌釜或其它混合裝置。
6.根據(jù)權利要求1所述的一種環(huán)丁烯砜的連續(xù)合成方法，其特征在于，所述阻聚劑分散器(I)、原料預混合器(2 )或省略。
7.根據(jù)權利要求1所述的一種環(huán)丁烯砜的連續(xù)合成方法，其特征在于，所述反應物料所需的停留時間由環(huán)管合成反應器(3)的環(huán)管長度、循環(huán)比及循環(huán)流速控制調節(jié)，停留時間優(yōu)選為5~30min。
8.根據(jù)權利要求1所述的一種環(huán)丁烯砜的連續(xù)合成方法，其特征在于，所述環(huán)管合成反應器(3)反應溫度優(yōu)選為90~140°C ;反應壓力優(yōu)選為2~6Mpa。
9.根據(jù)權利要求1所述的一種環(huán)丁烯砜的連續(xù)合成方法，其特征在于，所述閃蒸罐(塔)(5)的操作壓力為0~0.IMpa (絕壓)；操作溫度為70~120°C，優(yōu)選80~100°C。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種環(huán)丁烯砜的連續(xù)合成方法。該方法為原料液態(tài)丁二烯和阻聚劑溶液按比例進入阻聚劑分散器（1）形成液相混合溶液，與原料液態(tài)二氧化硫及從緩沖罐（7）流出液態(tài)未轉化原料按比例匯合后進入原料預混合器（2）預混；采用環(huán)管合成反應器（3）進行合成反應；背壓閥（4）為反應器建立壓力；采用閃蒸罐（塔）（5）真空閃蒸出未轉化原料，未轉化原料經冷凝器（6）冷凝、緩沖罐（7）補充阻聚劑溶液后以液相形式返回至原料預混合器（2），閃蒸罐（塔）（5）底部為含阻聚劑和微量二氧化硫的粗產品環(huán)丁烯砜，分離精制后可獲得環(huán)丁烯砜；本發(fā)明提出的連續(xù)環(huán)丁烯砜合成方法生產過程穩(wěn)定，生產能力及操作彈性大，原料利用率高，產品質量好。
【IPC分類】C07D333-48
【公開號】CN104761534
【申請?zhí)枴緾N201510113579
【發(fā)明人】王修綱, 吳劍華
【申請人】沈陽化工大學, 吳劍華
【公開日】2015年7月8日
【申請日】2015年3月16日