異丁基乙烯基醚的制備方法
【專利摘要】異丁基乙烯基醚的制備方法，涉及異丁基乙烯基醚。將含催化劑的異丁醇溶液經(jīng)計量泵從提升管的底部打入環(huán)流反應(yīng)器，乙炔和氮氣的混合氣體經(jīng)氣體緩沖罐、壓縮機和吸附干燥柱后從提升管的底部進入氣體噴射器；驅(qū)動物料從提升管的上部流入降液管，經(jīng)換熱器與導(dǎo)熱油進行熱交換后循環(huán)流回提升管，噴出的微小氣泡與異丁醇溶液混合和接觸進行反應(yīng)得反應(yīng)混合物；反應(yīng)混合物從提升管頂部的出口流出，經(jīng)冷卻器冷卻后進入氣液分離器進行氣液分離，其中氣相從氣液分離器頂部流出，經(jīng)減壓器減壓后循環(huán)回氣體緩沖罐，氣液分離器底部流出的液體即為異丁基乙烯基醚。傳質(zhì)傳熱效果好、裝置結(jié)構(gòu)簡單、安全高效、操作簡單、成本低和易于工業(yè)化。
【專利說明】
異丁基乙烯基醚的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及異丁基乙烯基醚，尤其是涉及一種異丁基乙烯基醚的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]異丁基乙烯基醚是一種不飽和醚化合物，具有較好的反應(yīng)活性，其衍生物被廣泛用于涂料、油墨、粘合劑、增塑劑等領(lǐng)域。異丁基乙烯基醚是重要的有機合成中間體，用于醫(yī)藥、農(nóng)藥等物質(zhì)的制備;也是重要的聚合單體，可與多類不飽和化合物(如:氯乙烯、馬來酸酐等)共聚，制備特殊功能材料。
[0003]異丁基乙烯基醚的常用制備方法是在堿金屬氫氧化物或堿金屬醇鹽存在下，由乙炔和異丁醇在一定溫度和壓力下反應(yīng)生成異丁基乙烯基醚。所采用的反應(yīng)裝置有高壓釜式攪拌反應(yīng)器(參見中國專利CN 200810062915.X；《浙江化工》，2006,12:1-4.),管式反應(yīng)器(參見中國專利CN 201210570442.0)、噴淋塔(參見中國專利CN 02 I 38285.9 ； CN200510040652.9)。高壓釜式攪拌反應(yīng)器只能進行間歇操作，而且對于加壓乙炔參加的反應(yīng)難以放大，不利于工業(yè)化生產(chǎn)。管式反應(yīng)器傳熱效果好，易于工業(yè)放大，安全性高，但該工藝是在常壓下將乙炔預(yù)先溶于原料醇和催化劑的混合液中，再進行高壓下全液相循環(huán)反應(yīng)，由于液相中乙炔含量較低，故原料醇的單次轉(zhuǎn)化率較低，需采取很高的循環(huán)比。噴淋塔氣液傳質(zhì)效率低，催化劑用量大，反應(yīng)器的傳熱效果差，而且有含有乙炔的尾氣排放。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種傳質(zhì)傳熱效果好、裝置結(jié)構(gòu)簡單、安全高效、操作簡單、成本低和易于工業(yè)化的異丁基乙烯基醚的制備方法。
[0005]本發(fā)明的具體步驟如下:
[0006]I)將含催化劑的異丁醇溶液經(jīng)計量栗從提升管的底部打入環(huán)流反應(yīng)器，乙炔和氮氣的混合氣體經(jīng)氣體緩沖罐、壓縮機和吸附干燥柱后從提升管的底部進入氣體噴射器。氣體噴射造成提升管頂部與底部的壓力差，驅(qū)動物料從提升管的上部流入降液管，經(jīng)換熱器與導(dǎo)熱油進行熱交換后循環(huán)流回提升管，噴出的微小氣泡與異丁醇溶液混合和接觸進行反應(yīng)得反應(yīng)混合物；
[0007]2)反應(yīng)混合物從提升管頂部的出口流出，經(jīng)冷卻器冷卻后進入氣液分離器進行氣液分離，其中氣相從氣液分離器頂部流出，經(jīng)減壓器減壓后循環(huán)回氣體緩沖罐，氣液分離器底部流出的液體即為異丁基乙烯基醚。
[0008]在步驟I)中，所述環(huán)流反應(yīng)器的提升管和降液管的內(nèi)徑比可為(1.5?3):1;所述乙炔和氮氣混合氣體中乙炔的體積分數(shù)可為40%?80%;所述氣體噴射器可采用單頭多孔噴嘴氣體噴射器或多頭多孔噴嘴氣體噴射器，所述噴嘴的孔徑可為I?50μπι;所述催化劑可采用異丁醇鉀等，催化劑的用量按質(zhì)量百分比可為異丁醇質(zhì)量的1%?8%;所述反應(yīng)的溫度可為130?170°C，反應(yīng)的壓力可為0.3?l.0MPa。
[0009]異丁基乙烯基醚和異丁醇的粗產(chǎn)品經(jīng)萃取精餾，制成純度99.5%以上的異丁基乙烯基醚產(chǎn)品，未反應(yīng)的異丁醇則循環(huán)使用。乙炔的單程轉(zhuǎn)化率可達到85%以上，反應(yīng)的選擇性在95%以上。
[0010]本發(fā)明采用氣升式外環(huán)流反應(yīng)器以進行乙炔和異丁醇的反應(yīng)而制備異丁基乙烯基醚。所述氣升式外環(huán)流反應(yīng)器包括氣體噴射器、提升管、降液管和換熱器。氣升式外環(huán)流反應(yīng)器和計量栗、冷卻器、氣液分離器、減壓器、氣體緩沖罐、壓縮機、吸附干燥器組成異丁基乙烯基醚的制備裝置。
[0011]與現(xiàn)有異丁基乙烯基醚的制備方法相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點:
[0012]I)反應(yīng)器結(jié)構(gòu)簡單、無運轉(zhuǎn)部件，避免了易燃易爆氣體泄露的隱患。
[0013]2)氣體噴射驅(qū)動液體環(huán)流，提高了液相中的氣含率和氣液傳質(zhì)速率，使反應(yīng)以較快的速率進行，從而可使催化劑用量大大減少。
[0014]3)液體環(huán)流通過降液管上的換熱器迅速移走反應(yīng)放熱，該換熱器可根據(jù)需要提供足夠的換熱面積而不受反應(yīng)器容積的限制。
[0015]4)反應(yīng)過程中無尾氣排放。
[0016]5)工藝流程簡單，成本低廉，易于實現(xiàn)工業(yè)化。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明實施例的制備裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖中各標(biāo)記為:1-提升管;2-氣體噴射器;3-降液管;4-換熱器;5-計量栗;6_吸附干燥柱;7-冷卻器;8-氣液分離器;9-減壓器;10-壓縮機;11-氣體緩沖罐。
【具體實施方式】
[0019]以下具體實施例結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步說明。
[0020]實施例1:
[0021]乙炔和異丁醇的反應(yīng)采用圖1所示的反應(yīng)裝置。環(huán)流反應(yīng)器的提升管內(nèi)徑0.15m、高2.5m。氣體噴射器為單頭多孔噴嘴，孔徑為3μπι。工藝操作條件如下:
[0022]催化劑用量:為異丁醇質(zhì)量的2%;
[0023 ]異丁醇(含催化劑)進料流量16L/h;
[0024]混合氣體進料流量15Nm3/h;
[0025]進料混合氣體中乙炔的體積分數(shù)為60%;
[0026]換熱器溫度:150Γ;
[0027]反應(yīng)壓力:0.5MPa;
[0028]結(jié)果異丁醇的單程轉(zhuǎn)化率為88%，反應(yīng)對異丁基乙烯基醚的選擇性為95.5%。
[0029]實施例2:
[0030]乙炔和異丁醇的反應(yīng)采用附圖1所示的反應(yīng)裝置。環(huán)流反應(yīng)器的提升管內(nèi)徑
0.15m、高2.5m。氣體噴射器為單頭多孔噴嘴，孔徑為ΙΟμπι。工藝操作條件如下:
[0031]催化劑用量:為異丁醇質(zhì)量的3%;
[0032]異丁醇(含催化劑)進料流量16L/h;
[0033]混合氣體進料流量15Nm3/h;
[0034]進料混合氣體中乙炔的體積分數(shù)為70%;
[0035]換熱器溫度:140Γ;
[0036]反應(yīng)壓力:0.6MPa;
[0037]結(jié)果異丁醇的單程轉(zhuǎn)化率為85.7%，反應(yīng)對異丁基乙烯基醚的選擇性為97%。
[0038]實施例3:
[0039]乙炔和異丁醇的反應(yīng)采用附圖1所示的反應(yīng)裝置。環(huán)流反應(yīng)器的提升管內(nèi)徑
0.15m、高2.5m。氣體噴射器為雙頭多孔噴嘴，孔徑為5μπι。工藝操作條件如下:
[0040]催化劑用量:為異丁醇質(zhì)量的5%;
[0041]異丁醇(含催化劑)進料流量16L/h;
[0042]混合氣體進料流量15Nm3/h;
[0043]進料混合氣體中乙炔的體積分數(shù)為65%;
[0044]換熱器溫度:160°C;
[0045]反應(yīng)壓力:0.8MPa;
[0046]結(jié)果異丁醇的單程轉(zhuǎn)化率為92%，反應(yīng)對異丁基乙烯基醚的選擇性為95%。
[0047]本發(fā)明提供一種傳質(zhì)傳熱效果好、裝置結(jié)構(gòu)簡單、安全高效、操作簡單、成本低和易于工業(yè)化的異丁基乙烯基醚的制備方法。所述方法采用氣升式外環(huán)流反應(yīng)器以進行乙炔和異丁醇的反應(yīng)而制備異丁基乙烯基醚。氣升式外環(huán)流反應(yīng)器包括氣體噴射器、提升管、降液管和換熱器。氣升式外環(huán)流反應(yīng)器和計量栗、冷卻器、氣液分離器、減壓器、氣體緩沖罐、壓縮機、吸附干燥器組成異丁基乙烯基醚的制備裝置。含催化劑的異丁醇溶液經(jīng)計量栗從提升管的底部打入反應(yīng)器，乙炔和氮氣的混合氣體(乙炔的體積分數(shù)為40?80%)壓縮、干燥后從提升管的底部進入氣體噴射器。在壓力0.3?1.0MPa和溫度130?170°C進行反應(yīng)。反應(yīng)混合物從提升管頂部的出口流出，經(jīng)冷卻器冷卻后進入氣液分離器進行氣液分離，其中氣相從氣液分離器頂部出來，經(jīng)減壓器減壓后循環(huán)回氣體緩沖罐。氣液分離器底部出來的液體即為含異丁基乙烯基醚的粗產(chǎn)品。
【主權(quán)項】
1.異丁基乙烯基醚的制備方法，其特征在于具體步驟如下: 1)將含催化劑的異丁醇溶液經(jīng)計量栗從提升管的底部打入環(huán)流反應(yīng)器，乙炔和氮氣的混合氣體經(jīng)氣體緩沖罐、壓縮機和吸附干燥柱后從提升管的底部進入氣體噴射器;氣體噴射造成提升管頂部與底部的壓力差，驅(qū)動物料從提升管的上部流入降液管，經(jīng)換熱器與導(dǎo)熱油進行熱交換后循環(huán)流回提升管，噴出的微小氣泡與異丁醇溶液混合和接觸進行反應(yīng)得反應(yīng)混合物； 2)反應(yīng)混合物從提升管頂部的出口流出，經(jīng)冷卻器冷卻后進入氣液分離器進行氣液分離，其中氣相從氣液分離器頂部流出，經(jīng)減壓器減壓后循環(huán)回氣體緩沖罐，氣液分離器底部流出的液體即為異丁基乙烯基醚。2.如權(quán)利要求1所述異丁基乙烯基醚的制備方法，其特征在于在步驟I)中，所述環(huán)流反應(yīng)器的提升管和降液管的內(nèi)徑比為(1.5?3):1。3.如權(quán)利要求1所述異丁基乙烯基醚的制備方法，其特征在于在步驟I)中，所述乙炔和氮氣混合氣體中乙炔的體積分數(shù)為40%?80%。4.如權(quán)利要求1所述異丁基乙烯基醚的制備方法，其特征在于在步驟I)中，所述氣體噴射器采用單頭多孔噴嘴氣體噴射器或多頭多孔噴嘴氣體噴射器。5.如權(quán)利要求4所述異丁基乙烯基醚的制備方法，其特征在于在步驟I)中，所述噴嘴的孔徑為I?50μηι。6.如權(quán)利要求1所述異丁基乙烯基醚的制備方法，其特征在于在步驟I)中，所述催化劑米用異丁醇鉀。7.如權(quán)利要求1所述異丁基乙烯基醚的制備方法，其特征在于在步驟I)中，所述催化劑的用量按質(zhì)量百分比為異丁醇質(zhì)量的I %?8%。8.如權(quán)利要求1所述異丁基乙烯基醚的制備方法，其特征在于在步驟I)中，所述反應(yīng)的溫度為130?170°C，反應(yīng)的壓力為0.3?1.0MPa。
【文檔編號】C07C41/34GK105837407SQ201610268671
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年4月27日
【發(fā)明人】黎四芳, 黃彬彬
【申請人】廈門大學(xué)