專利名稱：硝酸異辛酯的合成工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明的硝酸異辛酯合成工藝屬于硝酸酯合成工藝，硝酸異辛酯是一種良好的十六烷值改進劑。
硝酸酯一般采用醇硝化的經(jīng)典方法，即混酸法，在溫度-10℃～10℃條件下，將醇緩慢加入到充分攪拌的混酸中，反應完畢后，反應物注入冰水中分層。將酯層中洗滌。為了防止氧化支鏈反應，選擇低溫下(-10℃)合成，但在工業(yè)上實現(xiàn)低溫操作較困難，溫度過低或混酸配比選擇不當，則硝酸酯的產(chǎn)率低。美國專利US2，768，964(56年)提出一種減壓下共沸蒸出酯和水的連續(xù)硝化法即在反應器中加入適當配比的混酸，連續(xù)加入硝酸和醇，并使生成的硝酸酯和水不斷共沸蒸出，這種方法用于合成低沸點的硝酸酯有較好的產(chǎn)率，但對于高沸點的硝酸酯只有50%左右的產(chǎn)率;隨沸點的升高，反應溫度也升高，副反應容發(fā)生，使硝酸酯產(chǎn)率低、純度低。
本發(fā)明的目的在于提出一種在工業(yè)上容易實施的，在常溫下反應，能得到產(chǎn)率高、純度高的硝酸異辛酯的合成工藝。
本發(fā)明的構(gòu)思通過選擇合適的混酸配比和硝化溫度達到上述目的。當混酸配比不當，或溫度選擇不合適，醇硝化時會產(chǎn)生氧化支鏈副反應，降低產(chǎn)率和純度，甚至反應不能控制，產(chǎn)生劇烈分解而噴料。有時幾乎全部為氧化支鏈副反應，酯含量僅1.7%。如選擇適當?shù)幕焖崤浔群瓦m宜的溫度條件，產(chǎn)品純度達到98%以上。但當溫度升至40℃時，產(chǎn)品純度降至90%。
本發(fā)明硝酸異辛酯的合成工藝條件使異辛醇不產(chǎn)生氧化支鏈副反應，得到產(chǎn)率高、純度高的硝酸異辛酯，并在發(fā)動機試驗中得到明顯的提高柴油十六烷值的效果。
實施本發(fā)明在釜式反應器或溢流式反應器中進行。反應器均為不銹鋼制成，除用夾套冷卻外，尚裝有內(nèi)冷卻管。
釜式反應器的夾套及內(nèi)冷卻管用冰鹽水冷卻。硝硫混酸濃度配比硝酸15～33%，硫酸58～70%，水5～15%。其中硝酸用量比醇硝化所需的化學當量過量0～13%。將混酸加入反應器后，醇從高位槽加入反應器。約于半小時內(nèi)加完。反應器中溫度可維持0～40℃，加完料后繼續(xù)攪拌5～30分鐘。產(chǎn)物靜置后分去酸層，進行水洗、堿洗、再水洗至PH＝7，真空干燥產(chǎn)品。
溢流反應器為直管式，夾套及內(nèi)冷卻管使用冰鹽水冷卻。醇進料由反應器下部進入，混酸從反應物料高度的1/3處進入。反應時不斷進行攪拌，接觸時間0.5～10分鐘。由溢流管保持物料恒定，流出的物料在分離器靜置后分去酸層，進行水洗、堿洗、再水洗至PH＝7，真空干燥產(chǎn)品。
本發(fā)明的另一特點為反應器可由壓空噴射硝化器(1)和冷卻管(6)組成，有玻璃和不銹鋼二種。冷卻管使用冰鹽水冷卻。其結(jié)構(gòu)如圖2。此種工藝將一定壓力(0.2～1kg/cm2)的空氣壓入噴射硝化器中，此時高速氣流與醇形成外混合噴射，與混酸形成內(nèi)混合噴射。最后在高速氣流作用下，醇、酸進一步混合經(jīng)噴喉(9)至擴張段，乳化成均勻的乳化液，乳化液進入冷卻管(6)中，仍保持氣乳狀，故反應物在短時間內(nèi)混合均勻，反應充分、迅速、安全。
本發(fā)明的又一特點為硝酸異辛酯合成工藝較佳的工藝條件;硝硫混酸濃度配比硝酸20～25%，硫酸62～68%，水7～13%;反應溫度10～25℃。
本發(fā)明硝酸異辛酯合成工藝的優(yōu)點在于工藝條件簡單，適應于各種反應器，在常溫下反應，產(chǎn)率高、純度高、成本低;在工業(yè)上容易實現(xiàn)，便于推廣使用。
本發(fā)明附

圖1是硝酸異辛酯合成工藝中的一種壓空噴射流程示意圖1-壓空噴射硝化器，2-酸罐，3、5、6-冷卻管，4-醇罐，7-氣流分離器，8-恒溫槽。
附圖2是壓空噴射硝化器的剖面圖9-噴喉。
實施例1.在釜式反應器中加入混酸1950份，其濃度配比HNO320%、H2SO468%、H2O 12%，夾套及內(nèi)冷卻管用冰鹽水冷卻，從高位槽將異辛醇720份加入反應器，加入速度使反應溫度維持在20～25℃，約半小時加完，繼續(xù)在此溫度下攪拌半小時以上，然后靜置分層，移去酸液，將酯層進行水洗、堿洗、再水洗至PH＝7，真空干燥，產(chǎn)品純度為98%，收率97.5%。
2.過程同例1，僅改變混酸配比HNO325%，H2SO462%，H2O13%。產(chǎn)品純度為97.5%，收率97.0%。
3.在溢流反應器中，將1950份混酸(配比同例1)和720份醇在同時間內(nèi)連續(xù)進入反應器，在充分攪拌下，接觸時間5分鐘，從溢流管流出之物料流入分離器，靜置分層，分去酸液，酯層經(jīng)水洗、堿洗、再水洗至PH＝7，真空干燥，產(chǎn)品純度為97%，收率96.5%。
4.參照圖1實施，首先向硝化器1通入壓縮空氣，然后在同時間內(nèi)把1950份混酸經(jīng)冷卻管(3)和720份醇經(jīng)冷卻管(5)壓至硝化器(1)進行噴射硝化，噴入用冰鹽水循環(huán)的冷卻管(6)內(nèi)，停留時間1.5分鐘左右，反應溫度控制在20～25℃，然后氣乳液進入氣液分離器(7)，將氣體排空后，反應物流入分離器，進行后處理，產(chǎn)品純度97.0%，收率95.0%。
權(quán)利要求
1.一種硝酸異辛酯的合成工藝，該化合物的結(jié)構(gòu)為
其特征在于反應器中的硝硫混酸濃度配比硝酸15～33%，硫酸58～70%，水5～15%；反應溫度0～40℃。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合成工藝，其特征在于反應器由壓空噴射硝化器(1)、冷卻管(6)組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合成工藝，其特征在于較佳工藝條件，硝硫混酸濃度配比硝酸20～25%，硫酸62～68%，水7～13%;反應溫度10～25℃。
全文摘要
本發(fā)明的硝酸異辛酯合成工藝，采用了合適的硝硫混酸配比，使硝化反應在常溫下進行，產(chǎn)率高、純度高、成本低。本合成工藝適用于釜式、溢流式、噴射式反應器。工藝簡單，易于工業(yè)化，便于推廣使用。
文檔編號C10L1/22GK1031525SQ8710571
公開日1989年3月8日 申請日期1987年8月24日 優(yōu)先權(quán)日1987年8月24日
發(fā)明者顏尚明, 秦元生, 孔繁玲, 邵海目, 孫耀昌 申請人:西安近代化學研究所, 齊魯石化公司勝利煉油廠