CN101555198A - 一种异丁基乙烯基醚的合成方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种异丁基乙烯基醚的制造方法及其合成装置，该方法以异丁醇和乙炔为原料，在催化剂和助剂的存在下于釜式反应釜中醚化合成异丁基乙烯基醚，醚化反应温度为120～200℃，反应压力为0.4～0.8MPa，反应完毕后从反应釜中蒸馏出反应产物，产物经精制后可得99％以上的异丁基乙烯基醚成品，反应釜中的催化剂和助剂可继续套用。本发明异丁醇和乙炔的转化率可达90％以上，合成反应的收率在95％以上，合成反应采用的是密闭反应器，基本无尾气排放。

Description

一种异丁基乙烯基醚的合成方法及其装置

技术领域

本发明涉及一种乙烯基醚化合物的合成工艺，尤其是异丁基乙烯基醚的合成方法及其装置。

背景技术

异丁基乙烯基醚是聚合氯乙烯-异丁基乙烯基醚树脂的主要原料，氯乙烯-异丁基乙烯基醚树脂具有良好的耐水、耐化学性和耐光性，不易为大气氧化，与各类金属、塑料底材均有优异的附着力，有与其他含氯聚合物防腐涂料的相同性质，且溶解性好，可用于取代氯化橡胶在防腐涂料中的应用，也可用于油墨、粘合剂等领域中，其使用前景看好。

目前国内异丁基乙烯基醚的合成方法，通常采用的是在带压塔式反应器中，异丁醇和乙炔同向或逆向接触进行醚化反应连续合成异丁基乙烯基醚(CN02138285.9，CN 1709847A)，该类合成方法反应器制造成本高，反应条件苛刻，存在一定的危险性，安全可靠性较差，乙炔单程转化率和合成反应收率低，反应产物异丁基乙烯基醚的纯度低，尾气排放量大且乙炔含量高，反应产物精制及乙炔再回收利用困难。

发明内容

本发明的目的在于克服上述合成方法的不足，提供一种异丁基乙烯基醚的合成方法及其装置，其具有反应安全可靠性好，乙炔转化率和合成反应收率高，反应产物异丁基乙烯基醚的纯度高、基本无尾气排放等优点。

本发明的目的可通过以下技术步骤实现：

以异丁醇和乙炔为反应原料，在耐压釜式反应釜中进行醚化反应，反应釜中充有以芳香胺类、砜类为反应助剂和以碱金属醇盐为催化剂的混合溶液以及氮气，所述的异丁醇液体在反应前一次性加入反应釜中，反应釜内的溶液从釜底通过循环泵连续不断地打到釜顶经文丘里进入反应釜中，进行循环，乙炔气从反应釜顶部的文丘里处持续进入反应釜中，并在催化剂溶液中与异丁醇接触后进行醚化反应，醚化反应温度120～200℃，反应压力0.4～0.8MPa，反应完毕后蒸馏出反应产物，并经精制后得成品异丁基乙烯基醚。其反应方程式如下：

做为本发明的一种改进，催化剂采用碱金属醇盐，醇为C1～C7醇，如乙醇钾、丁醇钠等。

做为本发明的另一种改进，反应助剂为高沸点极性溶剂芳香胺类、砜类，如芳香胺类的二甲基苯胺、二乙基苯胺，砜类的二甲基亚砜等。

做为本发明的进一步改进，助剂用量∶异丁醇(重量比)＝0.5～1.5，异丁醇溶液中催化剂醇盐的含量为8～20％。

做为本发明的进一步改进，乙炔通入反应釜前先通入氮气使体系保持氮气氛围，氮气压力为0.05～0.30MPa。

做为本发明的一种改进，采用的异丁基乙烯基醚的合成装置为不锈钢耐压釜式反应釜，釜顶部设有耐压文丘里、液体加料口及气相出口，釜底部设有循环液出口及催化剂排出口，循环液从文丘里的液相进口进入，乙炔气通过文丘里的气相进口加入。

与现有的连续法合成异丁基乙烯基醚的方法相比，本发明具有如下优点：

反应在密闭的釜式反应器中进行，异丁醇及催化剂、助剂一次性加入反应釜，乙炔气根据反应消耗的量持续加入，反应平稳，安全可靠性高；本反应乙炔转化率可达90％以上，不存在连续合成法中需持续回收未反应乙炔的难题，大大降低了乙炔在高温、高压下发生危险的可能，且基本无尾气排放；本反应乙炔通过耐压文丘里持续加入反应釜中，乙炔气与循环液混合均匀，能大大加快醚化反应速度。本发明反应平稳、操作简便、易于控制、单耗低、生产环境干净，催化剂及助剂可持续套用，异丁醇的转化率和反应收率可达到95％以上，反应产物异丁基乙烯基醚纯度可达99％以上。

附图说明

图1为本发明异丁基乙烯基醚合成装置结构示意图

附图中：W釜顶文丘里    N5液相进口    N6气相进口    N3液体加料口    N4气相出口    N1循环液出口    N2催化剂排出口

具体实施方式

本发明具体实施例如下：

1、合成装置：如图1所示，异丁基乙烯基醚的合成装置为不锈钢耐压釜式反应釜，釜顶部设有耐压文丘里(W)、液体加料口(N3)及气相出口(N4)，釜底部设有循环液出口(N1)及催化剂排出口(N2)，循环液从文丘里(W)的液相进口(N5)进入，乙炔气通过文丘里(W)的气相进口(N6)加入。

2、具体操作步骤如下：

通过液体加料口(N3)一次性向耐压釜式反应釜中加入由高沸点助剂二甲基苯胺、催化剂醇钠、异丁醇组成的溶液，在乙炔通入反应釜前先通入氮气置换釜内空气，使釜内保持氮气氛围，并保持釜内氮气压力为0.20MPa，反应釜内的溶液从釜底的循环液出口(N1)通过循环泵连续不断地打到釜顶经文丘里(W)，并从液相进口(N5)进入反应釜中，进行循环，来自乙炔气柜的乙炔气经冷冻脱水后进入乙炔压缩机的一级入口，经压缩后的乙炔气经高压干燥塔干燥去除杂质后，通过文丘里(W)的气相进口(N6)进入反应釜内，进行醚化反应，醚化反应温度控制在170℃，并通过文丘里(W)持续补充反应消耗掉的乙炔气，保持釜内反应压力在0.5MPa，反应产生的反应热通过循环管线上的换热器带走，反应结束后蒸馏出反应产物，并经精制后得成品异丁基乙烯基醚，蒸出的异丁基乙烯基醚纯度可达99％以上，高沸点助剂二甲基苯胺及催化剂醇钠留在釜中继续参与下次反应，反应定期通过催化剂排出口(N2)排出失活的催化剂，同时通过液体加料口(N3)补加入新鲜的催化剂醇钠溶液，保持釜内催化剂浓度在8～20％之间。

本发明乙炔转化率在90％以上，异丁醇转化率及反应收率可达92％以上，反应产物异丁基乙烯基醚纯度达99％以上。

3、主要原料的消耗定额(每吨异丁基乙烯基醚)：

乙炔：270Kg；

异丁醇：800Kg；

催化剂(醇钠)：20Kg；

助剂(二甲基苯胺)：5Kg。

Claims (6)

1、一种异丁基乙烯基醚的合成方法，其特征在于以异丁醇和乙炔为反应原料，在耐压釜式反应釜中进行醚化反应，反应釜中充有以芳香胺类、砜类为反应助剂和以碱金属醇盐为催化剂的混合溶液以及氮气，所述的异丁醇液体在反应前一次性加入反应釜中，反应釜内的溶液从釜底通过循环泵连续不断地打到釜顶经文丘里进入反应釜中，进行循环，乙炔气从反应釜顶部的文丘里处持续进入反应釜中，并在催化剂溶液中与异丁醇接触后进行醚化反应，醚化反应温度120～200℃，反应压力0.4～0.8MPa，反应完毕后蒸馏出反应产物，并经精制后得成品异丁基乙烯基醚。

2、根据权利要求1所述的一种合成异丁基乙烯基醚的合成方法，其特征是催化剂为碱金属醇盐，醇为C1～C7醇，如乙醇钾、丁醇钠等。

3、根据权利要求1所述的一种合成异丁基乙烯基醚的合成方法，其特征是反应助剂为高沸点极性溶剂芳香胺类、砜类，如芳香胺类的二甲基苯胺、二乙基苯胺，砜类的二甲基亚砜等。

4、根据权利要求1～3所述的一种合成异丁基乙烯基醚的合成方法，其特征是所述的助剂用量：异丁醇(重量比)＝0.5～1.5，异丁醇溶液中催化剂醇盐的含量为8～20％。

5、根据权利要求1所述的一种合成异丁基乙烯基醚的合成方法，其特征是乙炔通入反应釜前先通入氮气使体系保持氮气氛围，氮气压力为0.05～0.30MPa。

6、一种合成异丁基乙烯基醚的合成装置，其特征是合成装置为不锈钢耐压釜式反应釜，釜顶部设有耐压文丘里、液体加料口及气相出口，釜底部设有循环液出口及催化剂排出口。

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