CN108383726A - 一种甲基丙烯酸羟乙酯的连续生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种甲基丙烯酸羟乙酯的连续生产方法，包括以下步骤：使甲基丙烯酸、催化剂和阻聚剂经进入管式反应器，通入环氧乙烷并在60～80℃、0.25～0.1MPa下进行开环反应，制得反应混合液，冷凝分离得过量环氧乙烷和粗甲基丙烯酸羟乙酯，使粗甲基丙烯酸羟乙酯进入中间成品储罐和阻聚剂进行短程精馏，出料为甲基丙烯酸羟乙酯和一次残液，将一次残液再次进行短程精馏，出料为甲基丙烯酸羟乙酯和二次残液，将二次残液进行蒸馏后获得蒸馏产物，将蒸馏产物循环进行短程蒸馏和蒸馏，实现甲基丙烯酸羟乙酯的连续生产。本发明的优点在于：反应温度低，副反应减少，降低了原料的损耗，提高了原料的转化率，从而提高产品品质。
Description
技术领域
本发明涉及有机化工技术领域，更具体涉及一种甲基丙烯酸羟乙酯的连续生产方法。
背景技术
甲基丙烯酸羟乙酯是一类重要的化工原料，由于具有碳链双键、羟基和酯基的独特结构，作为聚合单体可以经均聚和共聚合成多种聚合物，此类聚合物黏合牢固、不易剥落、在室温下柔韧而有弹性，同时具有良好的耐水性，因此广泛应用于合成丙烯酸树脂、光固化树脂、光学树脂、涂料等。
目前工业上生产甲基丙烯酸羟乙酯主要有2种工艺，第一种是在甲基丙烯酸中加入硫氰酸铁、四甲基氯化铵等及少许对苯二酚，搅拌加热至90℃，在氮气保护下，通入环氧乙烷气体反应约2h，将反应产物冷至60℃，加少量对苯二酚后减压蒸馏，收集86-89℃(0.67kPa)馏分即得成品，收率80％以上，此种方法的不利之处在于环氧乙烷易燃易爆，对生产设备及操作条件要求严格，技术水平要求高。第二种是甲基丙烯酸钾盐与氯乙醇在阻聚剂存在下反应生成粗甲基丙烯酸-2-羟基乙酯，经盐析、精制得成品，此种方法的合成周期长，产品质量不稳定，存在副产物的过滤问题和氯乙醇毒性大的缺点。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供了一种质量稳定、条件温和的甲基丙烯酸羟乙酯的连续生产方法。
本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的：
一种甲基丙烯酸羟乙酯的连续生产方法，包括以下步骤：
将甲基丙烯酸、催化剂和阻聚剂经由配料罐进入管式反应器，向所述管式反应器中通入环氧乙烷并在60～80℃、0.25～0.1MPa下进行开环反应，制得反应混合液，经冷凝器冷凝所述反应混合液分离过量环氧乙烷和粗甲基丙烯酸羟乙酯，使所述粗甲基丙烯酸羟乙酯进入中间成品储罐，并向所述中间成品储罐中添加阻聚剂，然后输送至短程蒸馏釜中进行短程精馏，出料为甲基丙烯酸羟乙酯和一次残液，将所述一次残液再次进行短程精馏，出料为甲基丙烯酸羟乙酯和二次残液，将所述二次残液进入蒸馏釜进行蒸馏反应后获得蒸馏产物，将所述蒸馏产物重新进入短程蒸馏釜，从而循环进行短程蒸馏和蒸馏，实现甲基丙烯酸羟乙酯的连续生产。
优选地，单位时间内，所述甲基丙烯酸与环氧乙烷的投料质量比为6～8:4。
优选地，所述催化剂的添加量为0.4～0.9wt％，所述wt％以甲基丙烯酸和环氧乙烷的总重量计。
优选地，所述配料罐中阻聚剂的添加量为0.1～0.5wt％，所述中间成品储罐中阻聚剂的添加量为0.05～0.3wt％，所述wt％以甲基丙烯酸和环氧乙烷的总重量计。
优选地，所述催化剂为氯化铁。
优选地，所述阻聚剂为ZJ-705。
优选地，所述配料罐内的温度不高于40℃。
优选地，所述冷凝器的工作温度60～80℃、工作压力为常压，所述中间成品储罐的工作温度为30～40℃、工作压力为常压，所述短程蒸馏釜的工作温度为50～70℃、工作压力为-0.05～-0.01MPa，所述蒸馏釜的工作温度为80～100℃、工作压力为0.05～0.1MPa。
本发明相比现有技术具有以下优点：本发明的生产方法的反应温度低，副反应减少，降低了原料的损耗，提高了原料的转化率，从而使得产品品质得到了进一步得提升；并且整个生产环节都在密闭的环境中进行，没有废气、废水、副产物产生，对环境没有任何污染；整个生产环节的温度都在90摄氏度以下，能源消耗大大降低。
附图说明
图1是本申请的甲基丙烯酸羟乙酯的连续生产方法的流程图。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
如图1所示，将甲基丙烯酸、催化剂氯化铁和阻聚剂ZJ-705经由配料罐由屏蔽泵、调节阀、质量流量计控制一定的流量进入管式反应器；配料罐内设循环水盘管，以循环水降温，防止温度超过40℃后环氧乙烷与甲基丙烯酸在催化剂作用下发生反应，由屏蔽泵尾管回配料罐构成甲基丙烯酸循环，以保证配料罐内物料温度。向管式反应器中通入环氧乙烷，在80℃、0.25MPa下进行开环反应，连续反应生成甲基丙烯酸羟乙酯。在管式反应器上设温度计与壳程循环水连锁，控制反应器循环水温度，稳定反应器温度，保证反应安全，由反应器来的反应混合液体经70℃、常压状态的冷凝器分离过量环氧乙烷和粗甲基丙烯酸羟乙酯，分离出的环氧乙烷回收后循环使用，粗甲基丙烯酸羟乙酯进30～40℃、常压状态的中间成品储罐。在中间成品储罐底部设一取样口，化验中间成品成分，以此来调整环氧乙烷和甲基丙烯酸投料比。粗甲基丙烯酸羟乙酯由经泵进入半成品储罐，并向中间成品储罐中添加阻聚剂，输送至70℃、-0.1MPa状态的短程蒸馏釜中进行短程精馏，釜底出料为甲基丙烯酸羟乙酯，直接进入成品罐；侧出料口出料为一次残液，一次残液经泵再次进行短程精馏，出料为甲基丙烯酸羟乙酯和二次残液，将二次残液进入100℃、0.1MPa状态的蒸馏釜进行蒸馏反应后获得蒸馏产物，将所述蒸馏产物重新进入短程蒸馏釜，短程蒸馏后的二次残液经泵打至残液高位罐，由高位罐自流进入蒸馏釜进行蒸馏，蒸馏后所得蒸馏产物再次进行短程蒸馏；短程蒸馏和蒸馏依次循环进行，以制得较高含量成品，实现连续生产。其中，甲基丙烯酸与环氧乙烷的投料质量比为7:4，催化剂氯化铁的添加量为甲基丙烯酸和环氧乙烷的总重量的0.6wt％，配料罐中阻聚剂ZJ-705的添加量为甲基丙烯酸和环氧乙烷的总重量的0.3wt％，中间成品储罐中阻聚剂ZJ-705的添加量为甲基丙烯酸和环氧乙烷的总重量的0.2wt％。
实施例2
以实施例1的方法生产甲基丙烯酸羟乙酯，区别仅在于：在60℃、0.1MPa下进行开环反应，甲基丙烯酸与环氧乙烷的投料质量比为6:4，催化剂氯化铁的添加量为甲基丙烯酸和环氧乙烷的总重量的0.4wt％，配料罐中阻聚剂ZJ-705的添加量为甲基丙烯酸和环氧乙烷的总重量的0.1wt％，中间成品储罐中阻聚剂ZJ-705的添加量为甲基丙烯酸和环氧乙烷的总重量的0.05wt％。
实施例3
以实施例1的方法生产甲基丙烯酸羟乙酯，区别仅在于：在70℃、0.75MPa下进行开环反应，甲基丙烯酸与环氧乙烷的投料质量比为8:4，催化剂氯化铁的添加量为甲基丙烯酸和环氧乙烷的总重量的0.9wt％，配料罐中阻聚剂ZJ-705的添加量为甲基丙烯酸和环氧乙烷的总重量的0.5wt％，中间成品储罐中阻聚剂ZJ-705的添加量为甲基丙烯酸和环氧乙烷的总重量的0.3wt％。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种甲基丙烯酸羟乙酯的连续生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
将甲基丙烯酸、催化剂和阻聚剂经由配料罐进入管式反应器，向所述管式反应器中通入环氧乙烷并在60～80℃、0.25～0.1MPa下进行开环反应，制得反应混合液，经冷凝器冷凝所述反应混合液分离过量环氧乙烷和粗甲基丙烯酸羟乙酯，使所述粗甲基丙烯酸羟乙酯进入中间成品储罐，并向所述中间成品储罐中添加阻聚剂，然后输送至短程蒸馏釜中进行短程精馏，出料为甲基丙烯酸羟乙酯和一次残液，将所述一次残液再次进行短程精馏，出料为甲基丙烯酸羟乙酯和二次残液，将所述二次残液进入蒸馏釜进行蒸馏反应后获得蒸馏产物，将所述蒸馏产物重新进入短程蒸馏釜，从而循环进行短程蒸馏和蒸馏，实现甲基丙烯酸羟乙酯的连续生产。
2.根据权利要求1所述的甲基丙烯酸羟乙酯的连续生产方法，其特征在于，单位时间内，所述甲基丙烯酸与环氧乙烷的投料质量比为6～8:4。
3.根据权利要求1所述的甲基丙烯酸羟乙酯的连续生产方法，其特征在于，所述催化剂的添加量为0.4～0.9wt％，所述wt％以甲基丙烯酸和环氧乙烷的总重量计。
4.根据权利要求1所述的甲基丙烯酸羟乙酯的连续生产方法，其特征在于，所述配料罐中阻聚剂的添加量为0.1～0.5wt％，所述中间成品储罐中阻聚剂的添加量为0.05～0.3wt％，所述wt％以甲基丙烯酸和环氧乙烷的总重量计。
5.根据权利要求1所述的甲基丙烯酸羟乙酯的连续生产方法，其特征在于，所述催化剂为氯化铁。
6.根据权利要求1所述的甲基丙烯酸羟乙酯的连续生产方法，其特征在于，所述阻聚剂为ZJ-705。
7.根据权利要求1所述的甲基丙烯酸羟乙酯的连续生产方法，其特征在于，所述配料罐内的温度不高于40℃。
8.根据权利要求1所述的甲基丙烯酸羟乙酯的连续生产方法，其特征在于，所述冷凝器的工作温度60～80℃、工作压力为常压，所述中间成品储罐的工作温度为30～40℃、工作压力为常压，所述短程蒸馏釜的工作温度为50～70℃、工作压力为-0.05～-0.01MPa，所述蒸馏釜的工作温度为80～100℃、工作压力为0.05～0.1MPa。
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