专利名称：乙烯基甲醚与丙烯醛管道法合成吡喃制戊二醛的制作方法
技术领域：
本发明涉及戊二醛的合成法，尤其是用乙烯基甲醚与丙烯醛管道法合成吡喃制戊二醛。
戊二醛是一种具有特殊化学结构、特殊物理化学性能的精细化工产品。广泛用于医疗卫生、油田、皮革鞣制、造纸助剂等方面。由于制造过程复杂、步骤繁多、工艺条件苛刻、因而其生产成本较高。根据现有资料，戊二醛的合成方法主要有三种1、氧化法以环戊烯为原料在低温臭氧化后水解开环制备戊二醛。2、吡啶法以吡啶为原料经金属钠还原，盐酸羟胺开环后分解制备戊二醛。3、吡喃法以丙烯醛、乙烯基乙醚为原料经加成反应制得2-烷氧基-3、4-二氧-吡喃(EOHP)(以下简称吡喃)，再水解制成戊二醛。吡喃法相对来说操作简便，产率高，产品质量好，适合作为工业生产的方法。
吡喃的制法现有技术有三种1、加压法丙烯醛与乙烯基乙醚摩尔比为2∶2.2，于190℃，压力1.4～2.5Mpa下反应1h，最后经过142～145℃蒸馏收集而得到。
2、催化法70℃反应0.5h，于80～82℃/10Mpa减压蒸馏收集。
3、常压催化法丙烯醛与乙烯基乙醚摩尔比为2∶2.2，以氯化锌为催化剂，保持反应沸腾回流3.5h，最后142～145℃蒸馏收集。
采取上述方法制得的EOHP0.5mol与含有0.01mol浓盐酸的水约110ml，经回流至形成均匀溶液即得到戊二醛溶液。
生产乙烯基乙醚的原料是乙炔和乙醇，反应中对乙醇的含水量要求非常严格，因而用无水乙醇来生产乙烯基乙醚，而后再制取戊二醛是非常不经济的，直接增加了制造戊二醛的成本。
现有的合成吡喃技术是采用高压釜合成工艺，操作烦琐，安全性差，连续性、稳定性都不能令人满意，设备造价昂贵，维护复杂，能耗高，物料回收难度大。
本发明的目的之一是通过对工艺及设备的改进，简化戊二醛的生产工艺，提高生产的安全性，稳定性和连续性；目的之二是通过采用新的乙烯基醚与丙烯醛反应制吡喃以降低吡喃的成本，从而使戊二醛的成本大大降低。
所述管道法合成吡喃制戊二醛的特征是，
a按反应式C2H2(乙炔)+CH3OH(甲醇) (乙烯基甲醚)合成乙烯基甲醚；其中C2H2与CH3OH的摩尔比为1∶1；b将按步骤a合成的乙烯基甲醚与丙烯醛(C3H4O)按反应式合成2-烷氧基-3、4-二氢-吡喃，其中C2H3OCH3与C3H4O的摩尔比为1∶1。
乙烯基甲醚与丙烯醛是在具有如下结构的管式反应器(1)中加压合成为C6H10O2的。该管式反应器是一盛有导热介质(1-4)的容器，其腔体(1-3)内装有盘管(1-2)，盘管的进口处与计量泵(1-6)相联通，乙烯基甲醚与丙烯醛经计量泵加压至6-8Mpa，盘管出口合成C6H10O2，管式反应器上装有加热装置(1-5)，搅拌器(1-1)。
将按前述工艺和机理合成的C6H10O2水解制成戊二醛，反应式为 水解戊二醛的浓度可人为调配。
管式反应器的使用是戊二醛制造工艺的一大突破。它克服了高压釜式反应所带来的种种弊端，在操作的安全便利方面有大幅度改进，生产的连续性稳定性好，能耗低，设备造价低，物料回收容易。生成的戊二醛分子式CHO-(CH2)3-CHO，分子量100，外观为无色透明溶液，相对密度1.064，PH值3～3.5。
本发明克服了用无水乙醇生产乙烯醛乙醚合成吡喃，而后水解制成戊二醛原料成本高的弊端，因为无水乙醇价格远高于甲醇。另外，本发明还克服了现有工艺需要高温高压设备，间歇生产，操作繁杂，能耗大，安全性差，物料回收难等诸多弊端，具有连续生产，可靠性高，安全，成本价廉等多种优点。
图1是合成线路图。
图2是工艺流程方框图。
图3是管式反应器结构原理图。
图中1-管式反应器，1-1-搅拌器，1-2-盘管，1-3-反应器腔体，1-4-导热介质，1-5-加热装置，1-6-计量泵。
本发明完整的技术方案的一个实施例A、电石乙炔发生B、乙烯基甲醚合成C、丙烯氧化制丙烯醛D、加压合成甲氧基吡喃E、吡喃水解制戊二醛主要原材料及能源消耗每吨50％戊二醛所需主要原材料及能源消耗如下。电石 900公斤 甲醇 500公斤 氢氧化钾 100公斤丙烯 500公斤 水100吨电1540度蒸汽 15吨乙烯基甲醚与丙烯醛管道法合成吡喃制戊二醛实施例1，乙烯基甲醚与丙烯醛(C3H4O)按反应式合成2-烷氧基-3、4-二氢-吡喃，其中C2H3OCH3与C3H4O的摩尔比为1∶1。
乙烯基甲醚与丙烯醛管道法合成吡喃制戊二醛实施例2，乙烯基甲醚与丙烯醛(C3H4O)按反应式合成2-烷氧基-3、4-二氢-吡喃，其中C2H3OCH3与C3H4O的摩尔比为1∶1。
乙烯基甲醚与丙烯醛管道法合成吡喃制戊二醛实施例3，乙烯基甲醚与丙烯醛(C3H4O)按反应式合成2-烷氧基-3、4-二氢-吡喃，其中C2H3OCH3与C3H4O的摩尔比为1∶1。
戊二醛的生产工业化的方法目前都是一致采用吡喃法。即由丙烯醛与乙烯基乙醚合成吡喃，而后水解制戊二醛。但美国人采用乙烯制乙醛，与甲醇合成甲缩醛，裂解制乙烯基甲醚。这个工艺路线虽然利用廉价乙烯作起始原料有其合理性，但生产过程长，中间损耗大，技术障碍多。我国有电石乙炔优势，可以与甲醇或无水乙醇一步合成甲醚或乙烯基乙醚，过程简单、效率高、技术成熟、成本明显比美国方法低。这是一个很大的优势。
所述管式反应器管道材质不锈钢，长度100～1000米，内径0.01～0.10米；腔内有导热介质，盘管内流动的是被加压的乙烯基甲醚与丙烯醛。
用丙烯作原料在固相催化剂存在下直接用空气氧化，辅以水蒸汽和适当温度、空速就能高效率生产出制备戊二醛所需要的丙烯醛。在制取乙烯基甲醚中所用催化剂为氢氧化钾，反应温度较佳范围为在100℃～150℃间。管式反应器加热装置为反应器提供150℃～200℃温度。
权利要求
1.一种乙烯基甲醚与丙烯醛管道法合成吡喃制戊二醛，其特征是，a按反应式C2H2(乙炔)+CH3OH(甲醇) 合成乙烯基甲醚；其中C2H2与CH3OH的库尔比为1∶1；b将按步骤a合成的乙烯基甲醚与丙烯醛(C3H4O)按反应式C2H3OCH3(乙烯基甲醚)+C3H4O(丙烯醛) 合成2-烷氧基-3、4-二氢-吡喃，其中C2H3OCH3与C3H4O的摩尔比为1∶1。
2.乙烯基甲醚与丙烯醛管道法合成吡喃制成二醛，其特征是乙烯基甲醚与丙烯醛是在具有如下结构的管式反应器(1)中加压合成为C6H10O2的，该管式反应器是一盛有导热介质(1-4)的容器，其腔体(1-3)内装有盘管(1-2)，盘管的进口处与计量泵(1-6)相联通，乙烯基甲醚与丙烯醛经计量泵加压至6-8Mpa，盘管出口生成C6H10O2，管式反应器上装有加热装置(1-5)，搅拌器(1-1)。
3.如权利要求1所述的乙烯基甲醚与丙烯醛管道法合成吡喃制戊二醛，其特征是，按其步骤a合成的乙烯基甲醚与丙烯醛(C3H4O)按反应式合成2-烷氧基-3、4-二氢-吡喃，其中C2H3OCH3与C3H4O的摩尔比为1∶1。
4.如权利要求1所述的乙烯基甲醚与丙烯醛管道法合成吡喃制戊二醛，其特征是，按其步骤a合成的乙烯基甲醚与丙烯醛(C3H4O)按反应式合成2-烷氧基-3、4-二氢-吡喃，其中C2H3OCH3与C3H4O的摩尔比为1∶1。
5.如权利要求1所述的乙烯基甲醚与丙烯醛管道法合成吡喃制戊二醛，其特征是，按其步骤a合成的乙烯基甲醚与丙烯醛(C3H4O)按反应式合成2-烷氧基-3、4-二氢-吡喃，其中C2H3OCH3与C3H4O的摩尔比为1∶1。
全文摘要
乙烯基甲醚与丙烯醛管道法合成吡喃制戊二醛,二者按如下反应式(见右式)合成2－烷氧基－3、4－二氢－吡喃;它们是在特制的管式反应器中被加压合成为的,该反应器腔体内装有盘管及导热介质,盘管的进口处与计量泵。本发明克服了现有工艺需要高温高压设备,间歇生产,操作繁杂,能耗大,安全性差,物料回收难等诸多弊端,具有连续生产,可靠性高,安全,成本价廉等多种优点。
文档编号C07C47/12GK1358704SQ00131268
公开日2002年7月17日 申请日期2000年12月15日 优先权日2000年12月15日
发明者王明星, 陈世华, 阎璟琪, 宋登武 申请人:武汉新景化工有限责任公司