异丁基乙烯基醚的制备方法
【专利摘要】异丁基乙烯基醚的制备方法，涉及异丁基乙烯基醚。将含催化剂的异丁醇溶液经计量泵从提升管的底部打入环流反应器，乙炔和氮气的混合气体经气体缓冲罐、压缩机和吸附干燥柱后从提升管的底部进入气体喷射器；驱动物料从提升管的上部流入降液管，经换热器与导热油进行热交换后循环流回提升管，喷出的微小气泡与异丁醇溶液混合和接触进行反应得反应混合物；反应混合物从提升管顶部的出口流出，经冷却器冷却后进入气液分离器进行气液分离，其中气相从气液分离器顶部流出，经减压器减压后循环回气体缓冲罐，气液分离器底部流出的液体即为异丁基乙烯基醚。传质传热效果好、装置结构简单、安全高效、操作简单、成本低和易于工业化。
【专利说明】
异丁基乙烯基醚的制备方法
技术领域
[0001]本发明涉及异丁基乙烯基醚，尤其是涉及一种异丁基乙烯基醚的制备方法。
【背景技术】
[0002]异丁基乙烯基醚是一种不饱和醚化合物，具有较好的反应活性，其衍生物被广泛用于涂料、油墨、粘合剂、增塑剂等领域。异丁基乙烯基醚是重要的有机合成中间体，用于医药、农药等物质的制备;也是重要的聚合单体，可与多类不饱和化合物(如:氯乙烯、马来酸酐等)共聚，制备特殊功能材料。
[0003]异丁基乙烯基醚的常用制备方法是在碱金属氢氧化物或碱金属醇盐存在下，由乙炔和异丁醇在一定温度和压力下反应生成异丁基乙烯基醚。所采用的反应装置有高压釜式搅拌反应器(参见中国专利CN 200810062915.X；《浙江化工》，2006,12:1-4.),管式反应器(参见中国专利CN 201210570442.0)、喷淋塔(参见中国专利CN 02 I 38285.9 ； CN200510040652.9)。高压釜式搅拌反应器只能进行间歇操作，而且对于加压乙炔参加的反应难以放大，不利于工业化生产。管式反应器传热效果好，易于工业放大，安全性高，但该工艺是在常压下将乙炔预先溶于原料醇和催化剂的混合液中，再进行高压下全液相循环反应，由于液相中乙炔含量较低，故原料醇的单次转化率较低，需采取很高的循环比。喷淋塔气液传质效率低，催化剂用量大，反应器的传热效果差，而且有含有乙炔的尾气排放。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种传质传热效果好、装置结构简单、安全高效、操作简单、成本低和易于工业化的异丁基乙烯基醚的制备方法。
[0005]本发明的具体步骤如下:
[0006]I)将含催化剂的异丁醇溶液经计量栗从提升管的底部打入环流反应器，乙炔和氮气的混合气体经气体缓冲罐、压缩机和吸附干燥柱后从提升管的底部进入气体喷射器。气体喷射造成提升管顶部与底部的压力差，驱动物料从提升管的上部流入降液管，经换热器与导热油进行热交换后循环流回提升管，喷出的微小气泡与异丁醇溶液混合和接触进行反应得反应混合物；
[0007]2)反应混合物从提升管顶部的出口流出，经冷却器冷却后进入气液分离器进行气液分离，其中气相从气液分离器顶部流出，经减压器减压后循环回气体缓冲罐，气液分离器底部流出的液体即为异丁基乙烯基醚。
[0008]在步骤I)中，所述环流反应器的提升管和降液管的内径比可为(1.5?3):1;所述乙炔和氮气混合气体中乙炔的体积分数可为40%?80%;所述气体喷射器可采用单头多孔喷嘴气体喷射器或多头多孔喷嘴气体喷射器，所述喷嘴的孔径可为I?50μπι;所述催化剂可采用异丁醇钾等，催化剂的用量按质量百分比可为异丁醇质量的1%?8%;所述反应的温度可为130?170°C，反应的压力可为0.3?l.0MPa。
[0009]异丁基乙烯基醚和异丁醇的粗产品经萃取精馏，制成纯度99.5%以上的异丁基乙烯基醚产品，未反应的异丁醇则循环使用。乙炔的单程转化率可达到85%以上，反应的选择性在95%以上。
[0010]本发明采用气升式外环流反应器以进行乙炔和异丁醇的反应而制备异丁基乙烯基醚。所述气升式外环流反应器包括气体喷射器、提升管、降液管和换热器。气升式外环流反应器和计量栗、冷却器、气液分离器、减压器、气体缓冲罐、压缩机、吸附干燥器组成异丁基乙烯基醚的制备装置。
[0011]与现有异丁基乙烯基醚的制备方法相比，本发明具有如下优点:
[0012]I)反应器结构简单、无运转部件，避免了易燃易爆气体泄露的隐患。
[0013]2)气体喷射驱动液体环流，提高了液相中的气含率和气液传质速率，使反应以较快的速率进行，从而可使催化剂用量大大减少。
[0014]3)液体环流通过降液管上的换热器迅速移走反应放热，该换热器可根据需要提供足够的换热面积而不受反应器容积的限制。
[0015]4)反应过程中无尾气排放。
[0016]5)工艺流程简单，成本低廉，易于实现工业化。
【附图说明】
[0017]图1为本发明实施例的制备装置结构示意图。
[0018]图中各标记为:1-提升管;2-气体喷射器;3-降液管;4-换热器;5-计量栗;6_吸附干燥柱;7-冷却器;8-气液分离器;9-减压器;10-压缩机;11-气体缓冲罐。
【具体实施方式】
[0019]以下具体实施例结合附图对本发明做进一步说明。
[0020]实施例1:
[0021]乙炔和异丁醇的反应采用图1所示的反应装置。环流反应器的提升管内径0.15m、高2.5m。气体喷射器为单头多孔喷嘴，孔径为3μπι。工艺操作条件如下:
[0022]催化剂用量:为异丁醇质量的2%;
[0023 ]异丁醇(含催化剂)进料流量16L/h;
[0024]混合气体进料流量15Nm3/h;
[0025]进料混合气体中乙炔的体积分数为60%;
[0026]换热器温度:150Γ;
[0027]反应压力:0.5MPa;
[0028]结果异丁醇的单程转化率为88%，反应对异丁基乙烯基醚的选择性为95.5%。
[0029]实施例2:
[0030]乙炔和异丁醇的反应采用附图1所示的反应装置。环流反应器的提升管内径
0.15m、高2.5m。气体喷射器为单头多孔喷嘴，孔径为ΙΟμπι。工艺操作条件如下:
[0031]催化剂用量:为异丁醇质量的3%;
[0032]异丁醇(含催化剂)进料流量16L/h;
[0033]混合气体进料流量15Nm3/h;
[0034]进料混合气体中乙炔的体积分数为70%;
[0035]换热器温度:140Γ;
[0036]反应压力:0.6MPa;
[0037]结果异丁醇的单程转化率为85.7%，反应对异丁基乙烯基醚的选择性为97%。
[0038]实施例3:
[0039]乙炔和异丁醇的反应采用附图1所示的反应装置。环流反应器的提升管内径
0.15m、高2.5m。气体喷射器为双头多孔喷嘴，孔径为5μπι。工艺操作条件如下:
[0040]催化剂用量:为异丁醇质量的5%;
[0041]异丁醇(含催化剂)进料流量16L/h;
[0042]混合气体进料流量15Nm3/h;
[0043]进料混合气体中乙炔的体积分数为65%;
[0044]换热器温度:160°C;
[0045]反应压力:0.8MPa;
[0046]结果异丁醇的单程转化率为92%，反应对异丁基乙烯基醚的选择性为95%。
[0047]本发明提供一种传质传热效果好、装置结构简单、安全高效、操作简单、成本低和易于工业化的异丁基乙烯基醚的制备方法。所述方法采用气升式外环流反应器以进行乙炔和异丁醇的反应而制备异丁基乙烯基醚。气升式外环流反应器包括气体喷射器、提升管、降液管和换热器。气升式外环流反应器和计量栗、冷却器、气液分离器、减压器、气体缓冲罐、压缩机、吸附干燥器组成异丁基乙烯基醚的制备装置。含催化剂的异丁醇溶液经计量栗从提升管的底部打入反应器，乙炔和氮气的混合气体(乙炔的体积分数为40?80%)压缩、干燥后从提升管的底部进入气体喷射器。在压力0.3?1.0MPa和温度130?170°C进行反应。反应混合物从提升管顶部的出口流出，经冷却器冷却后进入气液分离器进行气液分离，其中气相从气液分离器顶部出来，经减压器减压后循环回气体缓冲罐。气液分离器底部出来的液体即为含异丁基乙烯基醚的粗产品。
【主权项】
1.异丁基乙烯基醚的制备方法，其特征在于具体步骤如下: 1)将含催化剂的异丁醇溶液经计量栗从提升管的底部打入环流反应器，乙炔和氮气的混合气体经气体缓冲罐、压缩机和吸附干燥柱后从提升管的底部进入气体喷射器;气体喷射造成提升管顶部与底部的压力差，驱动物料从提升管的上部流入降液管，经换热器与导热油进行热交换后循环流回提升管，喷出的微小气泡与异丁醇溶液混合和接触进行反应得反应混合物； 2)反应混合物从提升管顶部的出口流出，经冷却器冷却后进入气液分离器进行气液分离，其中气相从气液分离器顶部流出，经减压器减压后循环回气体缓冲罐，气液分离器底部流出的液体即为异丁基乙烯基醚。2.如权利要求1所述异丁基乙烯基醚的制备方法，其特征在于在步骤I)中，所述环流反应器的提升管和降液管的内径比为(1.5?3):1。3.如权利要求1所述异丁基乙烯基醚的制备方法，其特征在于在步骤I)中，所述乙炔和氮气混合气体中乙炔的体积分数为40%?80%。4.如权利要求1所述异丁基乙烯基醚的制备方法，其特征在于在步骤I)中，所述气体喷射器采用单头多孔喷嘴气体喷射器或多头多孔喷嘴气体喷射器。5.如权利要求4所述异丁基乙烯基醚的制备方法，其特征在于在步骤I)中，所述喷嘴的孔径为I?50μηι。6.如权利要求1所述异丁基乙烯基醚的制备方法，其特征在于在步骤I)中，所述催化剂米用异丁醇钾。7.如权利要求1所述异丁基乙烯基醚的制备方法，其特征在于在步骤I)中，所述催化剂的用量按质量百分比为异丁醇质量的I %?8%。8.如权利要求1所述异丁基乙烯基醚的制备方法，其特征在于在步骤I)中，所述反应的温度为130?170°C，反应的压力为0.3?1.0MPa。
【文档编号】C07C41/34GK105837407SQ201610268671
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年4月27日
【发明人】黎四芳, 黄彬彬
【申请人】厦门大学