一种抑制氯代异戊烯爆聚的方法及其装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种抑制氯代异戊烯爆聚的方法及其装置，特别涉及在由异戊二烯和 氯化氢进行加成反应制备氯代异戊烯过程中，通过在反应器入口处设置一个磁过滤器来脱 除原料异戊二烯所夹带的少量的铁锈及保持反应器为正压来保证体系中氧含量在lOOppm 以下，实现抑制氯代异戊烯爆聚的方法。
【背景技术】
[0002] 氯代异戊烯是一种非常有用的精细化工中间体原料，它经直接水解反应可以制得 3-甲基-2-丁烯-1-醇(异戊烯醇)和2-甲基-3-丁烯-2-醇（甲基丁烯醇）的混合物。异戊烯醇 主要用于与原醋酸三甲酯或乙酯反应合成贲亭酸甲酯或乙酯，它是制备拟除虫菊酯关键中 间体高顺式二氯菊酯的重要原料。甲基丁烯醇则主要用作生产甲基庚烯酮的原料，此外还 可用于合成DV-菊酸或菊酸酯、异植物醇、维生素 A、类胡萝卜素、萜烯系列香料中间体等。
[0003] 氯代异戊烯可由氯化氢气体与异戊二烯通过加成反应制得。氯化氢与异戊二烯的 加成反应同时生成3-甲基-2-丁稀-1-氯和3-甲基-2-丁稀-2-氯，两者简称为氯代异戊稀。
[0004] 从现有工艺来看，通常加成反应氯化氢气体是过量加入的，而该加成反应是放热 反应，需将反应温度控制在5°C以下，控制二氯代异戊烷的生成，提高氯代异戊烯的收率。在 氯化氢与异戊二烯加成过程中，加成产物氯代异戊烯的含量逐渐升高，当氯代异戊烯含量 达到一定程度后，在一定的条件下极易发生氯代异戊烯的快速聚合，产生的热量使得反应 器的温度和压力急剧上升，导致反应失控，发生安全事故。
[0005] 基于此，做出本申请案。
【发明内容】
[0006] 本发明提供了一种抑制氯代异戊烯爆聚的方法及其装置，特别涉及在由异戊二烯 和氯化氢进行加成反应制备氯代异戊烯过程中，通过在反应器入口处设置一个磁过滤器来 脱除原料异戊二烯所夹带的少量的铁锈及保持反应器为正压来保证体系中氧含量在 lOOppm以下，实现抑制氯代异戊稀爆聚的方法。
[0007] 为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：
[0008] -种抑制氯代异戊烯爆聚的方法，在异戊二烯与氯化氢经加成反应生成氯代异戊 烯时，原料异戊二烯在进入反应器之前用磁过滤器来脱除其所夹带的少量铁锈，反应器用 N2置换至体系中氧含量在10~lOOppm，并保持压力为0.02~l.Obar后，再持续进料进行反 应。异戊二烯与氯化氢的摩尔比为1:0.95,温度为-10~5°C，搅拌速率为60转/分钟。一般异 戊二烯的转化率为X%，氯代异戊烯的选择性为X%。
[0009] 进一步的，作为优选；
[0010] 所述的原料异戊二烯在进入反应器之前用磁过滤器来脱除其所夹带的少量铁锈； 反应器中氧含量最好为30~80ppm;压力最好为0.03~0.5bar。
[0011] 同时，本申请中，抑制氯代异戊烯爆聚的方法中用于去除铁锈所采用的磁过滤器， 其安装位置是在异戊二烯进料管路上，该磁过滤器的结构由外壳、支撑件、磁棒构成，磁棒 呈螺旋状排列，可根据铁锈去除效果串接2个或多个。
[0012] 本发明的关键是在异戊二烯与氯化氢经加成反应生成氯代异戊烯时，原料异戊二 烯在进入反应器之前用磁过滤器来脱除其所夹带的少量铁锈，反应器用犯置换至体系中氧 含量在10~lOOppm，压力为0.02~1. Obar，并保持温度为-10~5°C时，可以有效抑制氯代异 戊烯爆聚，使得加成反应平稳进行，消除了温度和压力快速上升的现象。
[0013] 发明人通过大量实验发现，在异戊二烯与氯化氢进行加成生成氯代异戊烯过程 中，反应体系中所含的铁离子及含氧量与氯代异戊烯的爆聚有着紧密的关系，推测当少量 铁锈随原料进入反应体系后，在酸性条件下转化为铁离子，再通过与氧气反应生成对氯代 异戊烯聚合具有作用的催化剂，当反应体系中氯代异戊烯浓度达到某一程度后，催化氯代 异戊烯的剧烈聚合。由于反应体系中存在铁离子及含氧量是生成聚合催化剂的必要条件， 故只要将原料异戊二烯在进入反应器之前用磁过滤器来脱除其所夹带的少量铁锈，并用氮 气将加成反应液与空气隔绝后，就可以有效控制加成反应液的聚合。
[0014] 本发明的优点是在异戊二烯与氯化氢经加成反应生成氯代异戊烯时，原料异戊二 烯在进入反应器之前用磁过滤器来脱除其所夹带的少量铁锈，反应器用犯置换至体系中氧 含量在10~lOOppm，压力为0.02~1. Obar，并保持温度为-10~5°C时，可以有效抑制氯代异 戊烯爆聚，使得加成反应平稳进行，消除了温度和压力快速上升的现象。
[0015] 下面通过实施例来对本发明的细节作进一步的描述。
【附图说明】
[0016] 图1为本发明中磁过滤器的结构示意图。
[0017] 图中标号：1.法兰外壳;2.管件;3.支撑件;4.磁棒。
【具体实施方式】
[0018] 由于本发明的区别特征主要在于原料异戊二烯在进入反应器之前用磁过滤器来 脱除其所夹带的少量铁锈，反应器用犯置换至体系中氧含量在10~lOOpprn，压力为0.02~ 1.Obar，其它部分则与现有技术基本相同，因此实施例将注重反应实验数据的列举。在实施 例中，异戊二烯转化率及氯代异戊烯选择性由下式计算。
[0021]其中，结合图1，磁性过滤器由法兰外壳1、管件2、支撑件3和磁棒4构成，磁过滤器 中磁棒4呈螺旋状排列，压力损失小。
[0022]【实施例1】
[0023]加成反应在一个带有机械搅拌和冷却装置的1000毫升玻璃三口烧瓶中进行。将不 含铁锈的异戊二烯500克加入三口烧瓶内，用犯置换至体系中氧含量在10~lOOpprn，开动搅 拌并使反应液冷却至所需温度，然后在该温度下将无水氯化氢气体由下部通入反应器，保 持反应器压力为0.02bar，以阻止空气进入反应器中。由于加成反应是放热过程，要控制氯 化氢气体进气速率以维持反应温度为-10~5°C。其它反应条件为：异戊二烯与氯化氢的摩 尔比为1:0.95，搅拌速率为60转/分钟。
[0024] 随着氯化氢的持续通入，异戊二烯转化为氯代异戊烯，在计量的氯化氢加完成后， 继续搅拌反应30分钟，采样利用GC进行分析，计算异戊二烯的转化率为X%和氯代异戊烯的 选择性为X%。加成反应平稳进行，没有发生爆聚现象。
[0025] 【比较例】
[0026] 加成反应在一个带有机械搅拌和冷却装置的1000毫升玻璃三口烧瓶中进行。将不 含铁锈的异戊二烯500克和0.1克铁锈加入三口烧瓶内，在常压下，开动搅拌并使反应液冷 却至所需温度-10~5°C，然后在该温度下将无水氯化氢气体由下部通入反应器。其它反应 条件为:异戊二烯与氯化氢的摩尔比为1: 〇. 95，搅拌速率为60转/分钟。
[0027] 在通入氯化氢开始阶段，反应可控，此时氯代异戊烯含量为X%。随着氯化氢的持 续加入，反应温度开始快速跃升，物料从反应体系中喷出。
[0028] 在异戊二烯与氯化氢进行加成生成氯代异戊烯过程中，反应体系中所含的铁离子 及含氧量与氯代异戊烯的爆聚有着紧密的关系，推测当少量铁锈随原料进入反应体系后， 在酸性条件下转化为铁离子，再通过与氧气反应生成对氯代异戊烯聚合具有作用的催化 剂，当反应体系中氯代异戊烯浓度达到某一程度后，催化氯代异戊烯的剧烈聚合。由于反应 体系中存在铁离子及含氧量是生成聚合催化剂的必要条件，故只要将原料异戊二烯在进入 反应器之前用磁过滤器来脱除其所夹带的少量铁锈，并用氮气将加成反应液与空气隔绝 后，就可以有效控制加成反应液的聚合。
[0029] 在上述实施例中，原料异戊二烯在进入反应器之前用磁过滤器来脱除其所夹带的 少量铁锈，反应器用N2置换至体系中氧含量在10~lOOppm，压力为0.02~1. Obar，并保持温 度为-10~5°C时，可以有效抑制氯代异戊烯爆聚，使得加成反应平稳进行，消除了温度和压 力快速上升的现象。
[0030] 以上内容是结合本发明的优选实施方式对所提供技术方案所作的进一步详细说 明，不能认定本发明具体实施只局限于上述这些说明，对于本发明所属技术领域的普通技 术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为 属于本发明的保护范围。
【主权项】
1. 一种抑制氯代异戊烯爆聚的方法，其特征在于:在异戊二烯与氯化氢经加成反应生 成氯代异戊烯时，原料异戊二烯脱除其所夹带的铁锈，并用犯置换至体系中氧含量在10~ lOOppm，保持压力为0.02~1. Obar后，再持续进料进行反应，异戊二烯与氯化氢的摩尔比为 1: 0.95，温度为-10~5°C，搅拌速率为60转/分钟。2. 如权利要求1所述的一种抑制氯代异戊烯爆聚的方法，其特征在于:N2置换后，所述的 体系中氧含量在30~80ppm。3. 如权利要求1所述的一种抑制氯代异戊烯爆聚的方法，其特征在于:N2置换后，所述的 压力为〇 · 03~0 · 05bar。4. 如权利要求1-3任一项所述的抑制氯代异戊烯爆聚的方法中所采用的设备，其特征 在于：以磁过滤器作为主设备，所述的磁过滤器的结构由法兰外壳、管件、支撑件、磁棒构 成，磁棒呈螺旋状排列于管件内。5. 如权利要求4所述的一种抑制氯代异戊烯爆的设备，其特征在于:所述的磁棒串接2 个或多个。
【专利摘要】本发明涉及一种抑制氯代异戊烯爆聚的方法及其装置，属于减水剂合成技术领域。在异戊二烯与氯化氢经加成反应生成氯代异戊烯时，原料异戊二烯在进入反应器之前用磁过滤器来脱除其所夹带的少量铁锈，反应器用N2置换至体系中氧含量在10～100ppm，并保持压力为0.02～1.0bar后，再持续进料进行反应。在采取以上的技术方案后，使得异戊二烯与氯化氢的加成反应生成氯代异戊烯时，可以有效抑制氯代异戊烯爆聚，使得加成反应平稳进行，消除了温度和压力快速上升的现象。
【IPC分类】C07C17/08, B01D35/06, C07C21/04
【公开号】CN105523882
【申请号】CN201510940264
【发明人】赵明江
【申请人】绍兴明业化纤有限公司
【公开日】2016年4月27日
【申请日】2015年12月16日