專利名稱：乙烯基甲醚與丙烯醛管道法合成吡喃制戊二醛的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及戊二醛的合成法，尤其是用乙烯基甲醚與丙烯醛管道法合成吡喃制戊二醛。
戊二醛是一種具有特殊化學結構、特殊物理化學性能的精細化工產(chǎn)品。廣泛用于醫(yī)療衛(wèi)生、油田、皮革鞣制、造紙助劑等方面。由于制造過程復雜、步驟繁多、工藝條件苛刻、因而其生產(chǎn)成本較高。根據(jù)現(xiàn)有資料，戊二醛的合成方法主要有三種1、氧化法以環(huán)戊烯為原料在低溫臭氧化后水解開環(huán)制備戊二醛。2、吡啶法以吡啶為原料經(jīng)金屬鈉還原，鹽酸羥胺開環(huán)后分解制備戊二醛。3、吡喃法以丙烯醛、乙烯基乙醚為原料經(jīng)加成反應制得2-烷氧基-3、4-二氧-吡喃(EOHP)(以下簡稱吡喃)，再水解制成戊二醛。吡喃法相對來說操作簡便，產(chǎn)率高，產(chǎn)品質量好，適合作為工業(yè)生產(chǎn)的方法。
吡喃的制法現(xiàn)有技術有三種1、加壓法丙烯醛與乙烯基乙醚摩爾比為2∶2.2，于190℃，壓力1.4～2.5Mpa下反應1h，最后經(jīng)過142～145℃蒸餾收集而得到。
2、催化法70℃反應0.5h，于80～82℃/10Mpa減壓蒸餾收集。
3、常壓催化法丙烯醛與乙烯基乙醚摩爾比為2∶2.2，以氯化鋅為催化劑，保持反應沸騰回流3.5h，最后142～145℃蒸餾收集。
采取上述方法制得的EOHP0.5mol與含有0.01mol濃鹽酸的水約110ml，經(jīng)回流至形成均勻溶液即得到戊二醛溶液。
生產(chǎn)乙烯基乙醚的原料是乙炔和乙醇，反應中對乙醇的含水量要求非常嚴格，因而用無水乙醇來生產(chǎn)乙烯基乙醚，而后再制取戊二醛是非常不經(jīng)濟的，直接增加了制造戊二醛的成本。
現(xiàn)有的合成吡喃技術是采用高壓釜合成工藝，操作煩瑣，安全性差，連續(xù)性、穩(wěn)定性都不能令人滿意，設備造價昂貴，維護復雜，能耗高，物料回收難度大。
本發(fā)明的目的之一是通過對工藝及設備的改進，簡化戊二醛的生產(chǎn)工藝，提高生產(chǎn)的安全性，穩(wěn)定性和連續(xù)性；目的之二是通過采用新的乙烯基醚與丙烯醛反應制吡喃以降低吡喃的成本，從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按反應式C2H2(乙炔)+CH3OH(甲醇) (乙烯基甲醚)合成乙烯基甲醚；其中C2H2與CH3OH的摩爾比為1∶1；b將按步驟a合成的乙烯基甲醚與丙烯醛(C3H4O)按反應式合成2-烷氧基-3、4-二氫-吡喃，其中C2H3OCH3與C3H4O的摩爾比為1∶1。
乙烯基甲醚與丙烯醛是在具有如下結構的管式反應器(1)中加壓合成為C6H10O2的。該管式反應器是一盛有導熱介質(1-4)的容器，其腔體(1-3)內裝有盤管(1-2)，盤管的進口處與計量泵(1-6)相聯(lián)通，乙烯基甲醚與丙烯醛經(jīng)計量泵加壓至6-8Mpa，盤管出口合成C6H10O2，管式反應器上裝有加熱裝置(1-5)，攪拌器(1-1)。
將按前述工藝和機理合成的C6H10O2水解制成戊二醛，反應式為 水解戊二醛的濃度可人為調配。
管式反應器的使用是戊二醛制造工藝的一大突破。它克服了高壓釜式反應所帶來的種種弊端，在操作的安全便利方面有大幅度改進，生產(chǎn)的連續(xù)性穩(wěn)定性好，能耗低，設備造價低，物料回收容易。生成的戊二醛分子式CHO-(CH2)3-CHO，分子量100，外觀為無色透明溶液，相對密度1.064，PH值3～3.5。
本發(fā)明克服了用無水乙醇生產(chǎn)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，因為無水乙醇價格遠高于甲醇。另外，本發(fā)明還克服了現(xiàn)有工藝需要高溫高壓設備，間歇生產(chǎn)，操作繁雜，能耗大，安全性差，物料回收難等諸多弊端，具有連續(xù)生產(chǎn)，可靠性高，安全，成本價廉等多種優(yōu)點。


圖1是合成線路圖。
圖2是工藝流程方框圖。
圖3是管式反應器結構原理圖。
圖中1-管式反應器，1-1-攪拌器，1-2-盤管，1-3-反應器腔體，1-4-導熱介質，1-5-加熱裝置，1-6-計量泵。
本發(fā)明完整的技術方案的一個實施例A、電石乙炔發(fā)生B、乙烯基甲醚合成C、丙烯氧化制丙烯醛D、加壓合成甲氧基吡喃E、吡喃水解制戊二醛主要原材料及能源消耗每噸50％戊二醛所需主要原材料及能源消耗如下。電石 900公斤 甲醇 500公斤 氫氧化鉀 100公斤丙烯 500公斤 水100噸電1540度蒸汽 15噸乙烯基甲醚與丙烯醛管道法合成吡喃制戊二醛實施例1，乙烯基甲醚與丙烯醛(C3H4O)按反應式合成2-烷氧基-3、4-二氫-吡喃，其中C2H3OCH3與C3H4O的摩爾比為1∶1。
乙烯基甲醚與丙烯醛管道法合成吡喃制戊二醛實施例2，乙烯基甲醚與丙烯醛(C3H4O)按反應式合成2-烷氧基-3、4-二氫-吡喃，其中C2H3OCH3與C3H4O的摩爾比為1∶1。
乙烯基甲醚與丙烯醛管道法合成吡喃制戊二醛實施例3，乙烯基甲醚與丙烯醛(C3H4O)按反應式合成2-烷氧基-3、4-二氫-吡喃，其中C2H3OCH3與C3H4O的摩爾比為1∶1。
戊二醛的生產(chǎn)工業(yè)化的方法目前都是一致采用吡喃法。即由丙烯醛與乙烯基乙醚合成吡喃，而后水解制戊二醛。但美國人采用乙烯制乙醛，與甲醇合成甲縮醛，裂解制乙烯基甲醚。這個工藝路線雖然利用廉價乙烯作起始原料有其合理性，但生產(chǎn)過程長，中間損耗大，技術障礙多。我國有電石乙炔優(yōu)勢，可以與甲醇或無水乙醇一步合成甲醚或乙烯基乙醚，過程簡單、效率高、技術成熟、成本明顯比美國方法低。這是一個很大的優(yōu)勢。
所述管式反應器管道材質不銹鋼，長度100～1000米，內徑0.01～0.10米；腔內有導熱介質，盤管內流動的是被加壓的乙烯基甲醚與丙烯醛。
用丙烯作原料在固相催化劑存在下直接用空氣氧化，輔以水蒸汽和適當溫度、空速就能高效率生產(chǎn)出制備戊二醛所需要的丙烯醛。在制取乙烯基甲醚中所用催化劑為氫氧化鉀，反應溫度較佳范圍為在100℃～150℃間。管式反應器加熱裝置為反應器提供150℃～200℃溫度。
權利要求
1.一種乙烯基甲醚與丙烯醛管道法合成吡喃制戊二醛，其特征是，a按反應式C2H2(乙炔)+CH3OH(甲醇) 合成乙烯基甲醚；其中C2H2與CH3OH的庫爾比為1∶1；b將按步驟a合成的乙烯基甲醚與丙烯醛(C3H4O)按反應式C2H3OCH3(乙烯基甲醚)+C3H4O(丙烯醛) 合成2-烷氧基-3、4-二氫-吡喃，其中C2H3OCH3與C3H4O的摩爾比為1∶1。
2.乙烯基甲醚與丙烯醛管道法合成吡喃制成二醛，其特征是乙烯基甲醚與丙烯醛是在具有如下結構的管式反應器(1)中加壓合成為C6H10O2的，該管式反應器是一盛有導熱介質(1-4)的容器，其腔體(1-3)內裝有盤管(1-2)，盤管的進口處與計量泵(1-6)相聯(lián)通，乙烯基甲醚與丙烯醛經(jīng)計量泵加壓至6-8Mpa，盤管出口生成C6H10O2，管式反應器上裝有加熱裝置(1-5)，攪拌器(1-1)。
3.如權利要求1所述的乙烯基甲醚與丙烯醛管道法合成吡喃制戊二醛，其特征是，按其步驟a合成的乙烯基甲醚與丙烯醛(C3H4O)按反應式合成2-烷氧基-3、4-二氫-吡喃，其中C2H3OCH3與C3H4O的摩爾比為1∶1。
4.如權利要求1所述的乙烯基甲醚與丙烯醛管道法合成吡喃制戊二醛，其特征是，按其步驟a合成的乙烯基甲醚與丙烯醛(C3H4O)按反應式合成2-烷氧基-3、4-二氫-吡喃，其中C2H3OCH3與C3H4O的摩爾比為1∶1。
5.如權利要求1所述的乙烯基甲醚與丙烯醛管道法合成吡喃制戊二醛，其特征是，按其步驟a合成的乙烯基甲醚與丙烯醛(C3H4O)按反應式合成2-烷氧基-3、4-二氫-吡喃，其中C2H3OCH3與C3H4O的摩爾比為1∶1。
全文摘要
乙烯基甲醚與丙烯醛管道法合成吡喃制戊二醛,二者按如下反應式(見右式)合成2－烷氧基－3、4－二氫－吡喃;它們是在特制的管式反應器中被加壓合成為的,該反應器腔體內裝有盤管及導熱介質,盤管的進口處與計量泵。本發(fā)明克服了現(xiàn)有工藝需要高溫高壓設備,間歇生產(chǎn),操作繁雜,能耗大,安全性差,物料回收難等諸多弊端,具有連續(xù)生產(chǎn),可靠性高,安全,成本價廉等多種優(yōu)點。
文檔編號C07C47/12GK1358704SQ00131268
公開日2002年7月17日 申請日期2000年12月15日 優(yōu)先權日2000年12月15日
發(fā)明者王明星, 陳世華, 閻璟琪, 宋登武 申請人:武漢新景化工有限責任公司