一種環(huán)丁烯砜的連續(xù)合成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及到一種化工中間體的合成方法，特別涉及到環(huán)丁砜合成中間體環(huán)丁烯砜(CAS:77-79-2)的合成方法。
【背景技術(shù)】
[0002]環(huán)丁烯砜是工業(yè)上合成綠色溶劑環(huán)丁砜的必備中間體。環(huán)丁砜是一種優(yōu)良的耐高溫、非質(zhì)子極性溶劑，可與水、丙酮、甲苯等互溶，是芳烴抽提工藝中的理想溶劑。環(huán)丁砜還可用于酸性氣體凈化與回收、萃取精餾溶劑、聚合物溶劑及各類反應(yīng)溶劑，另外在造紙工業(yè)、油脂工業(yè)、電子工業(yè)和紡織工業(yè)等領(lǐng)域均勻應(yīng)用，是一種用途十分廣泛的精細化學(xué)品。
[0003]環(huán)丁烯砜的合成路線有多種，比較成熟且唯一實現(xiàn)工業(yè)化的路線是丁二烯與二氧化硫發(fā)生Diels - Aider反應(yīng)一步制取環(huán)丁烯砜。在生產(chǎn)裝置和操作方法上，GBl 123533和US3622598分別公開了以攪拌釜為反應(yīng)器的間歇工藝，CN102020632A公開了一種帶外循環(huán)的塔式反應(yīng)器，也是采用間歇操作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種環(huán)丁烯砜的連續(xù)合成方法，該方法采用比傳熱面積大，溫度分布均勻，濃度分布均勻，停留時間高度可控的環(huán)管反應(yīng)器，由丁二烯、二氧化硫為原料合成環(huán)丁烯砜，實現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)，生產(chǎn)效率高，操作彈性大。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
一種環(huán)丁烯砜的連續(xù)合成方法，包括以下生產(chǎn)裝置及操作方法:
A.生產(chǎn)裝置包括:阻聚劑分散器、原料預(yù)混合器、環(huán)管合成反應(yīng)器、背壓閥、閃蒸罐(塔)、冷凝器、緩沖罐、設(shè)備間連接管線、控制儀表及附件；
B.操作方法包括:
a.原料液態(tài)丁二烯(CAS:106-9-0)和阻聚劑溶液按比例進入阻聚劑分散器形成液相混合溶液；
b.出阻聚劑分散器的混合溶液和原料液態(tài)二氧化硫(CAS:7446-09-5)及出緩沖罐液態(tài)未轉(zhuǎn)化原料按比例匯合后進入原料預(yù)混合器，經(jīng)原料預(yù)混合器混合后進入環(huán)管合成反應(yīng)器進行合成反應(yīng)；
c.環(huán)管合成反應(yīng)器的操作溫度由夾套換熱控制調(diào)節(jié)，操作壓力由背壓閥控制調(diào)節(jié)；
d.出背壓閥的反應(yīng)物料經(jīng)閃蒸罐(塔)閃蒸出氣相未轉(zhuǎn)化原料二氧化硫經(jīng)冷凝器冷凝進入緩沖罐，與補加的阻聚劑溶液混合后以液相形式返回至原料預(yù)混合器；
e.閃蒸罐(塔)底部為含阻聚劑和微量二氧化硫粗產(chǎn)品環(huán)丁烯砜，分離精制后可獲得環(huán)丁烯砜；
所述的一種環(huán)丁烯砜的連續(xù)合成方法，環(huán)管合成反應(yīng)器帶或不帶夾套，管內(nèi)為空管或
設(shè)置動、靜態(tài)混合元件；
所述環(huán)管合成反應(yīng)器可用攪拌釜等其它連續(xù)操作的反應(yīng)器代替。
[0006]所述的一種環(huán)丁烯砜的連續(xù)合成方法，緩沖罐和原料預(yù)混合器之間設(shè)置或不設(shè)置噴射器將未轉(zhuǎn)化原料吸入原料預(yù)混合器；
所述的一種環(huán)丁烯砜的連續(xù)合成方法，阻聚劑分散器、原料預(yù)混合器為攪拌釜或其它混合裝置；
所述的一種環(huán)丁烯砜的連續(xù)合成方法，阻聚劑分散器、原料預(yù)混合器或省略；
所述的一種環(huán)丁烯砜的連續(xù)合成方法，反應(yīng)物料所需的停留時間由環(huán)管合成反應(yīng)器的環(huán)管長度、循環(huán)比及循環(huán)流速控制調(diào)節(jié)，停留時間優(yōu)選為5~30min ;
所述的一種環(huán)丁烯砜的連續(xù)合成方法，環(huán)管合成反應(yīng)器反應(yīng)溫度優(yōu)選為90~140°C ;反應(yīng)壓力優(yōu)選為2~6Mpa ；
所述的一種環(huán)丁烯砜的連續(xù)合成方法，閃蒸罐(塔)的操作壓力為0~0.1Mpa (絕壓);操作溫度為70~120°C，優(yōu)選80~100°C。
[0007]本發(fā)明的優(yōu)點是:
1.可使由丁二烯、二氧化硫為原料合成環(huán)丁烯砜方法實現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)，生產(chǎn)效率高，操作彈性大。
[0008]2.采用環(huán)管反應(yīng)器，比傳熱面積大，溫度分布均勻，濃度分布均勻，停留時間高度可控，操作彈性大。
[0009]3.采用真空閃蒸，使未轉(zhuǎn)化原料最大化回收，原料利用率高，產(chǎn)品精制的負荷小。
【附圖說明】
[0010]圖1是環(huán)丁烯砜連續(xù)合成方法實施例1的生產(chǎn)裝置及流程示意圖；
圖2是環(huán)丁烯砜連續(xù)合成方法實施例4的生產(chǎn)裝置及流程示意圖。
【具體實施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖實施例對本發(fā)明進行詳細說明。
[0012]實施例1
環(huán)丁烯砜連續(xù)合成方法生產(chǎn)裝置包括:阻聚劑分散器1、原料預(yù)混合器2、環(huán)管合成反應(yīng)器3、背壓閥4、閃蒸罐(塔)5、冷凝器6、緩沖罐7、設(shè)備間連接管線、控制儀表及附件；阻聚劑分散器I為連續(xù)攪拌釜，原料預(yù)混合器2為噴射器，環(huán)管合成反應(yīng)器3為夾套內(nèi)帶強化傳熱的擾流元件，管內(nèi)安裝靜態(tài)混合元件的環(huán)管反應(yīng)器，閃蒸罐(塔)5為閃蒸罐；操作方法包括:原料液態(tài)丁二烯(CAS:106-9-0)和阻聚劑溶液按比例進入阻聚劑分散器I形成液相均相溶液；出阻聚劑分散器I的均相溶液和原料液態(tài)二氧化硫(CAS:7446-09-5)及從緩沖罐7流出液態(tài)未轉(zhuǎn)化原料按比例匯合后進入原料預(yù)混合器2，經(jīng)原料預(yù)混合器2充分混合后進入環(huán)管合成反應(yīng)器3進行合成反應(yīng)；環(huán)管合成反應(yīng)器3通過夾套內(nèi)的換熱介質(zhì)控制反應(yīng)所需溫度，；背壓閥4為環(huán)管合成反應(yīng)器3建立反應(yīng)壓力；出背壓閥4的反應(yīng)物料經(jīng)閃蒸罐(塔)5閃蒸出氣相未轉(zhuǎn)化原料經(jīng)冷凝器6冷凝進入緩沖罐7，與補加的阻聚劑溶液混合后以液相形式返回至原料預(yù)混合器2 ;閃蒸罐(塔)5底部為含阻聚劑和微量二氧化硫粗產(chǎn)品環(huán)丁烯砜，分離精制后可獲得環(huán)丁烯砜；環(huán)管合成反應(yīng)器3反應(yīng)溫度為90°C，反應(yīng)壓力為3Mpa，停留時間為15min ;閃蒸罐(塔)5的操作壓力為0.02Mpa (絕壓)，的操作溫度為80°C;實施例1如圖1所示。
[0013]實施例2
實施例2與實施例1基本相同，不同之處在于將環(huán)管合成反應(yīng)器3的循環(huán)比提高一倍，使環(huán)管合成反應(yīng)器3停留時間為30min。
[0014]實施例3
實施例3與實施例1基本相同，不同之處在于環(huán)管合成反應(yīng)器3為管式反應(yīng)器。
[0015]實施例4
實施例4與實施例3基本相同，不同之處在于無阻聚劑分散器1、原料預(yù)混合器2，丁二烯、阻聚劑溶液、二氧化硫及未反應(yīng)原料直接匯合進入環(huán)管合成反應(yīng)器3。實施例4如圖2所示。
[0016]實施例5
實施例5與實施例1基本相同，不同之處在于閃蒸罐(塔)5為閃蒸塔。
【主權(quán)項】
1.一種環(huán)丁烯砜的連續(xù)合成方法，其特征在于，所述的方法包括以下生產(chǎn)裝置及操作方法: A.生產(chǎn)裝置包括:阻聚劑分散器(1)、原料預(yù)混合器(2)、環(huán)管合成反應(yīng)器(3)、背壓閥(4)、閃蒸罐(塔)(5)、冷凝器(6)、緩沖罐(7)、設(shè)備間連接管線、控制儀表及附件； B.操作方法包括: a.原料液態(tài)丁二烯(CAS:106-9-0)和阻聚劑溶液按比例進入阻聚劑分散器(I)形成液相混合溶液； b.出阻聚劑分散器(I)的混合溶液和原料液態(tài)二氧化硫(CAS:7446-09-5)及出緩沖罐(7)液態(tài)未轉(zhuǎn)化原料按比例匯合后進入原料預(yù)混合器(2)，經(jīng)原料預(yù)混合器(2)混合后進入環(huán)管合成反應(yīng)器(3)進行合成反應(yīng)； c.環(huán)管合成反應(yīng)器(3)的操作溫度由夾套換熱控制調(diào)節(jié)，操作壓力由背壓閥(4)控制調(diào)節(jié)； d.出背壓閥(4)的反應(yīng)物料經(jīng)閃蒸罐(塔)(5)閃蒸出氣相未轉(zhuǎn)化原料二氧化硫經(jīng)冷凝器(6)冷凝進入緩沖罐(7)，與補加的阻聚劑溶液混合后以液相形式返回至原料預(yù)混合器(2)； e.閃蒸罐(塔)(5)底部為含阻聚劑和微量二氧化硫粗產(chǎn)品環(huán)丁烯砜，分離精制后可獲得環(huán)丁烯砜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)丁烯砜的連續(xù)合成方法，其特征在于，所述環(huán)管合成反應(yīng)器(3 )帶或不帶夾套，管內(nèi)為空管或設(shè)置動、靜態(tài)混合元件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)丁烯砜的連續(xù)合成方法，其特征在于，所述環(huán)管合成反應(yīng)器(3)可用攪拌釜等其它連續(xù)操作的反應(yīng)器代替。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)丁烯砜的連續(xù)合成方法，其特征在于，所述緩沖罐(7)和原料預(yù)混合器(2 )之間設(shè)置或不設(shè)置噴射器將未轉(zhuǎn)化原料吸入原料預(yù)混合器(2 )。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)丁烯砜的連續(xù)合成方法，其特征在于，所述阻聚劑分散器(1)、原料預(yù)混合器(2)為攪拌釜或其它混合裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)丁烯砜的連續(xù)合成方法，其特征在于，所述阻聚劑分散器(I)、原料預(yù)混合器(2 )或省略。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)丁烯砜的連續(xù)合成方法，其特征在于，所述反應(yīng)物料所需的停留時間由環(huán)管合成反應(yīng)器(3)的環(huán)管長度、循環(huán)比及循環(huán)流速控制調(diào)節(jié)，停留時間優(yōu)選為5~30min。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)丁烯砜的連續(xù)合成方法，其特征在于，所述環(huán)管合成反應(yīng)器(3)反應(yīng)溫度優(yōu)選為90~140°C ;反應(yīng)壓力優(yōu)選為2~6Mpa。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)丁烯砜的連續(xù)合成方法，其特征在于，所述閃蒸罐(塔)(5)的操作壓力為0~0.IMpa (絕壓)；操作溫度為70~120°C，優(yōu)選80~100°C。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種環(huán)丁烯砜的連續(xù)合成方法。該方法為原料液態(tài)丁二烯和阻聚劑溶液按比例進入阻聚劑分散器（1）形成液相混合溶液，與原料液態(tài)二氧化硫及從緩沖罐（7）流出液態(tài)未轉(zhuǎn)化原料按比例匯合后進入原料預(yù)混合器（2）預(yù)混；采用環(huán)管合成反應(yīng)器（3）進行合成反應(yīng)；背壓閥（4）為反應(yīng)器建立壓力；采用閃蒸罐（塔）（5）真空閃蒸出未轉(zhuǎn)化原料，未轉(zhuǎn)化原料經(jīng)冷凝器（6）冷凝、緩沖罐（7）補充阻聚劑溶液后以液相形式返回至原料預(yù)混合器（2），閃蒸罐（塔）（5）底部為含阻聚劑和微量二氧化硫的粗產(chǎn)品環(huán)丁烯砜，分離精制后可獲得環(huán)丁烯砜；本發(fā)明提出的連續(xù)環(huán)丁烯砜合成方法生產(chǎn)過程穩(wěn)定，生產(chǎn)能力及操作彈性大，原料利用率高，產(chǎn)品質(zhì)量好。
【IPC分類】C07D333-48
【公開號】CN104761534
【申請?zhí)枴緾N201510113579
【發(fā)明人】王修綱, 吳劍華
【申請人】沈陽化工大學(xué), 吳劍華
【公開日】2015年7月8日
【申請日】2015年3月16日