[發(fā)明專利]一種由二氯丙醇連續(xù)制備環(huán)氧氯丙烷的反應分離耦合工藝

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310466048.7
• 申請日: 2013-10-08
• 公開（公告）號: CN103539763A
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發(fā)明（設計）人: 嚴生虎;何向前;張躍;沈介發(fā);劉建武
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: C07D303/08
• 分類號: C07D303/08;C07D301/26;C07D301/32
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

技術領域

本發(fā)明屬于環(huán)氧氯丙烷技術領域，特別涉及由連續(xù)管式反應器與薄膜蒸發(fā)裝置耦合制備環(huán)氧氯丙烷的方法。

技術背景

環(huán)氧氯丙烷是一種重要的有機化工中間體和精細化學品，用途非常廣泛，主要用于生產環(huán)氧樹脂、氯醇橡膠、表面活性劑、甘油縮水衍生物和阻燃材料等，全球的生產能力已經超過220萬t/a。

目前環(huán)氧氯丙烷的主要生產方法按不同的工藝路線分為丙烯高溫氯化法、醋酸丙烯酯法和甘油法三種，第一種方法生產的環(huán)氧氯丙烷占到環(huán)氧氯丙烷總產量的90%。無論采用哪一種生產工藝路線，環(huán)氧氯丙烷的生產均可分為兩個步驟：①由各種不同的起始原料合成二氯丙醇；②由二氯丙醇經環(huán)氧化反應生產環(huán)氧氯丙烷。工業(yè)生產中，由二氯丙醇合成環(huán)氧氯丙烷的工藝過程均是在塔式反應裝備中進行的，如圖1所示。過程中反應和精餾同時在塔內進行，產物環(huán)氧氯丙烷由水蒸氣帶出塔頂。該方法可連續(xù)化生產，生產效率較高，生產負荷較大。該方法的不足之處在于，塔式反應裝備的連續(xù)化關聯(lián)操作參數(shù)較多，過程控制較復雜，反應裝備實現(xiàn)穩(wěn)定平衡運行的周期較長，操作彈性相對較小。并且，由于環(huán)氧化反應塔內溫度較高，產物環(huán)氧氯丙烷在環(huán)氧化塔內停留時間難以精確控制，部分物料因在反應系統(tǒng)中返混而導致停留時間延長，使環(huán)氧氯丙烷在塔內易發(fā)生水解副反應，降低了產品收率并增大了廢水中的污染物含量。此外，該工藝需在生產過程中消耗大量水蒸氣，能耗很高，并產生了較多的含鹽廢水。因此，研究二氯丙醇合成環(huán)氧氯丙烷的新型連續(xù)化反應工藝技術，減少過程關聯(lián)控制參數(shù)量，簡化工藝操作和過程控制，提高過程操作彈性和裝備效率，提高產品收率，降低能耗，具有顯著的現(xiàn)實意義和應用前景。

鑒于傳統(tǒng)環(huán)氧氯丙烷塔式反應工藝存在的諸多不足之處，許多環(huán)氧氯丙烷生產廠家對環(huán)氧化反應工藝進行了改進，包括改變操作壓力，適當降低環(huán)氧化塔溫度，調節(jié)蒸汽倍率，改變原料的摩爾配比等。這些改進在一定程度上提高了環(huán)氧氯丙烷的收率，降低了生產成本，但是生產過程中仍不可避免地需要消耗大量水蒸氣，排放較多廢水，產物也易在塔內長時間停留而發(fā)生副反應。

專利CN101712661公開了一種利用反應蒸餾柱制備環(huán)氧氯丙烷的方法，氫氧化鈣乳液和二氯丙醇異構體混合液在反應蒸餾柱內生成環(huán)氧氯丙烷，依靠水蒸氣加熱。該工藝流程短，易于操作和控制，廢水中的污染物含量低。但是該過程需消耗大量水蒸氣，能耗高，廢水量大，且裝置容易結垢。

專利CN102603580公開了一種利用微反應器制備環(huán)氧氯丙烷的方法，氫氧化鈉溶液和二氯丙醇溶液先在微反應器內快速混合，隨后反應料液在延遲管停留一段時間熟化，最后進入精餾塔分離得到環(huán)氧氯丙烷。該方法停留時間短，轉化率高。但是分離過程能耗大，產品在分離裝置中停留時間長，易分解。

專利CN101003523公布了一種利用固體超強堿作為催化劑生產環(huán)氧氯丙烷的方法，該方法為間歇反應，在反應器中分別加入固體超強堿和二氯丙醇，反應溫度為70~90℃，反應時間為3~5h，過濾得到產物。該方法條件溫和，三廢排放少，收率較高。但是反應時間長達幾個小時，生產效率過低。

專利WO2008101866公開了一種分離環(huán)氧氯丙烷與環(huán)氧化鹽水相的方法，利用環(huán)氧氯丙烷難溶于水以及油相和水相存在明顯密度差的特點，水相和油相分層后分離得到環(huán)氧氯丙烷粗品。該方法產生的廢水少，能耗低。但是分離的效率不高，不適合連續(xù)化生產。

專利CN101293882公開了一種環(huán)氧氯丙烷的分離方法，通過將萃取劑與含有環(huán)氧氯丙烷的溶液混合，萃取得到富含環(huán)氧氯丙烷的液相，蒸餾得到環(huán)氧氯丙烷。該分離方法能耗低，廢水排放少。但是需要消耗大量的溶劑，增加了分離過程的成本。

薄膜蒸發(fā)是指使液體形成薄膜而進行蒸發(fā)分離的一種過程技術。蒸發(fā)過程中混合液沿內壁自上而下流動，在蒸發(fā)面上形成一層薄液膜，易揮發(fā)組分與混合物料逆向流動，蒸汽從液相中逸出的速度極快，離開蒸發(fā)器后進入冷凝器中。薄膜蒸發(fā)具有很高的汽化面積，蒸發(fā)速率遠遠大于普通蒸發(fā)裝置，物料在蒸發(fā)器內停留時間很短。薄膜蒸發(fā)適宜處理熱敏性物料，已被廣泛應用于化工、醫(yī)藥、染料、食品、輕工、高分子材料生產以及工業(yè)廢液處理等生產操作中。

與上述工藝技術不同的是，本發(fā)明提供了一種由連續(xù)管道式反應器與薄膜蒸發(fā)耦合制備環(huán)氧氯丙烷的工藝，可克服現(xiàn)有技術存在的種種缺陷。迄今為止，尚未見與本發(fā)明類似的利用連續(xù)管式反應器與薄膜蒸發(fā)耦合制備環(huán)氧氯丙烷的研究報道。

?

發(fā)明內容

本發(fā)明針對現(xiàn)有工藝的不足，發(fā)明了一種由二氯丙醇連續(xù)制備環(huán)氧氯丙烷的反應分離耦合工藝，二氯丙醇與堿進行環(huán)氧化主反應