[發明專利]一種低碳硝基烷烴的制備方法

在審

• 申請號: 201410112421.3
• 申請日: 2014-03-25
• 公開（公告）號: CN104003885A
• 公開（公告）日: 2014-08-27
• 發明（設計）人: 倪平;李沈巍
• 申請（專利權）人: 嘉興潤博化工科技有限公司
• 主分類號: C07C201/08
• 分類號: C07C201/08;C07C205/02
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 諸佩艷

技術領域

????本發明涉及的一種烷烴氣相硝化制備硝基烷烴的技術，尤其涉及一種以丙烷和硝酸為原料，在多通道反應器中安全氣相硝化獲得特定選擇性硝基烷烴的方法。

背景技術

低碳硝基烷烴的制備主要是以硝酸為硝化劑，在高溫下低碳烷烴與烷烴發生氣相反應生成的。甲烷的氣相硝化法主要包括硝酸經熱分解形成自由基，隨后甲烷與自由基進行氣相硝化，反應生成硝基甲烷和水。以乙烷為原料，在加壓下直接與硝酸作用，可同時制得硝基甲烷和硝基乙烷兩種產品。丙烷硝化法是先將丙烷放入預熱器于430～450℃進行預熱，然后進入反應塔與硝酸在390～440℃進行反應，壓力為0.69～0.86MPa。所得產品為硝基甲烷10%～30%，硝基乙烷20%～25%，1-硝基丙烷25%和2-硝基丙烷40%。

傳統丙烷硝化工藝主要有兩種：一種是硝酸直接氧化法，以美國溶劑公司為代表，其專利US?2905724以制取多種低碳硝基烷烴為目的。全過程分硝化、產物回收、原料丙烷與硝酸回收、硝基烷烴分離和精制等工序。硝化反應在絕熱反應器內完成，溫度350～400℃，壓力1.0～1.2Mpa，停留時間為1.0～1.2s，以丙烷為原料時，產物大致含硝基甲烷25%，硝基乙烷15%，1－硝基丙烷20%，2－硝基丙烷40%，視原料和反應條件而異，主要取決于原料中低碳烷烴的構成。丙烷和硝酸的轉化率分別為10%和98%，選擇性分別為60%和38%。另一種是氧化氮硝化法，由法國GP公司開發，在專利FR1390523中提到以低碳烷烴和氧化氮為主要原料，引入富氧或空氣作氧化劑，反應溫度280～340℃，壓力1.0～1.2MPa，停留時間10s。當C₃H₈：NO₂：空氣=61：14.5：24.5時，產物含硝基甲烷15%，硝基乙烷5%，1－硝基丙烷20%，2－硝基丙烷60%。

然而，以上公開專利未能完全解決硝化產物的特定選擇性問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種制備低碳硝基烷烴的方法，通過控制多通道反應器的溫度、壓力、停留時間以及物料摩爾比，調節四種硝基化合物的選擇性。

本發明要解決的是現有技術存在的無法完全解決硝化產物的特定選擇性的缺陷。

本發明解決技術問題的技術方案是：一種低碳硝基烷烴的制備方法，以丙烷為原料，硝酸為硝化劑在多通道絕熱反應器中進行反應，同時得到四種目標產物：硝基甲烷、硝基乙烷、1-硝基丙烷和2-硝基丙烷；通過控制反應溫度、壓力、停留時間以及物料摩爾比，其產物的選擇性在一定范圍內可調節。?

本發明所得四種硝化產物的選擇性范圍是硝基甲烷4～7%，硝基乙烷9～13%，1-硝基丙烷40～45%，2-硝基丙烷35～40%。

本發明至少包含一個多通道反應器。

硝化反應溫度為300℃～450℃。

在多通道反應器中進行硝化反應的操作壓力為0～1.0Mpa。

在多通道反應器中停留時間為0.5～2s。

丙烷與硝酸摩爾比為2～6:1。

本發明產生的有益效果是：與現有技術相比，本發明提供的低碳硝基烷烴的制備方法主要有兩大優勢：（1）可以同時得到四種特定選擇性的硝基烷烴；（2）硝化產物的選擇性在一定范圍內可調節。

具體實施方式

下面結合實施例對本發明作進一步說明。以下實施旨在說明本發明而不是對本發明的限制。

實施例1

本發明采用多通道反應器進行硝化反應。丙烷與硝酸的摩爾配比為6：1，操作壓力0.1Mpa，丙烷經流量計進入反應通道口，硝酸經計量泵泵入反應通道口，物料在混合室內充分混合后進入反應器，反應溫度340℃，停留時間0.8s，連續反應1h，產物經收集室冷凝后從出口流出，所得產物分層，上層為有機相，下層水相。上層用氣相色譜分析，四種硝基化合物的選擇性分別為硝基甲烷4.4%，硝基乙烷11%，1-硝基丙烷41.6%，2-硝基丙烷44%。

實施例2

過程與所用反應器同實施例1，不同之處在于，丙烷與硝酸摩爾配比為2：1，操作壓力為0.5Mpa，停留時間1.4s。四種硝基化合物的選擇性分別為硝基甲烷6.7%，硝基乙烷12.2%，1-硝基丙烷42%，2-硝基丙烷39.1%。

實施例3

過程與所用反應器同實施例1，不同之處在于，反應溫度435℃。四種硝基化合物的選擇性分別為硝基甲烷7%，硝基乙烷13%，1-硝基丙烷45%，2-硝基丙烷35%。