[發(fā)明專利]一種制備高純度丙烯酸羥基乙酯的制備工藝

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610824272.2
• 申請日: 2016-08-30
• 公開（公告）號: CN106631790A
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 卞丙坤;趙寧;屠谷;儷興;蘇良科
• 申請（專利權(quán)）人: 常州海克萊化學(xué)有限公司
• 主分類號: C07C67/26
• 分類號: C07C67/26;C07C67/54;C07C67/62;C07C69/54
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及丙烯酸羥酯的制備工藝領(lǐng)域，具體涉及一種高純度丙烯酸羥基乙酯的制備工藝。

背景技術(shù)

丙烯酸羥基乙酯是由丙烯酸和環(huán)氧乙烷酯化反應(yīng)而生成的，是一種無色透明易流動液體，與水混溶，溶于普通有機溶劑。因其羰基α與β位置有不飽和的雙鍵結(jié)構(gòu)及帶有羥基，性質(zhì)極其活潑，容易聚合，由于具有兩級固化反應(yīng)功能，是目前國際上研究較多、價值最大的特種丙烯酸酯之一。其應(yīng)用范圍相當(dāng)廣泛，主要用于微電子、表面涂層材料、膠粘劑和密封劑、涂料、紡織和纖維、紙品和油墨、皮革、壓敏膠以及液晶配向?qū)硬牧现小?/p>

丙烯酸羥基乙酯的合成可以采用如下幾種合成工藝路線：開環(huán)反應(yīng)法、直接酯化法、酯交換法、酰氯酯化法、二元醇碳酸酯與(甲基)丙烯酸反應(yīng)等方法。目前在工業(yè)化生產(chǎn)上最常用的合成工藝是開環(huán)反應(yīng)法，此法是在反應(yīng)釜中按一定的烷酸比將環(huán)氧乙烷逐步滴加到丙烯酸中，在催化劑、阻聚劑的共同作用下進行反應(yīng)合成丙烯酸羥基乙酯。專利CN101906036公開了一種丙烯酸羥乙酯的制備方法：將裝有攪拌器、溫度計、回流冷凝管的燒瓶置于水浴上，加入三氧化鐵、對苯二酚及丙烯酸，水浴加熱至75℃，用氮氣置換反應(yīng)瓶中的空氣，待三氧化鐵完全溶于丙烯酸后開始通入環(huán)氧乙烷，通氣時間1.5小時，通氣結(jié)束后繼續(xù)反應(yīng)1.5小時，然后將反應(yīng)物轉(zhuǎn)入蒸餾瓶中，再加入適量對苯二酚減壓蒸餾，收集80～86℃的餾分即為成品。

提升丙烯酸羥基乙酯產(chǎn)品的品質(zhì)，主要是提高純度、酸度、水分和色度，采用精餾塔進行提純可以提高產(chǎn)品的純度、酸度、水分和色度，但由于丙烯酸羥基乙酯含有碳碳雙鍵和羥基兩個官能團，性質(zhì)極其活潑，因此在精餾過程中極容易發(fā)生聚合反應(yīng)，聚合物較難處理，因此，如何有效防止精餾過程中聚合問題的發(fā)生是現(xiàn)有技術(shù)存在的主要問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷和不足，提供一種采用精餾塔進行精餾時，在相轉(zhuǎn)變的過程中通過噴淋的方式補加阻聚劑，同時控制塔頂?shù)恼婵斩群筒僮鳒囟龋瑥亩_到保證物料性質(zhì)穩(wěn)定，有效的阻止聚合反應(yīng)的發(fā)生，進而提高丙烯酸羥基乙酯產(chǎn)品純度的目的。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種制備高純度丙烯酸羥基乙酯的制備工藝，所述的制備工藝步驟如下：

(1)反應(yīng)原料準(zhǔn)備

通過真空機組將反應(yīng)釜抽成真空，真空條件下將丙烯酸、催化劑、阻聚劑抽入反應(yīng)釜內(nèi)，完成后保證反應(yīng)釜內(nèi)真空度為-0.99Mpa～0.75Mpa；計量罐經(jīng)氮氣置換后加入環(huán)氧乙烷，保證氧氣/氮氣體積比為0.01％～0.25％；

(2)加成反應(yīng)

在反應(yīng)釜內(nèi)一次性加入計量的丙烯酸，在催化劑和阻聚劑存在的條件下，采用蒸氣加熱，然后從計量罐中滴加環(huán)氧乙烷，使之在反應(yīng)釜內(nèi)發(fā)生反應(yīng)生成丙烯酸羥基乙酯，反應(yīng)式為：

具體為：在反應(yīng)釜內(nèi)一次性加入計量過的丙烯酸，在催化劑和阻聚劑存在的條件下，用蒸氣加熱至一定溫度，然后從計量罐中滴加計量過量的環(huán)氧乙烷，使之在反應(yīng)釜內(nèi)反應(yīng)生成丙烯酸羥乙酯。

其中，蒸汽加熱溫度為70℃～90℃，通過控制環(huán)氧乙烷的滴速保證反應(yīng)釜內(nèi)壓力≤60KPa，通過冷卻水冷卻控制反應(yīng)溫度(反應(yīng)時間與投料量有關(guān)，投料量越大反應(yīng)時間越長)；滴加完成后關(guān)閉冷卻水自然升溫，待溫度下降后取樣檢測丙烯酸質(zhì)量百分?jǐn)?shù)小于0.5％視為加成反應(yīng)完畢。

(3)脫重

利用薄膜蒸發(fā)器的蒸發(fā)原理：物料在受熱面上被刮板刮成極薄的均勻的一層膜，并強制形成湍流，向下流動迅速蒸發(fā)，丙烯酸羥基乙酯等輕組份經(jīng)冷凝后得到一次蒸餾產(chǎn)品，催化劑和重組份從薄膜蒸發(fā)器底部進入殘液罐，送入殘液處理薄膜蒸發(fā)器進一步回收其中的丙烯酸羥基乙酯；為了降低操作溫度，薄膜蒸發(fā)器在真空條件下進行操作。

(4)精餾制得高純度丙烯酸羥基乙酯

步驟(3)脫重得到的一次蒸餾產(chǎn)品進入精餾塔進行真空精餾提純操作，精餾時，在相轉(zhuǎn)變的過程中通過噴淋的方式將阻聚劑加入一次蒸餾的丙烯酸羥基乙酯中，并加入阻聚空氣，同時控制精餾塔塔頂?shù)恼婵斩取⒉僮鳒囟群突亓鞅龋ㄟ^精餾塔塔頂出料得到高純度丙烯酸羥基乙酯，塔釜內(nèi)含有丙烯酸羥基乙酯及部分重組分的精餾殘液，再經(jīng)過二次精餾提純分離丙烯酸羥基乙酯及精餾殘液，精餾殘液送入殘液處理裝置。

(5)殘液處理

殘液處理采用薄膜蒸發(fā)器進行處理，回收殘液中的丙烯酸羥基乙酯。