[實(shí)用新型]一種利用旋流分離制備無水過氧有機(jī)羧酸溶液的裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201621185165.1
• 申請(qǐng)日: 2016-11-04
• 公開（公告）號(hào): CN206318905U
• 公開（公告）日: 2017-07-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王函宇;王國兵;張光旭;李韶峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湖南聚仁化工新材料科技有限公司
• 主分類號(hào): C07C407/00
• 分類號(hào): C07C407/00;C07C409/24;C07C409/26;C07D313/04
• 代理公司: 長(zhǎng)沙科明知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)43203
• 代理人: 彭乃恩,吳云

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于化工技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種制備無水過氧有機(jī)羧酸的裝置，特別是涉及一種利用旋流分離制備無水過氧有機(jī)羧酸的裝置。

背景技術(shù)

ε-己內(nèi)酯（ε-CL) 是一種用途廣泛的化學(xué)中間品，主要作為高性能聚合物材料的單體使用。ε-己內(nèi)酯自聚制得聚己內(nèi)酯（PCL），PCL 有良好的熱塑性和成型加工性，可制成各種用途的環(huán)保塑料制品，也可制成可降解的生物醫(yī)用材料；ε-己內(nèi)酯在多元醇的引發(fā)下得到聚己內(nèi)酯多元醇，聚己內(nèi)酯多元醇與二異氰酸酯反應(yīng)可以制備高性能材料聚己內(nèi)酯型聚氨酯，作為特種的聚氨酯廣泛應(yīng)用在合成革、汽車涂料、鞋底料以及膠黏劑等領(lǐng)域；ε-己內(nèi)酯與其他單體如丙交酯或乙交酯共聚得到的共聚物同樣是重要的生物高分子材料，可作為手術(shù)縫合線、生物降解塑料袋等。

ε-己內(nèi)酯單體的生產(chǎn)技術(shù)目前被國外少數(shù)幾家企業(yè)所壟斷，國內(nèi)僅有一家ε-己內(nèi)酯單體的工業(yè)生產(chǎn)裝置。

ε-己內(nèi)酯的合成工藝分為環(huán)己酮和非環(huán)己酮路線。環(huán)己酮路線又分為過氧酸氧化法、雙氧水氧化法和氧氣/ 空氣氧化法等。環(huán)己酮路線技術(shù)進(jìn)展如下：

1967年，美國聯(lián)合碳化物公司采用過氧乙酸氧化環(huán)己酮合成ε-己內(nèi)酯。以環(huán)己酮為原料，無水過氧乙酸的丙酮或者乙酸乙酯溶液為氧化劑，ε-己內(nèi)酯收率可達(dá)到90%，可實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。

2005年，日本大賽璐采用過氧乙酸氧化路線實(shí)現(xiàn)了ε-己內(nèi)酯的工業(yè)化生產(chǎn)。

2011年，湖南大學(xué)提出了雙氧水-醋酸酐路線，在催化劑作用下，雙氧水與醋酸酐反應(yīng)制備過氧乙酸，再滴加入環(huán)己酮溶液中，環(huán)己酮轉(zhuǎn)換率為92.5%，分離收率為67.7%。

2012年，中石化巴陵石化提出了雙氧水-丙酸路線，以丙酸為溶劑，加入雙氧水制備過氧丙酸，過氧丙酸氧化環(huán)己酮制得ε-己內(nèi)酯。該技術(shù)在安全上有待完善，沒有工業(yè)化。

2013年，江蘇飛翔化工股份有限公司與中山大學(xué)合作，以鎂或錫卟啉配合物為催化劑，在酯類溶劑中，通過空氣或者氧氣與苯甲醛反應(yīng)，環(huán)己酮的轉(zhuǎn)化率和ε-己內(nèi)酯的產(chǎn)率均大于95%，但副產(chǎn)的苯甲酸與己內(nèi)酯難以分離。

環(huán)己酮與過羧酸的反應(yīng)，原料中強(qiáng)酸、水和雙氧水的含量都與ε-己內(nèi)酯收率有直接關(guān)系。在這些物質(zhì)的存在下，ε-己內(nèi)酯會(huì)因其水解、自聚或低聚而生成ε-羥基己酸、ε-酰氧基己酸、己二酸和聚己內(nèi)酯等物質(zhì)，從而降低ε-己內(nèi)酯的收率和增加ε-己內(nèi)酯分離純化的難度。因此，要想高效率制備純凈的ε-己內(nèi)酯，必需控制原料中這些物質(zhì)的含量。

在用雙氧水間接法制備ε-己內(nèi)酯過程中，首先是制備過氧羧酸，由于雙氧水含有大量的水，同時(shí)在制備過程中也生成水，因而過氧羧酸溶液中含有大量的水，為了降低對(duì)環(huán)己酮氧化反應(yīng)的影響，要求制備的過氧羧酸溶液不含水，一般選擇加入有機(jī)溶劑通過共沸精餾方式脫去過氧羧酸溶液中的水分，但由于共沸精餾過程，蒸發(fā)出的共沸溶劑與水有一定相容性，一般飽和水重量含量達(dá)到2-3%，這樣在制備無水過氧羧酸溶液時(shí)，精餾分離的回流比很高，產(chǎn)品能耗很高，制備一噸ε-己內(nèi)酯產(chǎn)品，在制備無水過氧羧酸過程中需要消耗蒸汽達(dá)到10噸以上，同時(shí)也消耗大量的循環(huán)冷卻水。不僅如此，而且為了通過共沸精餾除去過氧羧酸溶液中的水分，需要的精餾時(shí)間很長(zhǎng)，一般一次間歇反應(yīng)需要精餾時(shí)間24小時(shí)，這樣嚴(yán)重地降低了裝置的生產(chǎn)能力。

實(shí)用新型內(nèi)容

本發(fā)明目的是發(fā)明一種高效脫去過氧有機(jī)羧酸溶液中水分的方法，通過共沸精餾與旋流分離組合技術(shù)脫除過氧羧酸中的水分。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案：

一種利用旋流分離制備無水過氧有機(jī)羧酸溶液的裝置，主要由反應(yīng)器（31）、精餾塔（32）、冷凝器（33）、分水器（34）、旋液2分離器（35）、回流罐（36）和回流泵（37）組成，反應(yīng)器帶有攪拌器，在反應(yīng)器上接有有機(jī)羧酸及溶劑和催化劑進(jìn)料管（1）、過氧化氫進(jìn)料管（2）、氮?dú)膺M(jìn)口管（3），上部還接有氣相出口管與精餾塔進(jìn)料口相連，反應(yīng)器底部接有出料管，反應(yīng)器外帶夾套；精餾塔的進(jìn)料口在塔的中下部與反應(yīng)器相連，項(xiàng)部氣相出口與冷凝器進(jìn)料口連接，塔釜物料出口與反應(yīng)器連接，使塔釜物料返回到反應(yīng)器中；冷凝器液相物料出口與分水器進(jìn)口相連，分水器上部物料出口與旋流分離器進(jìn)口相連，分水器底部接有廢水出口管；旋流分離器上部物料出口與回流罐連接，旋流分離器底部接有廢水排放管；回流罐出口與回流泵進(jìn)口連接，回流泵的出口與精餾塔上部連接。

反應(yīng)器底部出料管分為兩支，一支直接與環(huán)己酮氧化反應(yīng)器相連，另一支與事故罐連接。

反應(yīng)器頂部設(shè)有反應(yīng)器放空管（4）。

分水器頂部設(shè)有分水器放空管（21）。