[發明專利]5?降冰片烯?2?醛的連續合成方法

在審

• 申請號: 201711234991.X
• 申請日: 2017-11-30
• 公開（公告）號: CN107915611A
• 公開（公告）日: 2018-04-17
• 發明（設計）人: 張京
• 申請（專利權）人: 慶陽凱威爾能源化工有限公司
• 主分類號: C07C45/69
• 分類號: C07C45/69;C07C47/445
• 代理公司: 北京彭麗芳知識產權代理有限公司11407
• 代理人: 彭麗芳

技術領域

本發明涉及化學原料合成領域，具體涉及一種5-降冰片烯-2-醛的連續合成方法。

背景技術

2-氯-5-氯甲基吡啶是生產吡蟲啉、吡蟲清和噻蟲啉等的重要中間體，5-降冰片烯-2-醛是環戊二烯-丙稀醛法合成2-氯-5-氯甲基吡啶第一步反應中所得到的中間產物。

在5-降冰片烯-2-醛的合成方法時，采用先向反應釜中加入環戊二烯或丙烯醛，然后在-5℃～0℃滴加環戊二烯或丙烯醛的方式，滴加時間長達16～24小時，反應控制溫度低，能耗高，由于有大量的環戊二烯或丙烯醛存在于反應釜中，如果控制不當，滴加速度過快而反應慢，就會造成了環戊二烯和丙烯醛的大量積聚，隨著反應放熱，熱量不能夠及時轉移，就會劇烈反應造成沖料，丙烯醛是高毒、易燃易爆化學品，環戊二烯也是易燃易爆化學品，沖料過程中揮發的氣體會造成嚴重的環境污染，對人員和生產的安全會產生不可預估的安全隱患。國內的絕大部分生產企業發生過沖料事故，除了造成環境污染事故，還伴隨著人員傷亡，對企業和家庭都造成了不良的后果。其合成反應如下：

南京工業大學陳超在《2-氰乙基-5-降冰片烯-2-醛的微反應工藝研究》一文中，提出了新的合成工藝，在由T型三通和停留時間延長管組成的微結構反應器中在60℃、130℃和160℃進行反應，此反應溫度以遠超原料環戊二烯和丙烯醛的沸點，反應器將承受較高的壓力，對反應器的密封、承壓設計有較高的要求。5-降冰片烯-2-醛是熱敏物質，其溫度超過80度后不可避免的會產生大量的聚合物，會造成物料的大量損失和產生大量的廢棄物。

發明內容

為解決上述問題，本發明提供了一種5-降冰片烯-2-醛的連續合成方法。

為實現上述目的，本發明采取的技術方案為：

5-降冰片烯-2-醛的連續合成方法，通過特殊設計的反應器實現了環戊二烯和丙烯醛的同時定量進料，在25～55℃反應30～40秒即可完成，反應器出口的轉化率可達到98～99.5％，優選反應溫度為30～40℃。

優選地，所述反應器為兩級串聯釜式反應器，包括通過輸料管路相連的第一級反應釜和第二級反應釜，該輸料管路上設有取樣口，第一級反應釜是主反應釜，可根據產能設計要求，其容積在0.5m³～10m³，內裝10m²～100m²的浮頭換熱器；第二級反應釜是副反應釜，容積在2m³～50m³，內裝10m²～100m²的浮頭換熱器；物料在第一級反應釜中的停留時間為180秒～300秒，在第二級反應釜中的停留時間為720秒～900秒。采用兩級串聯釜式生產時環戊二烯與丙烯醛的投料比例為1.0～1.8mol：1mol，優選為1.5:mol：1mol。

本發明的第一級反應釜出料，以丙烯醛計算的物料轉化率為92％～96％；第二級反應釜出料，以丙烯醛計算的物料轉化率為95％～99.8％。環戊二烯的聚合率小于0.2％。

優選地，所述反應器采用內裝物料分布器和物料壓縮擴張器的連續反應器，反應器的換熱面積為1m²～2000m²，物料停留時間為30秒～240秒。采用連續反應器時，環戊二烯與丙烯醛的投料比例為1.0～1.8mol：1mol，優選為1.05:mol：1mol；物料反應溫度為33～37℃。

本發明的第二種反應器出料，以丙烯醛計算的物料轉化率為99.5％～99.8％。環戊二烯的聚合率小于0.1％。

優選地，所述物料壓縮擴張器自反應器列管入口段5～10cm開始安裝，直至反應器列管出口，所述連續反應器內裝的物料分布器由多個分布頭組成，出口以列管中軸線為基準角度，均成45°分布，其出口口徑為1mm～3mm，優選為2mm，并呈多層排列，所述連續反應器的物料壓縮擴張器由多級組成，擴張和壓縮間隔為3cm～12cm，優選為5cm～10cm，物料壓縮擴張器的壓縮段直徑比列管直徑小1mm～3mm，優選為2mm；物料壓縮擴張器的擴張段直徑比列管直徑小10mm～20mm，優選為10mm。

本發明具有以下有益效果：

本發明的生成方法中反應器中留存反應介質少，反應迅速，反應器的換熱面積大，熱量轉移迅速，避免了反應慢和物料積聚造成的危險，生產過程能耗低、操作簡單、自動化程度高。

附圖說明

圖1為本發明實施例中兩級串聯釜式反應器的結構示意圖。