[發明專利]一種三氟乙醇/甲基丙烯酸三氟乙酯的柔性反應裝置及方法

有效

• 申請號: 202010418530.3
• 申請日: 2020-05-18
• 公開（公告）號: CN111454123B
• 公開（公告）日: 2022-08-05
• 發明（設計）人: 解樂福;邵軍強;杜輝;田志鋼;孫程;劉曉敏;趙偉潔
• 申請（專利權）人: 新元化學（山東）股份有限公司;威海新元新材料有限公司
• 主分類號: C07C29/124
• 分類號: C07C29/124;C07C31/38;C07C67/08;C07C69/54;C01D3/04;C01D3/14;B01J19/26;C07C29/76;C07C67/48
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 陳桂玲

本發明涉及一種三氟乙醇/甲基丙烯酸三氟乙酯的柔性反應裝置及方法，該裝置包括R?133a計量罐、R?133a計量泵、原料混合釜、原料打料泵、文丘里噴射器、反應器、反應循環泵、過濾機、蒸餾釜、蒸餾冷凝器、接收罐、尾氣冷凝器、釜底打料泵等。文丘里噴射器設置在反應器的上端，文丘里噴射器吸入口與反應器側頂部由導氣管連通，構成了文丘里噴射反應器，形成噴射回路反應系統。本發明均可通過上述特定結構及連接關系的生產裝置實現柔性切換生產，具有工藝簡單，反應速率高，產品收率高，產品質量穩定等優點，而且“一機兩用”，產能利用率更高，綜合成本更低，適合三氟乙醇/甲基丙烯酸三氟乙酯的柔性工業化生產。

技術領域

本發明屬于含氟精細化學品領域，特別是涉及三氟乙醇/甲基丙烯酸三氟乙酯的柔性反應裝置及方法。

背景技術

三氟乙醇是一種重要的脂肪族含氟精細化學品，廣泛應用于含氟醫藥、農藥合成、高級溶劑、染料及能源等領域。其結構為：

CF₃CH₂OH

三氟乙醇的合成方法較多，包括三氟氯乙烷(R-133a)水解法，三氟乙烷氧化法，三氟乙酸(衍生物)還原法，三氟乙醛(衍生物)還原法、偏氟乙烯氧化等工藝。其中以R-133a水解法，具有原料成本低、安全可靠等優勢。US2868846以水、二羥基醇為溶劑，在225～300℃、3.4～18MPa及pH為4～7條件下，通過堿金屬醋酸鹽與R-133a反應合成三氟乙醇；US4590310于223℃及9MPa條件下，通過R-133a與金屬醋酸鹽的水溶液反應合成三氟乙醇，其中金屬醋酸鹽采用金屬氫氧化物、水及醋酸制備，上述兩種方法的問題在于：反應產物中金屬氯化物與過量未反應的金屬醋酸鹽或堿金屬鹽催化劑分離困難，易造成原料浪費，減小收益。CN108069820以N，N-二甲基甲酰胺(DMF)為溶劑，在反應器中于165℃～190℃條件下，以R-133a與金屬醋酸鹽為原料，反應4～12h，料液經離心機處理，清液在分離塔中精餾得到三氟乙醇。該方法雖然提到了分離金屬氯化物與過量未反應的金屬醋酸鹽的方法，但需要引入新的溶劑體系，增加處理工序，綜合成本較高，不利于其工業化大規模生產。

綜上所述，目前常規的三氟乙醇制備方法，存在金屬氯化物與過量未反應的金屬醋酸鹽或堿金屬鹽催化劑分離困難，綜合成本高，難以實現工業化大規模生產等問題。

甲基丙烯酸三氟乙酯是一種重要有機含氟聚合物單體，尤其可作為制備高檔含氟涂料和特種高分子材料的中間體，在含氟外墻涂料領域及紡織整染，紙張制造上有廣泛的應用。其結構為：

CH₂＝CCH₃COOCH₂CF₃

甲基丙烯酸三氟乙酯是含氟丙烯酸酯的一種，現有技術中，由于含氟丙烯酸酯可在聚合物中引入含氟基團，極大地減少了聚合材料的表面張力，提高熱穩定性，光穩定性等性能，因此對含氟丙烯酸酯的研究和應用的報道日漸增多。Polym.Int.50；863-868(2001)報道的方法：其以含氟醇，甲基丙烯酰氯，阻聚劑，有機堿為原料，乙醚作溶劑，低溫反應得到含氟丙烯酸酯，該方法使用低沸點的乙醚溶劑，操作不安全，反應產容比低，廢水量大，成本高，工業化前景不理想。

CN1907945A公開了一種甲基丙烯酸三氟乙酯的制備方法，以三氟乙醇，甲基丙烯酰氯為原料，在阻聚劑保護下進行酯化反應，然后從反應產物中收集目標產物甲基丙烯酸三氟乙酯，產物純度99％以上，產率80％。CN108774134A以三氟乙醇、甲基丙烯酰氯為原料，與阻聚劑在30-80℃的條件下反應7-15小時，從反應產物中收集目標產物甲基丙烯酸三氟乙酯，產率為81％。上述兩種方法均使用甲基丙烯酰氯為原料，成本高，產物產率較低，不利于其工業化大規模生產。

綜上所述，目前常規的甲基丙烯酸三氟乙酯制備方法，存在成本高，產物產率較低，難以實現工業化大規模生產等問題。