一種低碳硝基烷烴的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了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。通過控制反應溫度在300～450℃之間，壓力0～1.0Mpa，停留時間0.5～2s，丙烷與硝酸摩爾比2～6:1，得到四種目標產物，其選擇性分別是硝基甲烷4～7%，硝基乙烷9～13%,1-硝基丙烷40～45%，2-硝基丙烷35～40%。本發(fā)明提供的低碳硝基烷烴的制備方法主要有兩大優(yōu)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(jié)。
【專利說明】一種低碳硝基烷烴的制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)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】
[0002]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(fā)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°C進行預熱，然后進入反應塔與硝酸在390~440°C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%。
[0003]傳統(tǒng)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°C，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%，I 一硝基丙烷20%，2 一硝基丙烷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(fā)，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°C，壓力1.0~1.2MPa，停留時間IOs0當C3H8 =NO2:空氣=61:14.5:24.5時，產物含硝基甲烷15%，硝基乙烷5%，I —硝基丙烷20%, 2 一硝基丙烷60%ο
[0004]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(fā)明內容】

[0005]本發(fā)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(jié)四種硝基化合物的選擇性。
[0006]本發(fā)明要解決的是現(xiàn)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。
[0007]本發(fā)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(jié)。
[0008]本發(fā)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%。
[0009]本發(fā)明至少包含一個多通道反應器。
[0010]硝化反應溫度為300°C~450°C。
[0011]在多通道反應器中進行硝化反應的操作壓力為O~1.0Mpa0[0012]在多通道反應器中停留時間為0.5~2s。
[0013]丙烷與硝酸摩爾比為2~6:1。
[0014]本發(fā)明產生的有益效果是:與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明提供的低碳硝基烷烴的制備方法主要有兩大優(yōu)勢:(I)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(jié)。
【具體實施方式】
[0015]下面結合實施例對本發(fā)明作進一步說明。以下實施旨在說明本發(fā)明而不是對本發(fā)明的限制。 [0016]實施例1
本發(fā)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°C，停留時間0.8s，連續(xù)反應lh，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%。
[0017]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%。
[0018]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°C。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%。
【權利要求】
1.一種低碳硝基烷烴的制備方法，其特征在于所述制備方法在多通道絕熱反應器中進行反應；所述方法以丙烷為原料，硝酸為硝化劑，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；通過控制反應的溫度、壓力、停留時間以及物料摩爾比，選擇性調節(jié)所述四種目標產物的組成。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種低碳硝基烷烴的制備方法，其特征在于所述產物中硝基甲烷的含量大于4%，硝基乙烷含量大于9%，且硝基甲烷和硝基乙烷含量小于20%。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的一種低碳硝基烷烴的制備方法，其特征在于所述產物中硝基甲烷的含量小于7%，硝基乙烷含量小于13%，且硝基甲烷和硝基乙烷含量大于13%。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種低碳硝基烷烴的制備方法，其特征在于所述產物中1-硝基丙烷含量大于40%，2-硝基丙烷大于35%，且1-硝基丙烷和2-硝基丙烷含量小于85%。
5.根據(jù)權利要求1或4所述的一種低碳硝基烷烴的制備方法，其特征在于所述產物中1-硝基丙烷含量小于45%，2-硝基丙烷小于40%，且1-硝基丙烷和2-硝基丙烷含量大于75%。
6.根據(jù)權利要求1所述的一種低碳硝基烷烴的制備方法，其特征在于所述反應溫度為300 ~450。。。
7.根據(jù)權利要求1所述的一種低碳硝基烷烴的制備方法，其特征在于所述操作壓力為O ~1.0Mpa。
8.根據(jù)權利要求1所述的一種低碳硝基烷烴的制備方法，其特征在于所述停留時間為 0.5 ~2s0
9.根據(jù)權利要求1所述的一種低碳硝基烷烴的制備方法，其特征在于所述丙烷與硝酸的摩爾比為2~6:1。
10.根據(jù)權利要求1所述的一種低碳硝基烷烴的制備方法，其特征在于所述反應體系中至少包含一個多通道反應器。
【文檔編號】C07C201/08GK104003885SQ201410112421
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年3月25日 優(yōu)先權日:2014年3月25日
【發(fā)明者】倪平, 李沈巍 申請人:嘉興潤博化工科技有限公司