一種微通道反應(yīng)器及在該微通道反應(yīng)器內(nèi)制備1,2-己二醇的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種微通道反應(yīng)器及在該微通道反應(yīng)器內(nèi)制備1,2-己二醇的方法。本微通道反應(yīng)器包括第一工作組件、產(chǎn)物收集罐、循環(huán)加熱器，第一工作組件包括具有一出口和兩入口的第一反應(yīng)區(qū)，第一反應(yīng)區(qū)一側(cè)入口端設(shè)置有第一原料罐、第一計(jì)量泵、第一壓力表、第一直行通道，另一側(cè)入口端設(shè)置有第二原料罐、第二計(jì)量泵、第二壓力表、第二直行通道，第一反應(yīng)區(qū)的出口端與產(chǎn)物收集罐連通，循環(huán)加熱器分別與第一直行通道、第二直行通道相連。并提供了一種在該微通道反應(yīng)器內(nèi)制備1,2-己二醇的方法。本微通道反應(yīng)器具有自動(dòng)化程度高的優(yōu)點(diǎn)，制備1,2-己二醇的方法可精確地控制物料的配比、反應(yīng)時(shí)間和反應(yīng)溫度，顯著提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品純度。
【專利說(shuō)明】—種微通道反應(yīng)器及在該微通道反應(yīng)器內(nèi)制備1, 2-己二醇的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種微通道反應(yīng)器及在該微通道反應(yīng)器內(nèi)制備1，2-己二醇的方法。【背景技術(shù)】
[0002]I, 2-己二醇是一種無(wú)色透明、有刺激性氣味的液體，性能獨(dú)特，能以任何比例與多種有機(jī)化合物混合，無(wú)腐蝕性，并可衍生出一系列新型精細(xì)化學(xué)品，廣泛用于制藥、紡織、農(nóng)藥、彩色噴墨打印機(jī)的油墨、制造聞級(jí)化妝品、多用途聞級(jí)清潔劑，另外，還應(yīng)用于聞級(jí)墨水、高級(jí)油漆、涂料、高級(jí)膠水、高分子材料、粘結(jié)劑、平化軟化劑、以及制造1，2_己二酸及
氣基醇等廣品。
[0003]目前生產(chǎn)1，2-己二醇的基本方法有:在間歇反應(yīng)釜中，以1-己烯為原料，在有機(jī)酸為溶劑的體系下，以過(guò)氧化物為氧化劑，經(jīng)過(guò)氧化反應(yīng)，脫出有機(jī)酸，加堿中和堿性，再加酸反調(diào)至中性，經(jīng)萃取、干燥、精餾后可得到純度大于99%的1，2_己二醇，但收率僅為75%-85%，且該工藝路線安全性能差，操作繁瑣，效率比較低，自動(dòng)化程度也較低。
[0004]另一方面，過(guò)氧化物作為氧化劑氧化合成二醇比較成熟，且已經(jīng)廣泛應(yīng)用于大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，但實(shí)際應(yīng)用操作中還存在許多難以解決的安全隱患，特別是合成前期對(duì)過(guò)氧化物的濃縮以及后期鈍化過(guò)程產(chǎn)生濃度較高易爆的過(guò)氧化物是該工藝的實(shí)際應(yīng)用短板，而現(xiàn)有工藝技術(shù)均采用間歇操作進(jìn)行反應(yīng)，工藝參數(shù)變化大，工藝過(guò)程不穩(wěn)定，這無(wú)疑增大了安全性風(fēng)險(xiǎn)。
[0005]利用微通道技術(shù)理念連續(xù)化生產(chǎn)1，2-己二醇，是對(duì)常規(guī)間歇釜式氧化反應(yīng)工藝的一個(gè)突破，微通道反應(yīng)裝置具有常規(guī)反應(yīng)器所不具備的一系列特性:通道尺寸微型化、較大的換熱比表面積、優(yōu)質(zhì)的傳質(zhì)傳熱特性、連續(xù)反應(yīng)、可跳過(guò)逐級(jí)實(shí)驗(yàn)直接放大、生產(chǎn)靈活且安全性能高。因此，利用適宜的微通道反應(yīng)裝置連續(xù)進(jìn)行過(guò)氧化這類強(qiáng)放熱反應(yīng)有著無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)。迄今為止，尚未見(jiàn)以連續(xù)流的反應(yīng)方式進(jìn)行1-己烯氧化合成1，2-己二醇的工藝研究和裝備技術(shù)報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問(wèn)題，提出了一種自動(dòng)化程度高的微通道反應(yīng)器，并提出了一種副產(chǎn)物少，生產(chǎn)周期短，生產(chǎn)靈活且安全性和效率高的制備1，2_己二醇的方法。
[0007]本發(fā)明的上述目的通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)，一種微通道反應(yīng)器，包括第一工作組件、產(chǎn)物收集罐以及循環(huán)加熱器，所述第一工作組件包括具有一個(gè)出口和兩個(gè)入口的第一反應(yīng)區(qū)，所述第一反應(yīng)區(qū)一側(cè)入口端依次連通排列設(shè)置有第一原料罐、第一計(jì)量泵、第一壓力表、第一直行通道，另一側(cè)入口端依次連通排列設(shè)置有第二原料罐、第二計(jì)量泵、第二壓力表、第二直行通道，所述第一反應(yīng)區(qū)的出口端與產(chǎn)物收集罐連通，所述循環(huán)加熱器分別與第一直行通道、第二直行通道相連。[0008]在上述的一種微通道反應(yīng)器中，所述第一工作組件與產(chǎn)物收集罐之間設(shè)置有第二工作組件和第三工作組件，所述第二工作組件包括具有一個(gè)出口和兩個(gè)入口的第二反應(yīng)區(qū)，所述第二反應(yīng)區(qū)一側(cè)入口端依次連通排列設(shè)置有第三原料罐、第三計(jì)量泵、第三壓力表、第三直行通道，另一側(cè)入口端依次連通排列設(shè)置有第五計(jì)量泵、第五壓力表、第五直行通道，所述第五計(jì)量泵與第一反應(yīng)區(qū)的出口端連通，所述第三工作組件包括具有一個(gè)出口和兩個(gè)入口的第三反應(yīng)區(qū)，所述第三反應(yīng)區(qū)一側(cè)入口端依次連通排列設(shè)置有第四原料罐、第四計(jì)量泵、第四壓力表、第四直行通道，另一側(cè)入口端依次連通排列設(shè)置有第六計(jì)量泵、第六壓力表、第六直行通道，所述第六計(jì)量泵與第二反應(yīng)區(qū)的出口端連通，第三反應(yīng)區(qū)的出口端與產(chǎn)物收集罐連通，所述循環(huán)加熱器分別與第三直行通道、第四直行通道、第五直行通道、第六直行通道相連。
[0009]在上述的一種微通道反應(yīng)器中，所述制備1，2-己二醇的微通道反應(yīng)器的材質(zhì)為鐵、鈦、銅、不銹鋼、鈦合金、銅合金、哈氏合金，或者表面涂覆有惰性防腐層的鐵、鈦、銅、不銹鋼、鈦合金、銅合金、哈氏合金，以及單晶硅、玻璃、陶瓷、碳復(fù)合材料、聚四氟乙烯、聚全氟烷氧基樹(shù)脂中的一種或多種。微通道反應(yīng)器的耐壓能力視材質(zhì)不同而不同，反應(yīng)器的操作壓力一般在O-1OObar范圍內(nèi)變化。
[0010]在上述的一種微通道反應(yīng)器中，所述第一直行通道、第二直行通道、第三直行通道、第四直行通道、第五直行通道、第六直行通道均可選擇為圓形管道或扁管道或脈沖流動(dòng)型圓管道或脈沖變徑型矩形扁管道。
[0011]在上述的一種微通道反應(yīng)器中，所述第一工作組件、第二工作組件、第三工作組件與產(chǎn)物收集罐之間均通過(guò)連接通道連通，所述連接通道的直徑長(zhǎng)度為D，0.01mm < D < 5_。
[0012]本發(fā)明的第二個(gè)目的在于提供一種在該微通道反應(yīng)器內(nèi)制備1，2_己二醇的方法，所述的制備方法包括如下步驟:
[0013]S1、制備過(guò)氧甲酸:將第一原料罐中的過(guò)氧化氫、第二原料罐中的甲酸分別通過(guò)第一計(jì)量泵、第二計(jì)量泵打入第一直行通道、第二直行通道進(jìn)行預(yù)熱，將預(yù)熱后的過(guò)氧化氫與甲酸通入第一反應(yīng)區(qū)進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)完成后，產(chǎn)物過(guò)氧甲酸溶液從第一反應(yīng)區(qū)的出口端，其中，過(guò)氧化氫與甲酸的摩爾比為(1.0-2.0):1 ;第一反應(yīng)區(qū)的反應(yīng)方程式為:
【權(quán)利要求】
1.一種微通道反應(yīng)器，其特征在于，所述微通道反應(yīng)器包括第一工作組件、產(chǎn)物收集罐以及循環(huán)加熱器，所述第一工作組件包括具有一個(gè)出口和兩個(gè)入口的第一反應(yīng)區(qū)，所述第一反應(yīng)區(qū)一側(cè)入口端依次連通排列設(shè)置有第一原料罐、第一計(jì)量泵、第一壓力表、第一直行通道，另一側(cè)入口端依次連通排列設(shè)置有第二原料罐、第二計(jì)量泵、第二壓力表、第二直行通道，所述第一反應(yīng)區(qū)的出口端與產(chǎn)物收集罐連通，所述循環(huán)加熱器分別與第一直行通道、第二直行通道相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微通道反應(yīng)器，其特征在于，所述第一工作組件與產(chǎn)物收集罐之間設(shè)置有第二工作組件和第三工作組件，所述第二工作組件包括具有一個(gè)出口和兩個(gè)入口的第二反應(yīng)區(qū)，所述第二反應(yīng)區(qū)一側(cè)入口端依次連通排列設(shè)置有第三原料罐、第三計(jì)量泵、第三壓力表、第三直行通道，另一側(cè)入口端依次連通排列設(shè)置有第五計(jì)量泵、第五壓力表、第五直行通道，所述第五計(jì)量泵與第一反應(yīng)區(qū)的出口端連通，所述第三工作組件包括具有一個(gè)出口和兩個(gè)入口的第三反應(yīng)區(qū)，所述第三反應(yīng)區(qū)一側(cè)入口端依次連通排列設(shè)置有第四原料罐、第四計(jì)量泵、第四壓力表、第四直行通道，另一側(cè)入口端依次連通排列設(shè)置有第六計(jì)量泵、第六壓力表、第六直行通道，所述第六計(jì)量泵與第二反應(yīng)區(qū)的出口端連通，第三反應(yīng)區(qū)的出口端與產(chǎn)物收集罐連通，所述循環(huán)加熱器分別與第三直行通道、第四直行通道、第五直行通道、第六直行通道相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的微通道反應(yīng)器，其特征在于，所述第一直行通道、第二直行通道、第三直行通道、第四直行通道、第五直行通道、第六直行通道均可選擇為圓形管道或扁管道或脈沖流動(dòng)型圓管道或脈沖變徑型矩形扁管道。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的微通道反應(yīng)器，其特征在于，所述第一工作組件、第二工作組件、第三工作組件與產(chǎn)物收集罐之間均通過(guò)連接通道連通，所述連接通道的直徑長(zhǎng)度為 D, 0.01mm < D < 5mm。
5.一種在如權(quán)利要求2所述的微通道反應(yīng)器內(nèi)制備1，2-己二醇的方法，其特征在于，所述的制備方法包括如下步驟: 51、制備過(guò)氧甲酸:將第一原料罐中的過(guò)氧化氫、第二原料罐中的甲酸分別通過(guò)第一計(jì)量泵、第二計(jì)量泵打入第一直行通道、第二直行通道進(jìn)行預(yù)熱，將預(yù)熱后的過(guò)氧化氫與甲酸通入第一反應(yīng)區(qū)進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)完成后，產(chǎn)物過(guò)氧甲酸溶液從第一反應(yīng)區(qū)的出口端，其中過(guò)氧化氫與甲酸的摩爾比為(1.0-2.0):1 ； 52、制備2-羥基己基甲酸酯:將步驟SI中制得的過(guò)氧甲酸溶液通過(guò)第五計(jì)量泵輸入至第五直行通道進(jìn)行預(yù)熱，同時(shí)將第三原料罐中的1-己烯通過(guò)第三計(jì)量泵輸入至第三直行通道進(jìn)行預(yù)熱，將預(yù)熱后的過(guò)氧甲酸與1-己烯按摩爾比為(0.9-1.4):1通入微通道第二反應(yīng)區(qū)進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)完全后，產(chǎn)物2-羥基己基甲酸酯溶液從第二反應(yīng)區(qū)的出口端流出； 53、制備1，2-己二醇:將步驟S 2中制得的2-羥基己基甲酸酯溶液通過(guò)第六計(jì)量泵輸入至第六直行通道進(jìn)行預(yù)熱，同時(shí)將第四原料罐中的氫氧化鈉溶液通過(guò)第四計(jì)量泵輸入至第四直行通道進(jìn)行預(yù)熱，將預(yù)熱后的2-羥基己基甲酸酯和氫氧化鈉按1:(0.95-1.5)的摩爾比通入微通道反應(yīng)器的第三反應(yīng)區(qū)進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)完全后，1，2-己二醇粗產(chǎn)品從第三反應(yīng)區(qū)的出口端流出，經(jīng)萃取、分離提純得最終產(chǎn)品1，2-己二醇。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述在微通道反應(yīng)器內(nèi)制備1，2-己二醇的方法，其特征在于，步驟SI中所述過(guò)氧化氫的質(zhì)量濃度為30%-70%，第一直行通道和第二直行通道的預(yù)熱溫度與第一反應(yīng)區(qū)的反應(yīng)溫度均為20-80°C，反應(yīng)時(shí)間為10s-260S，反應(yīng)壓力100bar以下。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述在微通道反應(yīng)器內(nèi)制備1，2_己二醇的方法，其特征在于，步驟S2中所述第三直行通道和第四直行通道的預(yù)熱溫度和第二反應(yīng)區(qū)的反應(yīng)溫度均為40-90°C，反應(yīng)時(shí)間為20s-600s，反應(yīng)壓力80bar以下。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述在微通道反應(yīng)器內(nèi)制備1，2-己二醇的方法，其特征在于，步驟S3中所述氫氧化鈉的濃度為20%-40%，所述第五直行通道和第六直行通道的預(yù)熱溫度和第三反應(yīng)區(qū)的反應(yīng)溫度均為50-100°C，反應(yīng)時(shí)間為40s-800s，反應(yīng)壓力50bar以下。
【文檔編號(hào)】C07C27/02GK103894126SQ201410113330
【公開(kāi)日】2014年7月2日 申請(qǐng)日期:2014年3月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月25日
【發(fā)明者】黃衛(wèi)國(guó), 李美洲 申請(qǐng)人:臨海市聯(lián)盛化學(xué)有限公司