本發(fā)明涉及化工合成，具體而言，涉及一種丁苯嗎啉的連續(xù)生產(chǎn)系統(tǒng)及連續(xù)生產(chǎn)方法。

背景技術(shù)：

1、丁苯嗎啉（fenpropimorph），又稱為芬普福，是一種具有預(yù)防和治療作用的廣譜、內(nèi)吸性嗎啉類殺菌劑和麥角甾醇生物合成抑制劑。它主要用于防治大麥和小麥的白粉病、葉銹病、條銹病、禾谷類黑穗病以及棉花立枯病等，其對谷物白粉病的控制效果尤為顯著，同時(shí)也對銹病具有良好的防治作用。鑒于丁苯嗎啉在作物保護(hù)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，其高效、經(jīng)濟(jì)的合成工藝受到業(yè)界的廣泛關(guān)注。

2、丁苯嗎啉的現(xiàn)有合成方法是以2-甲基-3-(對叔丁基)苯基丙烯醛為原料經(jīng)選擇性加氫反應(yīng)得到2-甲基-3-(對叔丁基)苯基丙醛，然后再與2,6-二甲基嗎啉反應(yīng)得到丁苯嗎啉，然而在加氫反應(yīng)的過程中對醛基的保護(hù)不易控制，容易過渡加氫而產(chǎn)生較多雜質(zhì)醇，從而降低了產(chǎn)品的選擇性，導(dǎo)致丁苯嗎啉的收率較低。

3、目前現(xiàn)有的丁苯嗎啉的合成方法主要采用間歇式生產(chǎn)，間歇工藝存在流程復(fù)雜、生產(chǎn)效率低、耗能高、成本高的問題；并且在制備丁苯嗎啉的工藝中涉及氫化等高危工藝，間歇的釜式反應(yīng)存在反應(yīng)放熱量大，傳熱效率低，易造成熱積蓄，從而導(dǎo)致爆炸風(fēng)險(xiǎn)的問題，此外，間歇式釜式反應(yīng)的催化劑用量大，回收復(fù)雜，增加了成本和安全控制難度；隨著反應(yīng)體系的擴(kuò)大，精確控制反應(yīng)參數(shù)變得困難，從而易導(dǎo)致反應(yīng)失控，造成產(chǎn)品收率和純度存在批次間差異性，總體收率僅能達(dá)到60～70%。

4、綜上所述，研究并開發(fā)出一種丁苯嗎啉的連續(xù)生產(chǎn)系統(tǒng)和連續(xù)生產(chǎn)方法對提高丁苯嗎啉的產(chǎn)品選擇性和收率、以及對提高其生產(chǎn)效率和生產(chǎn)安全性及降低生產(chǎn)成本具有重要意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的主要目的在于提供一種丁苯嗎啉的連續(xù)生產(chǎn)系統(tǒng)及連續(xù)生產(chǎn)方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中丁苯嗎啉合成路線的選擇性差、收率低的問題以及丁苯嗎啉生產(chǎn)工藝中存在的操作復(fù)雜、安全性差、生產(chǎn)效率低且產(chǎn)品收率和純度不穩(wěn)定、成本高的問題。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明一方面提供了一種丁苯嗎啉的連續(xù)生產(chǎn)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括連續(xù)醛胺縮合氫化反應(yīng)裝置、第一連續(xù)氣液分離裝置、連續(xù)混合裝置、連續(xù)氫化脫鹵反應(yīng)裝置、第二連續(xù)氣液分離裝置和連續(xù)精餾裝置。連續(xù)醛胺縮合氫化反應(yīng)裝置用于使4-叔丁基-β-氯-α-甲基肉桂醛與順式2,6-二甲基嗎啉在第一催化劑、第一氫氣和溶劑的存在下進(jìn)行連續(xù)醛胺縮合氫化反應(yīng)，得到含縮合氫化反應(yīng)產(chǎn)物的第一產(chǎn)物體系；連續(xù)醛胺縮合氫化反應(yīng)裝置設(shè)置有原料入口、第一氫氣入口和第一產(chǎn)物體系出口；原料入口用于通入含4-叔丁基-β-氯-α-甲基肉桂醛、順式2,6-二甲基嗎啉與溶劑的第一混合液；連續(xù)醛胺縮合氫化反應(yīng)裝置內(nèi)部設(shè)置有第一催化劑床層，第一催化劑裝填于第一催化劑床層中；第一連續(xù)氣液分離裝置用于分離第一產(chǎn)物體系，得到第一液相產(chǎn)物和第一回收氫氣；第一連續(xù)氣液分離裝置設(shè)置有第一產(chǎn)物體系入口，第一液相產(chǎn)物出口和第一回收氫氣出口；第一回收氫氣出口與第一氫氣入口連通；連續(xù)混合裝置用于將第一液相產(chǎn)物與縛酸劑混合，得到第二混合液；連續(xù)混合裝置設(shè)置有第一液相產(chǎn)物入口、縛酸劑入口和混合液出口；第一液相產(chǎn)物入口與第一液相產(chǎn)物出口連通；連續(xù)氫化脫鹵反應(yīng)裝置用于使第一液相產(chǎn)物與第二氫氣在第二催化劑的催化和縛酸劑的存在下進(jìn)行連續(xù)氫化脫鹵反應(yīng)，得到含丁苯嗎啉的第二產(chǎn)物體系；連續(xù)氫化脫鹵反應(yīng)裝置設(shè)置有混合液入口、第二氫氣入口和第二產(chǎn)物體系出口；混合液入口與混合液出口連通；連續(xù)氫化脫鹵反應(yīng)裝置內(nèi)部設(shè)置有第二催化劑床層，第二催化劑裝填于第二催化劑床層中；第二連續(xù)氣液分離裝置用于分離第二產(chǎn)物體系，得到第二液相產(chǎn)物和第二回收氫氣；第二連續(xù)氣液分離裝置設(shè)置有第二產(chǎn)物體系入口、第二液相產(chǎn)物出口和第二回收氫氣出口；第二產(chǎn)物體系入口與第二產(chǎn)物體系出口連通，第二回收氫氣出口與第一氫氣入口和/或第二氫氣入口連通；連續(xù)精餾裝置設(shè)置有第二液相產(chǎn)物入口和丁苯嗎啉出口，第二液相產(chǎn)物入口與第二液相產(chǎn)物出口連通。

3、進(jìn)一步地，連續(xù)精餾裝置還設(shè)置有回收2,6-二甲基嗎啉出口、回收縛酸劑出口和回收溶劑出口；回收2,6-二甲基嗎啉出口與原料入口連通；回收縛酸劑出口與縛酸劑入口連通；回收溶劑出口與原料入口連通。

4、進(jìn)一步地，連續(xù)精餾裝置為板式塔或填料塔。

5、進(jìn)一步地，連續(xù)醛胺縮合氫化反應(yīng)裝置和連續(xù)氫化脫鹵反應(yīng)裝置各自獨(dú)立地為連續(xù)固定床反應(yīng)器；優(yōu)選地，連續(xù)生產(chǎn)系統(tǒng)包括至少兩個(gè)串聯(lián)設(shè)置的連續(xù)醛胺縮合氫化反應(yīng)裝置；優(yōu)選地，連續(xù)生產(chǎn)系統(tǒng)包括至少兩個(gè)串聯(lián)設(shè)置的連續(xù)氫化脫鹵反應(yīng)裝置。

6、進(jìn)一步地，連續(xù)醛胺縮合氫化反應(yīng)裝置的外部和連續(xù)氫化脫鹵反應(yīng)裝置的外部各自獨(dú)立地設(shè)置有第一加熱部件，第一加熱部件內(nèi)填充有換熱介質(zhì)；優(yōu)選地，連續(xù)醛胺縮合氫化反應(yīng)裝置和連續(xù)氫化脫鹵反應(yīng)裝置的內(nèi)部各自獨(dú)立地設(shè)置有第二加熱部件。

7、進(jìn)一步地，連續(xù)混合裝置為連續(xù)微通道混合器。

8、進(jìn)一步地，以占連續(xù)醛胺縮合氫化反應(yīng)裝置的體積百分含量計(jì)，第一催化劑的裝填量為10～90vol%。

9、進(jìn)一步地，以占連續(xù)氫化脫鹵反應(yīng)裝置的體積百分含量計(jì)，第二催化劑的裝填量為10～90vol%。

10、進(jìn)一步地，第一連續(xù)氣液分離裝置和第二連續(xù)氣液分離裝置各自獨(dú)立地選自重力沉降分離器、折流分離器或填料分離器。

11、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明另一個(gè)方面還提供了一種丁苯嗎啉的連續(xù)生產(chǎn)方法，采用本技術(shù)提供的上述丁苯嗎啉的連續(xù)生產(chǎn)系統(tǒng)連續(xù)生產(chǎn)丁苯嗎啉，該連續(xù)生產(chǎn)方法包括：步驟s1，在第一催化劑的催化及第一氫氣和溶劑的存在下，使4-叔丁基-β-氯-α-甲基肉桂醛與順式2,6-二甲基嗎啉在連續(xù)醛胺縮合氫化反應(yīng)裝置中進(jìn)行連續(xù)醛胺縮合氫化反應(yīng)，得到含縮合氫化反應(yīng)產(chǎn)物的第一產(chǎn)物體系；步驟s2，采用第一連續(xù)氣液分離裝置對第一產(chǎn)物體系進(jìn)行第一連續(xù)氣液分離，得到第一液相產(chǎn)物和第一回收氫氣，將至少部分第一回收氫氣返回至步驟s1中；步驟s3，采用連續(xù)混合裝置對第一液相產(chǎn)物和縛酸劑進(jìn)行連續(xù)混合，得到第二混合液；步驟s4，在第二催化劑的催化及縛酸劑的存在下，使第一液相產(chǎn)物與第二氫氣在連續(xù)氫化脫鹵反應(yīng)裝置中進(jìn)行連續(xù)氫化脫鹵反應(yīng)，得到含丁苯嗎啉的第二產(chǎn)物體系；步驟s5，采用第二連續(xù)氣液分離裝置對第二產(chǎn)物體系進(jìn)行第二連續(xù)氣液分離，得到第二液相產(chǎn)物和第二回收氫氣，將至少部分第二回收氫氣返回至步驟s1和/或步驟s4中；步驟s6，采用連續(xù)精餾裝置對第二液相產(chǎn)物進(jìn)行連續(xù)精餾，得到丁苯嗎啉。

12、進(jìn)一步地，連續(xù)醛胺縮合氫化反應(yīng)的反應(yīng)溫度為80～120℃，反應(yīng)壓力為0.5～6mpa。

13、進(jìn)一步地，第一氫氣與4-叔丁基-β-氯-α-甲基肉桂醛的進(jìn)料速率比為（236～950）ml/min:1.0g/min。

14、進(jìn)一步地，連續(xù)醛胺縮合氫化反應(yīng)裝置中，第一混合液的液時(shí)空速為0.034～0.21h-1。

15、進(jìn)一步地，4-叔丁基-β-氯-α-甲基肉桂醛與順式2,6-二甲基嗎啉的進(jìn)料速率比為1:（0.49～0.98）；優(yōu)選地，4-叔丁基-β-氯-α-甲基肉桂醛的重量與溶劑的體積比為1g:（5～10）ml。

16、進(jìn)一步地，連續(xù)氫化脫鹵反應(yīng)的反應(yīng)溫度為85～125℃，反應(yīng)壓力為0.5～1.5mpa。

17、進(jìn)一步地，第二氫氣與第一液相產(chǎn)物的進(jìn)料速率比為（101～603）ml/min:1.0g/min。

18、進(jìn)一步地，連續(xù)混合裝置中，第一液相產(chǎn)物與縛酸劑的進(jìn)料速率比為1:（0.3～0.5）；第一液相產(chǎn)物與縛酸劑的停留時(shí)間各自獨(dú)立地為1～10min。

19、進(jìn)一步地，連續(xù)氫化脫鹵反應(yīng)裝置中，第二混合液的液時(shí)空速為0.3～0.9h-1。

20、進(jìn)一步地，溶劑選自甲醇、乙醇、正丁醇、異丁醇、叔丁醇、異丙醇、乙二醇、乙酸乙酯和乙酸異丙酯組成的組中的一種或多種。

21、進(jìn)一步地，第一催化劑為負(fù)載型催化劑；優(yōu)選第一催化劑中的活性成分選自鎳、鈀、銠、鉑、鋅和釕組成的組中的一種或多種；更優(yōu)選第一催化劑選自鎳/氧化鋁催化劑、鈀碳催化劑和鉑/ts-1催化劑組成的組中的一種或多種。

22、進(jìn)一步地，第一液相產(chǎn)物選自(2r,6s)-4-((z)-3-(4-(叔丁基)苯基)-3-氯-2-甲基烯丙基)-2,6-二甲基嗎啉、(2r,6s)-4-(3-(4-(叔丁基)苯基)-3-氯-2-甲基丙基)-2,6-二甲基嗎啉和(2r,6s)-4-((e)-3-(4-(叔丁基)苯基)-3-氯-2-甲基烯丙基)-2,6-二甲基嗎啉中的一種或多種。

23、進(jìn)一步地，縛酸劑為堿；堿選自有機(jī)堿和/或無機(jī)堿；優(yōu)選有機(jī)堿選自三甲胺、三乙胺、二乙胺和乙二胺組成的組中的一種或多種；優(yōu)選無機(jī)堿選自氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸氫鈉、碳酸鈉和碳酸鉀組成的組中的一種或多種。

24、進(jìn)一步地，第二催化劑為負(fù)載型催化劑；優(yōu)選第二催化劑中的活性成分選自鎳、鈀、銠、鉑、鋅和釕組成的組中的一種或多種；更優(yōu)選第二催化劑選自鈀/氧化鋁催化劑、鉑/二氧化硅催化劑、釕/zsm-5催化劑和銠/ts-1催化劑組成的組中的一種或多種。

25、進(jìn)一步地，步驟s6中還得到回收2,6-二甲基嗎啉、回收縛酸劑和回收溶劑；將至少部分回收2,6-二甲基嗎啉及至少部分回收溶劑返回至步驟s1中，將至少部分回收縛酸劑返回至步驟s3中。

26、應(yīng)用本發(fā)明的技術(shù)方案，本技術(shù)提供了一種丁苯嗎啉的連續(xù)生產(chǎn)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括連續(xù)醛胺縮合氫化反應(yīng)裝置、第一連續(xù)氣液分離裝置、連續(xù)混合裝置、連續(xù)氫化脫鹵反應(yīng)裝置、第二連續(xù)氣液分離裝置和連續(xù)精餾裝置。本技術(shù)中連續(xù)醛胺縮合氫化反應(yīng)裝置的設(shè)置能夠使4-叔丁基-β-氯-α-甲基肉桂醛與順式2,6-二甲基嗎啉在第一催化劑和氫氣的作用下于溶劑中發(fā)生連續(xù)醛胺縮合氫化反應(yīng)，得到含縮合氫化反應(yīng)產(chǎn)物的第一產(chǎn)物體系，從而起到保護(hù)醛基的作用，其中，連續(xù)醛胺縮合反應(yīng)生成的烯胺中間體與氫氣發(fā)生連續(xù)催化加氫還原反應(yīng)，能夠得到含縮合氫化反應(yīng)產(chǎn)物的第一產(chǎn)物體系。第一連續(xù)氣液分離裝置的設(shè)置用于分離第一產(chǎn)物體系中的液相和氣相，得到第一液相產(chǎn)物和第一回收氫氣，第一回收氫氣可返回至連續(xù)醛胺縮合氫化反應(yīng)裝置中循環(huán)利用，從而提高氫氣的回收利用率。連續(xù)混合裝置的設(shè)置用于將第一液相產(chǎn)物與縛酸劑混合，得到第二混合液，其一方面能夠?qū)崿F(xiàn)第一液相產(chǎn)物與縛酸劑的即時(shí)混合，抑制原料發(fā)生變質(zhì)，另一方面采用連續(xù)混合的方式能夠提高混合效率，從而提高生產(chǎn)效率。連續(xù)氫化脫鹵反應(yīng)裝置的設(shè)置用于使得到的第一液相產(chǎn)物與氫氣在第二催化劑與縛酸劑的作用下發(fā)生連續(xù)氫化脫鹵反應(yīng)，得到含丁苯嗎啉的第二產(chǎn)物體系。第二連續(xù)氣液分離裝置的設(shè)置用于分離第二產(chǎn)物體系中的液相和氣相，得到第二液相產(chǎn)物和第二回收氫氣，第二回收氫氣可返回至連續(xù)醛胺縮合氫化反應(yīng)裝置和/或連續(xù)氫化脫鹵反應(yīng)裝置中循環(huán)利用，從而提高氫氣的回收利用率。連續(xù)精餾裝置的設(shè)置用于對第二液相產(chǎn)物進(jìn)行連續(xù)精餾以得到純度較高的丁苯嗎啉。

27、相比于采用間歇生產(chǎn)系統(tǒng)，采用本技術(shù)上述丁苯嗎啉的連續(xù)生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行生產(chǎn)能夠更加精準(zhǔn)地控制反應(yīng)條件，一方面能夠抑制副反應(yīng)（如過度還原）的發(fā)生，提高產(chǎn)品的選擇性，從而提高丁苯嗎啉的收率，另一方面能夠減少因反應(yīng)失控而引發(fā)的安全事故，提高生產(chǎn)安全性；并且利用連續(xù)生產(chǎn)系統(tǒng)能夠減少間歇生產(chǎn)中對物料進(jìn)行反復(fù)加熱和冷卻的次數(shù)，同時(shí)能夠提高反應(yīng)的傳熱效率，抑制熱量積累，從而能夠降低能耗及生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)安全性，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)更加高效、連續(xù)、穩(wěn)定的生產(chǎn)。