背景与概述[1]
丙烯酸酐是一种较强的酯化剂,是制备丙烯酸硫酯、丙烯酰胺和甲基丙烯酸酯(尤其是叔醇的酯)所必需的试剂,同时可作为聚合反应交联剂用于光固化涂料、交联树脂等材料的合成,也可作为原料用于特种精细化学品的合成,具有广阔的市场应用前景。
目前,现有技术公开的合成丙烯酸酐的工艺主要分为两类:类为先合成反应,待反应完成后开始精馏;第二类为间歇式反应精馏,在反应的过程中同时精馏。由于类合成反应生产效率低下、能耗高、副产物较高,在实际生产中普遍采用第二类的间歇式反应精馏合成丙烯酸酐。第二类间歇反应精馏工艺虽然较类方法效率有所提高,但始终不能克服间歇式生产方式,生产效率及能耗仍然较高,容易产生副产物,不适用于工业化生产。
丙烯酸酐
制备[2]
方法一:
反应釜中投入1mol丙烯酸钠、3mol丙酰氯和0.1mol聚合抑制剂,升温至90-100℃并回流加热8h,经过蒸馏、分流后收集100-105℃下的馏份即得丙烯酸酐,产品纯度为98.98%,产品的收率为98.33%。
方法二:
(1)丙烯酸在丙烯酸入口(014)进入换热器(01)进行预热,预热后通过控制温度控制装置(011)控制温度为95℃,进入反应精馏塔(04),反应精馏塔(04)内保持真空度-11KPa,丙烯酸通过反应精馏塔(04)内负压吸入反应精馏塔(04)内,并经过雾化器(045)进行雾化;同时乙酸酐在乙酸酐入口(024)进入第二换热器(02)进行预热,预热后通过控制温度控制装置(021)控制温度为85℃,进入反应精馏塔(04),乙酸酐通过反应精馏塔内负压吸入反应精馏塔(04)内,并经过塔内的雾化器(045)进行雾化,实现丙烯酸和乙酸酐的雾化接触。
(2)通过流量控制装置(012)控制丙烯酸的进料流量,通过流量控制装置(022)控制丙烯酸的进料流量,使所述丙烯酸和乙酸酐的进料流量比为2.4:1;所述丙烯酸和乙酸酐在反应区(041)进行反应,所述反应区(041)通过蒸汽加热系统保持反应温度在90℃~100℃,并保持真空度-11KPa;反应生成的低沸点的乙酸粗品直接向所述反应区(041)上侧精馏区(043)向顶部精馏,得到乙酸;反应生成的高沸点的丙烯酸酐经所述反应区(041)上侧精馏区(043)向底部精馏,得到丙烯酸酐进入丙烯酸酐塔釜(042)。
(3)步骤(2)得到的乙酸由所述反应精馏塔(04)顶部蒸出后,经冷凝器(03)降温冷凝后,进入回流罐(05),控制回流比为1:2.5,将用于回流的乙酸经回流泵(07)加压后,送至塔顶回流;剩余乙酸经乙酸出口(051)产出;用于回流的乙酸在进入反应精馏塔(04)前,添加阻聚剂,阻聚剂由阻聚剂罐(06)提供,所述阻聚剂为2,6-二叔丁基对甲酚,沸点较高,能够从塔顶降至丙烯酸酐塔釜(042);同时,丙烯酸酐塔釜(042)设有蒸汽加热系统,极少量轻介质再经精馏区(043)进入塔顶,剩余纯度为96%的丙烯酸酐,连续从丙烯酸酐出口(046)产出;最终使整个工艺趋于稳定。
经检测,由乙酸出口(051)产出的乙酸纯度为99.3%;丙烯酸的转化率为99%,丙烯酸酐的收率为90%。
主要参考资料
[1] J·-M·保尔, A·里翁代, F·法比斯, & S·劳尔特. (0). 改进的制备高纯度混合(甲基)丙烯酸酐的方法. CN.
[2] 奚强, 张晓, 陈建, 郭志荣, & 王庆利. (2011). Research on process for synthesis of 2-methacrylic anhydride%2-甲基丙烯酸酐的合成工艺. 武汉工程大学学报, 033(004), 20-22.
[3] 徐娜, 王学川, 任龙芳, 马向东, & 石叶叶. (2018). 甲基丙烯酸酐改性胶原蛋白的研究. 中国皮革(3).