專利名稱：乙烯基甲醚與丙烯醛管道法合成吡喃制戊二醛的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及戊二醛的合成法，尤其是用乙烯基甲醚與丙烯醛管道法合成吡喃制戊二醛。
戊二醛是一種具有特殊化學(xué)結(jié)構(gòu)、特殊物理化學(xué)性能的精細(xì)化工產(chǎn)品。廣泛用于醫(yī)療衛(wèi)生、油田、皮革鞣制、造紙助劑等方面。由于制造過程復(fù)雜、步驟繁多、工藝條件苛刻、因而其生產(chǎn)成本較高。根據(jù)現(xiàn)有資料，戊二醛的合成方法主要有三種1、氧化法以環(huán)戊烯為原料在低溫臭氧化后水解開環(huán)制備戊二醛。2、吡啶法以吡啶為原料經(jīng)金屬鈉還原，鹽酸羥胺開環(huán)后分解制備戊二醛。3、吡喃法以丙烯醛、乙烯基乙醚為原料經(jīng)加成反應(yīng)制得2-烷氧基-3、4-二氧-吡喃(EOHP)(以下簡(jiǎn)稱吡喃)，再水解制成戊二醛。吡喃法相對(duì)來說操作簡(jiǎn)便，產(chǎn)率高，產(chǎn)品質(zhì)量好，適合作為工業(yè)生產(chǎn)的方法。
吡喃的制法現(xiàn)有技術(shù)有三種1、加壓法丙烯醛與乙烯基乙醚摩爾比為2∶2.2，于190℃，壓力1.4～2.5Mpa下反應(yīng)1h，最后經(jīng)過142～145℃蒸餾收集而得到。
2、催化法70℃反應(yīng)0.5h，于80～82℃/10Mpa減壓蒸餾收集。
3、常壓催化法丙烯醛與乙烯基乙醚摩爾比為2∶2.2，以氯化鋅為催化劑，保持反應(yīng)沸騰回流3.5h，最后142～145℃蒸餾收集。
采取上述方法制得的EOHP0.5mol與含有0.01mol濃鹽酸的水約110ml，經(jīng)回流至形成均勻溶液即得到戊二醛溶液。
生產(chǎn)乙烯基乙醚的原料是乙炔和乙醇，反應(yīng)中對(duì)乙醇的含水量要求非常嚴(yán)格，因而用無水乙醇來生產(chǎn)乙烯基乙醚，而后再制取戊二醛是非常不經(jīng)濟(jì)的，直接增加了制造戊二醛的成本。
現(xiàn)有的合成吡喃技術(shù)是采用高壓釜合成工藝，操作煩瑣，安全性差，連續(xù)性、穩(wěn)定性都不能令人滿意，設(shè)備造價(jià)昂貴，維護(hù)復(fù)雜，能耗高，物料回收難度大。
本發(fā)明的目的之一是通過對(duì)工藝及設(shè)備的改進(jìn)，簡(jiǎn)化戊二醛的生產(chǎn)工藝，提高生產(chǎn)的安全性，穩(wěn)定性和連續(xù)性；目的之二是通過采用新的乙烯基醚與丙烯醛反應(yīng)制吡喃以降低吡喃的成本，從而使戊二醛的成本大大降低。
所述管道法合成吡喃制戊二醛的特征是，
a按反應(yīng)式C2H2(乙炔)+CH3OH(甲醇) (乙烯基甲醚)合成乙烯基甲醚；其中C2H2與CH3OH的摩爾比為1∶1；b將按步驟a合成的乙烯基甲醚與丙烯醛(C3H4O)按反應(yīng)式合成2-烷氧基-3、4-二氫-吡喃，其中C2H3OCH3與C3H4O的摩爾比為1∶1。
乙烯基甲醚與丙烯醛是在具有如下結(jié)構(gòu)的管式反應(yīng)器(1)中加壓合成為C6H10O2的。該管式反應(yīng)器是一盛有導(dǎo)熱介質(zhì)(1-4)的容器，其腔體(1-3)內(nèi)裝有盤管(1-2)，盤管的進(jìn)口處與計(jì)量泵(1-6)相聯(lián)通，乙烯基甲醚與丙烯醛經(jīng)計(jì)量泵加壓至6-8Mpa，盤管出口合成C6H10O2，管式反應(yīng)器上裝有加熱裝置(1-5)，攪拌器(1-1)。
將按前述工藝和機(jī)理合成的C6H10O2水解制成戊二醛，反應(yīng)式為 水解戊二醛的濃度可人為調(diào)配。
管式反應(yīng)器的使用是戊二醛制造工藝的一大突破。它克服了高壓釜式反應(yīng)所帶來的種種弊端，在操作的安全便利方面有大幅度改進(jìn)，生產(chǎn)的連續(xù)性穩(wěn)定性好，能耗低，設(shè)備造價(jià)低，物料回收容易。生成的戊二醛分子式CHO-(CH2)3-CHO，分子量100，外觀為無色透明溶液，相對(duì)密度1.064，PH值3～3.5。
本發(fā)明克服了用無水乙醇生產(chǎn)乙烯醛乙醚合成吡喃，而后水解制成戊二醛原料成本高的弊端，因?yàn)闊o水乙醇價(jià)格遠(yuǎn)高于甲醇。另外，本發(fā)明還克服了現(xiàn)有工藝需要高溫高壓設(shè)備，間歇生產(chǎn)，操作繁雜，能耗大，安全性差，物料回收難等諸多弊端，具有連續(xù)生產(chǎn)，可靠性高，安全，成本價(jià)廉等多種優(yōu)點(diǎn)。


圖1是合成線路圖。
圖2是工藝流程方框圖。
圖3是管式反應(yīng)器結(jié)構(gòu)原理圖。
圖中1-管式反應(yīng)器，1-1-攪拌器，1-2-盤管，1-3-反應(yīng)器腔體，1-4-導(dǎo)熱介質(zhì)，1-5-加熱裝置，1-6-計(jì)量泵。
本發(fā)明完整的技術(shù)方案的一個(gè)實(shí)施例A、電石乙炔發(fā)生B、乙烯基甲醚合成C、丙烯氧化制丙烯醛D、加壓合成甲氧基吡喃E、吡喃水解制戊二醛主要原材料及能源消耗每噸50％戊二醛所需主要原材料及能源消耗如下。電石 900公斤 甲醇 500公斤 氫氧化鉀 100公斤丙烯 500公斤 水100噸電1540度蒸汽 15噸乙烯基甲醚與丙烯醛管道法合成吡喃制戊二醛實(shí)施例1，乙烯基甲醚與丙烯醛(C3H4O)按反應(yīng)式合成2-烷氧基-3、4-二氫-吡喃，其中C2H3OCH3與C3H4O的摩爾比為1∶1。
乙烯基甲醚與丙烯醛管道法合成吡喃制戊二醛實(shí)施例2，乙烯基甲醚與丙烯醛(C3H4O)按反應(yīng)式合成2-烷氧基-3、4-二氫-吡喃，其中C2H3OCH3與C3H4O的摩爾比為1∶1。
乙烯基甲醚與丙烯醛管道法合成吡喃制戊二醛實(shí)施例3，乙烯基甲醚與丙烯醛(C3H4O)按反應(yīng)式合成2-烷氧基-3、4-二氫-吡喃，其中C2H3OCH3與C3H4O的摩爾比為1∶1。
戊二醛的生產(chǎn)工業(yè)化的方法目前都是一致采用吡喃法。即由丙烯醛與乙烯基乙醚合成吡喃，而后水解制戊二醛。但美國(guó)人采用乙烯制乙醛，與甲醇合成甲縮醛，裂解制乙烯基甲醚。這個(gè)工藝路線雖然利用廉價(jià)乙烯作起始原料有其合理性，但生產(chǎn)過程長(zhǎng)，中間損耗大，技術(shù)障礙多。我國(guó)有電石乙炔優(yōu)勢(shì)，可以與甲醇或無水乙醇一步合成甲醚或乙烯基乙醚，過程簡(jiǎn)單、效率高、技術(shù)成熟、成本明顯比美國(guó)方法低。這是一個(gè)很大的優(yōu)勢(shì)。
所述管式反應(yīng)器管道材質(zhì)不銹鋼，長(zhǎng)度100～1000米，內(nèi)徑0.01～0.10米；腔內(nèi)有導(dǎo)熱介質(zhì)，盤管內(nèi)流動(dòng)的是被加壓的乙烯基甲醚與丙烯醛。
用丙烯作原料在固相催化劑存在下直接用空氣氧化，輔以水蒸汽和適當(dāng)溫度、空速就能高效率生產(chǎn)出制備戊二醛所需要的丙烯醛。在制取乙烯基甲醚中所用催化劑為氫氧化鉀，反應(yīng)溫度較佳范圍為在100℃～150℃間。管式反應(yīng)器加熱裝置為反應(yīng)器提供150℃～200℃溫度。
權(quán)利要求
1.一種乙烯基甲醚與丙烯醛管道法合成吡喃制戊二醛，其特征是，a按反應(yīng)式C2H2(乙炔)+CH3OH(甲醇) 合成乙烯基甲醚；其中C2H2與CH3OH的庫(kù)爾比為1∶1；b將按步驟a合成的乙烯基甲醚與丙烯醛(C3H4O)按反應(yīng)式C2H3OCH3(乙烯基甲醚)+C3H4O(丙烯醛) 合成2-烷氧基-3、4-二氫-吡喃，其中C2H3OCH3與C3H4O的摩爾比為1∶1。
2.乙烯基甲醚與丙烯醛管道法合成吡喃制成二醛，其特征是乙烯基甲醚與丙烯醛是在具有如下結(jié)構(gòu)的管式反應(yīng)器(1)中加壓合成為C6H10O2的，該管式反應(yīng)器是一盛有導(dǎo)熱介質(zhì)(1-4)的容器，其腔體(1-3)內(nèi)裝有盤管(1-2)，盤管的進(jìn)口處與計(jì)量泵(1-6)相聯(lián)通，乙烯基甲醚與丙烯醛經(jīng)計(jì)量泵加壓至6-8Mpa，盤管出口生成C6H10O2，管式反應(yīng)器上裝有加熱裝置(1-5)，攪拌器(1-1)。
3.如權(quán)利要求1所述的乙烯基甲醚與丙烯醛管道法合成吡喃制戊二醛，其特征是，按其步驟a合成的乙烯基甲醚與丙烯醛(C3H4O)按反應(yīng)式合成2-烷氧基-3、4-二氫-吡喃，其中C2H3OCH3與C3H4O的摩爾比為1∶1。
4.如權(quán)利要求1所述的乙烯基甲醚與丙烯醛管道法合成吡喃制戊二醛，其特征是，按其步驟a合成的乙烯基甲醚與丙烯醛(C3H4O)按反應(yīng)式合成2-烷氧基-3、4-二氫-吡喃，其中C2H3OCH3與C3H4O的摩爾比為1∶1。
5.如權(quán)利要求1所述的乙烯基甲醚與丙烯醛管道法合成吡喃制戊二醛，其特征是，按其步驟a合成的乙烯基甲醚與丙烯醛(C3H4O)按反應(yīng)式合成2-烷氧基-3、4-二氫-吡喃，其中C2H3OCH3與C3H4O的摩爾比為1∶1。
全文摘要
乙烯基甲醚與丙烯醛管道法合成吡喃制戊二醛,二者按如下反應(yīng)式(見右式)合成2－烷氧基－3、4－二氫－吡喃;它們是在特制的管式反應(yīng)器中被加壓合成為的,該反應(yīng)器腔體內(nèi)裝有盤管及導(dǎo)熱介質(zhì),盤管的進(jìn)口處與計(jì)量泵。本發(fā)明克服了現(xiàn)有工藝需要高溫高壓設(shè)備,間歇生產(chǎn),操作繁雜,能耗大,安全性差,物料回收難等諸多弊端,具有連續(xù)生產(chǎn),可靠性高,安全,成本價(jià)廉等多種優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C07C47/12GK1358704SQ00131268
公開日2002年7月17日 申請(qǐng)日期2000年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2000年12月15日
發(fā)明者王明星, 陳世華, 閻璟琪, 宋登武 申請(qǐng)人:武漢新景化工有限責(zé)任公司