4二級(jí)氘代乙醛接收釜，115氣液分離器，116氣體循環(huán)泵，117流量計(jì)，201氘代乙 醛計(jì)量泵，202流量計(jì)，203混合汽化器，204加氘固定床，205加熱爐，206冷凝器，207 -級(jí) 氘代乙醇?xì)庖悍蛛x器，208二級(jí)氘代乙醇?xì)庖悍蛛x器，209冷凝緩沖罐，210氘氣循環(huán)泵，211 氣氣瓶，212氣氣流量計(jì)，213循環(huán)氣氣流量計(jì)；301氣代乙醇計(jì)量泵，302流量計(jì)，303混合 汽化器，304脫水固定床，305加熱爐，306冷凝器，307氣液分離器，308緩沖罐，309冷凝除 水器，310氘代乙烯冷凝塔，311氘代乙烯接收罐。
【具體實(shí)施方式】
[0036] 本發(fā)明【具體實(shí)施方式】、實(shí)施例中，氘代乙醛、氘代乙醇和氘代乙烯的濃度、含量百 分比均為相對(duì)于D20計(jì)的質(zhì)量百分比。本發(fā)明【具體實(shí)施方式】、實(shí)施例中催化劑代表催化活 性組分，催化劑也可為催化活性組分與載體的混合物，本發(fā)明【具體實(shí)施方式】、實(shí)施例中催化 劑在使用前可先經(jīng)活化。
[0037] 實(shí)施例1:
[0038] 以電石（CaC2)與重水（D20)為起始原料進(jìn)行反應(yīng)，生成氘代乙炔（C2D2);氘代乙醛 在酸性條件下與重水反應(yīng)制得高含量氘代乙醛（C2D40);以氘代乙醛和氘氣（D2)為原料與 氘氣反應(yīng)制得氘代乙醇（C2D5OD);將得到的氘代乙醇經(jīng)催化劑催化脫水制得高純度氘代乙 烯（C2D4)。以重水計(jì)，總收率大于41. 51 %。
[0039] 反應(yīng)原理如下：
[0040] 氘代乙炔合成
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種氘代乙烯制備方法，包括如下步驟： 步驟一：電石與D2O反應(yīng)生成氘代乙炔； 步驟二：所述氘代乙炔在酸性條件下與D2O反應(yīng)制得氘代乙醛； 步驟三：所述氣代乙醛與氣氣反應(yīng)制得氣代乙醇；所述氣代乙醛與氣氣按物質(zhì)的量比 為 1:1 ~50mol; 步驟四：所述氘代乙醇經(jīng)催化劑催化脫水制得氘代乙烯。
2. 如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述步驟二反應(yīng)中加入催化劑為ZnO 和/或Hg2+。
3. 如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述步驟三反應(yīng)中加入催化劑選自Ni、 Cu、Pt、Pd中的一種或幾種。
4. 如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述步驟四反應(yīng)中催化劑為Al203/ SiO20
5. 如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：步驟一中，溫度為0~100°C，反應(yīng)壓 力為0~0.5MPa，步驟三中，溫度為100~650°C，質(zhì)量空速為1~2.51T1，反應(yīng)壓力為1~ 5Mpa;步驟四中，溫度為200~650°C，質(zhì)量空速為0. 5~IOhA
6. 如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：步驟三中，所述氘代乙醛的濃度按質(zhì)量 百分比為10%~100%。
7. 如權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的制備方法，其特征在于：步驟一還包括，所述生成的氘 代乙炔分別經(jīng)過D20、D2SOjPNa2S203溶液洗滌。
8. 如權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于：步驟三包括：將所述氘代乙醛汽化，將 汽化的氘代乙醛在溫度為100~650°C，質(zhì)量空速為1~2. 51T1，反應(yīng)壓力為1~5Mpa下經(jīng) 催化劑催化加氘氣生成氘代乙醇，所述生成的氘代乙醇經(jīng)冷凝后進(jìn)行氣液分離，制得氘代 乙醇，多余的氘氣循環(huán)使用，所述催化劑選自Ni、Cu、Pt、Pd中的一種或幾種，所述氘代乙醛 與氣氣按物質(zhì)的量比為1:1~50mol〇
9. 如權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于：步驟四包括：將所述氘代乙醇汽化，將 汽化的氘代乙醇在溫度為200~650°C，質(zhì)量空速為0. 5~IOtT1下經(jīng)催化劑催化發(fā)生脫水 反應(yīng)，脫水產(chǎn)物經(jīng)冷凝后進(jìn)行氣液分離，液體D2O循環(huán)使用，氣體經(jīng)除水、干燥后，制得氘代 乙烯，所述催化劑為Al203/Si02。
10. 如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：包括如下步驟：將電石放入氘代乙炔 發(fā)生器（101)中，在0~l〇〇°C條件下滴加D2O,維持乙炔反應(yīng)器（101)中壓力0~0. 5Mpa， 通過乙炔發(fā)生器（101)出口閥門調(diào)節(jié)乙炔釋放速度，從乙炔發(fā)生器（101)中出來的氘代乙 炔經(jīng)緩沖罐（102)和流量計(jì)（103)后，依次經(jīng)過中和罐（104-106)，使用D2CKD2SOjPNa2S2O3 溶液洗滌氘代乙炔； 純化好的氘代乙炔氣體，通入裝有D2O的酸性溶液的氘代乙醛合成釜（107)中，在催化 劑ZnO和/或Hg2+的催化下生成氘代乙醛，經(jīng)冷凝器（108、109)冷凝后，由氘代乙醛接收 釜（110)接收，制備得到的氘代乙醛經(jīng)氣液分離器（115)分離，氘代乙醛留在氣液分離器 (115)中，多余的氘代乙炔氣體經(jīng)氣體循環(huán)泵（116)和流量計(jì)（117)進(jìn)入中和罐（104)，循 環(huán)使用； 將氘代乙醛經(jīng)氘代乙醛計(jì)量泵（201)和流量計(jì)（202)后通入混合汽化器（203)，氘氣 經(jīng)氘氣流量計(jì)（212)和/或循環(huán)氘氣流量計(jì)（213)后進(jìn)入混合汽化器（203)，汽化后的氘 代乙醛與氘氣按物質(zhì)的量比為1:1~50的配比，進(jìn)入填有催化劑為Ni、Cu、Pt、Pd中的一 種或幾種的組合的加氘固定床（204)中，控制質(zhì)量空速在1~2.ShA加熱爐（205)控制溫 度使固定床溫度控制在100~650°C，反應(yīng)壓力控制在1~5Mpa;生成的氘代乙醇經(jīng)冷凝管 (206)冷凝后進(jìn)入氘代乙醇?xì)庖悍蛛x器（207)中，氘代乙醇液體停留在分離器（207)內(nèi)，多 余氘氣經(jīng)冷凝緩沖罐（209)、氘氣循環(huán)泵（210)以及循環(huán)氘氣流量計(jì)（213)后通入混合汽化 器（203)循環(huán)使用； 生產(chǎn)出來的氘代乙醇經(jīng)氘代乙醇計(jì)量泵（301)和流量計(jì)（302)送入混合汽化器（303)， 汽化室溫度控制在50~130°C，完全汽化后的氘代乙醛進(jìn)入裝有改性催化劑Al203/Si〇J9 脫水固定床（304)中進(jìn)行脫水反應(yīng)，控制質(zhì)量空速在1~IOhA加熱爐（305)控制溫度使 脫水固定床（304)溫度為200~650°C;脫水后的產(chǎn)物經(jīng)冷凝器（306)冷凝后進(jìn)入氣液分 離器（307)中，液體D2O留在分離器（307)中循環(huán)使用，氣體經(jīng)緩沖罐（308)后進(jìn)入冷凝除 水器（309)和氘代乙烯冷凝塔（310)干燥除盡水份后，進(jìn)入氘代乙烯接收罐（311)。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高氘代率氘代乙烯的制備方法，電石與D2O反應(yīng)生成氘代乙炔，將制備好的氘代乙炔在酸性條件下與D2O反應(yīng)制得氘代乙醛，氘代乙醛與氘氣反應(yīng)制得氘代乙醇，氘代乙醇經(jīng)催化脫水制得氘代乙烯。本發(fā)明氘代乙烯的制備方法能夠用于工業(yè)化生產(chǎn)，并在年產(chǎn)300kg工業(yè)化實(shí)驗(yàn)裝置中驗(yàn)證完成，各步反應(yīng)得到的產(chǎn)品純度高，反應(yīng)條件溫和，反應(yīng)中多余的氘氣、D2O可作為原料循環(huán)使用。
【IPC分類】C07C1-24, C07C11-04
【公開號(hào)】CN104692992
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510113055
【發(fā)明人】余啟富, 李驍, 劉英平
【申請(qǐng)人】武漢眾宇動(dòng)力系統(tǒng)科技有限公司
【公開日】2015年6月10日
【申請(qǐng)日】2015年3月13日