一種抑制氯代異戊烯爆聚的方法及其裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種抑制氯代異戊烯爆聚的方法及其裝置，特別涉及在由異戊二烯和 氯化氫進(jìn)行加成反應(yīng)制備氯代異戊烯過程中，通過在反應(yīng)器入口處設(shè)置一個(gè)磁過濾器來脫 除原料異戊二烯所夾帶的少量的鐵銹及保持反應(yīng)器為正壓來保證體系中氧含量在lOOppm 以下，實(shí)現(xiàn)抑制氯代異戊烯爆聚的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 氯代異戊烯是一種非常有用的精細(xì)化工中間體原料，它經(jīng)直接水解反應(yīng)可以制得 3-甲基-2-丁烯-1-醇(異戊烯醇)和2-甲基-3-丁烯-2-醇（甲基丁烯醇）的混合物。異戊烯醇 主要用于與原醋酸三甲酯或乙酯反應(yīng)合成賁亭酸甲酯或乙酯，它是制備擬除蟲菊酯關(guān)鍵中 間體高順式二氯菊酯的重要原料。甲基丁烯醇則主要用作生產(chǎn)甲基庚烯酮的原料，此外還 可用于合成DV-菊酸或菊酸酯、異植物醇、維生素 A、類胡蘿卜素、萜烯系列香料中間體等。
[0003] 氯代異戊烯可由氯化氫氣體與異戊二烯通過加成反應(yīng)制得。氯化氫與異戊二烯的 加成反應(yīng)同時(shí)生成3-甲基-2-丁稀-1-氯和3-甲基-2-丁稀-2-氯，兩者簡稱為氯代異戊稀。
[0004] 從現(xiàn)有工藝來看，通常加成反應(yīng)氯化氫氣體是過量加入的，而該加成反應(yīng)是放熱 反應(yīng)，需將反應(yīng)溫度控制在5°C以下，控制二氯代異戊烷的生成，提高氯代異戊烯的收率。在 氯化氫與異戊二烯加成過程中，加成產(chǎn)物氯代異戊烯的含量逐漸升高，當(dāng)氯代異戊烯含量 達(dá)到一定程度后，在一定的條件下極易發(fā)生氯代異戊烯的快速聚合，產(chǎn)生的熱量使得反應(yīng) 器的溫度和壓力急劇上升，導(dǎo)致反應(yīng)失控，發(fā)生安全事故。
[0005] 基于此，做出本申請案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明提供了一種抑制氯代異戊烯爆聚的方法及其裝置，特別涉及在由異戊二烯 和氯化氫進(jìn)行加成反應(yīng)制備氯代異戊烯過程中，通過在反應(yīng)器入口處設(shè)置一個(gè)磁過濾器來 脫除原料異戊二烯所夾帶的少量的鐵銹及保持反應(yīng)器為正壓來保證體系中氧含量在 lOOppm以下，實(shí)現(xiàn)抑制氯代異戊稀爆聚的方法。
[0007] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下：
[0008] -種抑制氯代異戊烯爆聚的方法，在異戊二烯與氯化氫經(jīng)加成反應(yīng)生成氯代異戊 烯時(shí)，原料異戊二烯在進(jìn)入反應(yīng)器之前用磁過濾器來脫除其所夾帶的少量鐵銹，反應(yīng)器用 N2置換至體系中氧含量在10~lOOppm，并保持壓力為0.02~l.Obar后，再持續(xù)進(jìn)料進(jìn)行反 應(yīng)。異戊二烯與氯化氫的摩爾比為1:0.95,溫度為-10~5°C，攪拌速率為60轉(zhuǎn)/分鐘。一般異 戊二烯的轉(zhuǎn)化率為X%，氯代異戊烯的選擇性為X%。
[0009] 進(jìn)一步的，作為優(yōu)選；
[0010] 所述的原料異戊二烯在進(jìn)入反應(yīng)器之前用磁過濾器來脫除其所夾帶的少量鐵銹； 反應(yīng)器中氧含量最好為30~80ppm;壓力最好為0.03~0.5bar。
[0011] 同時(shí)，本申請中，抑制氯代異戊烯爆聚的方法中用于去除鐵銹所采用的磁過濾器， 其安裝位置是在異戊二烯進(jìn)料管路上，該磁過濾器的結(jié)構(gòu)由外殼、支撐件、磁棒構(gòu)成，磁棒 呈螺旋狀排列，可根據(jù)鐵銹去除效果串接2個(gè)或多個(gè)。
[0012] 本發(fā)明的關(guān)鍵是在異戊二烯與氯化氫經(jīng)加成反應(yīng)生成氯代異戊烯時(shí)，原料異戊二 烯在進(jìn)入反應(yīng)器之前用磁過濾器來脫除其所夾帶的少量鐵銹，反應(yīng)器用犯置換至體系中氧 含量在10~lOOppm，壓力為0.02~1. Obar，并保持溫度為-10~5°C時(shí)，可以有效抑制氯代異 戊烯爆聚，使得加成反應(yīng)平穩(wěn)進(jìn)行，消除了溫度和壓力快速上升的現(xiàn)象。
[0013] 發(fā)明人通過大量實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在異戊二烯與氯化氫進(jìn)行加成生成氯代異戊烯過程 中，反應(yīng)體系中所含的鐵離子及含氧量與氯代異戊烯的爆聚有著緊密的關(guān)系，推測當(dāng)少量 鐵銹隨原料進(jìn)入反應(yīng)體系后，在酸性條件下轉(zhuǎn)化為鐵離子，再通過與氧氣反應(yīng)生成對氯代 異戊烯聚合具有作用的催化劑，當(dāng)反應(yīng)體系中氯代異戊烯濃度達(dá)到某一程度后，催化氯代 異戊烯的劇烈聚合。由于反應(yīng)體系中存在鐵離子及含氧量是生成聚合催化劑的必要條件， 故只要將原料異戊二烯在進(jìn)入反應(yīng)器之前用磁過濾器來脫除其所夾帶的少量鐵銹，并用氮 氣將加成反應(yīng)液與空氣隔絕后，就可以有效控制加成反應(yīng)液的聚合。
[0014] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是在異戊二烯與氯化氫經(jīng)加成反應(yīng)生成氯代異戊烯時(shí)，原料異戊二 烯在進(jìn)入反應(yīng)器之前用磁過濾器來脫除其所夾帶的少量鐵銹，反應(yīng)器用犯置換至體系中氧 含量在10~lOOppm，壓力為0.02~1. Obar，并保持溫度為-10~5°C時(shí)，可以有效抑制氯代異 戊烯爆聚，使得加成反應(yīng)平穩(wěn)進(jìn)行，消除了溫度和壓力快速上升的現(xiàn)象。
[0015] 下面通過實(shí)施例來對本發(fā)明的細(xì)節(jié)作進(jìn)一步的描述。
【附圖說明】
[0016] 圖1為本發(fā)明中磁過濾器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017] 圖中標(biāo)號：1.法蘭外殼;2.管件;3.支撐件;4.磁棒。
【具體實(shí)施方式】
[0018] 由于本發(fā)明的區(qū)別特征主要在于原料異戊二烯在進(jìn)入反應(yīng)器之前用磁過濾器來 脫除其所夾帶的少量鐵銹，反應(yīng)器用犯置換至體系中氧含量在10~lOOpprn，壓力為0.02~ 1.Obar，其它部分則與現(xiàn)有技術(shù)基本相同，因此實(shí)施例將注重反應(yīng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的列舉。在實(shí)施 例中，異戊二烯轉(zhuǎn)化率及氯代異戊烯選擇性由下式計(jì)算。
[0021]其中，結(jié)合圖1，磁性過濾器由法蘭外殼1、管件2、支撐件3和磁棒4構(gòu)成，磁過濾器 中磁棒4呈螺旋狀排列，壓力損失小。
[0022]【實(shí)施例1】
[0023]加成反應(yīng)在一個(gè)帶有機(jī)械攪拌和冷卻裝置的1000毫升玻璃三口燒瓶中進(jìn)行。將不 含鐵銹的異戊二烯500克加入三口燒瓶內(nèi)，用犯置換至體系中氧含量在10~lOOpprn，開動(dòng)攪 拌并使反應(yīng)液冷卻至所需溫度，然后在該溫度下將無水氯化氫氣體由下部通入反應(yīng)器，保 持反應(yīng)器壓力為0.02bar，以阻止空氣進(jìn)入反應(yīng)器中。由于加成反應(yīng)是放熱過程，要控制氯 化氫氣體進(jìn)氣速率以維持反應(yīng)溫度為-10~5°C。其它反應(yīng)條件為：異戊二烯與氯化氫的摩 爾比為1:0.95，攪拌速率為60轉(zhuǎn)/分鐘。
[0024] 隨著氯化氫的持續(xù)通入，異戊二烯轉(zhuǎn)化為氯代異戊烯，在計(jì)量的氯化氫加完成后， 繼續(xù)攪拌反應(yīng)30分鐘，采樣利用GC進(jìn)行分析，計(jì)算異戊二烯的轉(zhuǎn)化率為X%和氯代異戊烯的 選擇性為X%。加成反應(yīng)平穩(wěn)進(jìn)行，沒有發(fā)生爆聚現(xiàn)象。
[0025] 【比較例】
[0026] 加成反應(yīng)在一個(gè)帶有機(jī)械攪拌和冷卻裝置的1000毫升玻璃三口燒瓶中進(jìn)行。將不 含鐵銹的異戊二烯500克和0.1克鐵銹加入三口燒瓶內(nèi)，在常壓下，開動(dòng)攪拌并使反應(yīng)液冷 卻至所需溫度-10~5°C，然后在該溫度下將無水氯化氫氣體由下部通入反應(yīng)器。其它反應(yīng) 條件為:異戊二烯與氯化氫的摩爾比為1: 〇. 95，攪拌速率為60轉(zhuǎn)/分鐘。
[0027] 在通入氯化氫開始階段，反應(yīng)可控，此時(shí)氯代異戊烯含量為X%。隨著氯化氫的持 續(xù)加入，反應(yīng)溫度開始快速躍升，物料從反應(yīng)體系中噴出。
[0028] 在異戊二烯與氯化氫進(jìn)行加成生成氯代異戊烯過程中，反應(yīng)體系中所含的鐵離子 及含氧量與氯代異戊烯的爆聚有著緊密的關(guān)系，推測當(dāng)少量鐵銹隨原料進(jìn)入反應(yīng)體系后， 在酸性條件下轉(zhuǎn)化為鐵離子，再通過與氧氣反應(yīng)生成對氯代異戊烯聚合具有作用的催化 劑，當(dāng)反應(yīng)體系中氯代異戊烯濃度達(dá)到某一程度后，催化氯代異戊烯的劇烈聚合。由于反應(yīng) 體系中存在鐵離子及含氧量是生成聚合催化劑的必要條件，故只要將原料異戊二烯在進(jìn)入 反應(yīng)器之前用磁過濾器來脫除其所夾帶的少量鐵銹，并用氮?dú)鈱⒓映煞磻?yīng)液與空氣隔絕 后，就可以有效控制加成反應(yīng)液的聚合。
[0029] 在上述實(shí)施例中，原料異戊二烯在進(jìn)入反應(yīng)器之前用磁過濾器來脫除其所夾帶的 少量鐵銹，反應(yīng)器用N2置換至體系中氧含量在10~lOOppm，壓力為0.02~1. Obar，并保持溫 度為-10~5°C時(shí)，可以有效抑制氯代異戊烯爆聚，使得加成反應(yīng)平穩(wěn)進(jìn)行，消除了溫度和壓 力快速上升的現(xiàn)象。
[0030] 以上內(nèi)容是結(jié)合本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式對所提供技術(shù)方案所作的進(jìn)一步詳細(xì)說 明，不能認(rèn)定本發(fā)明具體實(shí)施只局限于上述這些說明，對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技 術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為 屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種抑制氯代異戊烯爆聚的方法，其特征在于:在異戊二烯與氯化氫經(jīng)加成反應(yīng)生 成氯代異戊烯時(shí)，原料異戊二烯脫除其所夾帶的鐵銹，并用犯置換至體系中氧含量在10~ lOOppm，保持壓力為0.02~1. Obar后，再持續(xù)進(jìn)料進(jìn)行反應(yīng)，異戊二烯與氯化氫的摩爾比為 1: 0.95，溫度為-10~5°C，攪拌速率為60轉(zhuǎn)/分鐘。2. 如權(quán)利要求1所述的一種抑制氯代異戊烯爆聚的方法，其特征在于:N2置換后，所述的 體系中氧含量在30~80ppm。3. 如權(quán)利要求1所述的一種抑制氯代異戊烯爆聚的方法，其特征在于:N2置換后，所述的 壓力為〇 · 03~0 · 05bar。4. 如權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的抑制氯代異戊烯爆聚的方法中所采用的設(shè)備，其特征 在于：以磁過濾器作為主設(shè)備，所述的磁過濾器的結(jié)構(gòu)由法蘭外殼、管件、支撐件、磁棒構(gòu) 成，磁棒呈螺旋狀排列于管件內(nèi)。5. 如權(quán)利要求4所述的一種抑制氯代異戊烯爆的設(shè)備，其特征在于:所述的磁棒串接2 個(gè)或多個(gè)。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種抑制氯代異戊烯爆聚的方法及其裝置，屬于減水劑合成技術(shù)領(lǐng)域。在異戊二烯與氯化氫經(jīng)加成反應(yīng)生成氯代異戊烯時(shí)，原料異戊二烯在進(jìn)入反應(yīng)器之前用磁過濾器來脫除其所夾帶的少量鐵銹，反應(yīng)器用N2置換至體系中氧含量在10～100ppm，并保持壓力為0.02～1.0bar后，再持續(xù)進(jìn)料進(jìn)行反應(yīng)。在采取以上的技術(shù)方案后，使得異戊二烯與氯化氫的加成反應(yīng)生成氯代異戊烯時(shí)，可以有效抑制氯代異戊烯爆聚，使得加成反應(yīng)平穩(wěn)進(jìn)行，消除了溫度和壓力快速上升的現(xiàn)象。
【IPC分類】C07C17/08, B01D35/06, C07C21/04
【公開號】CN105523882
【申請?zhí)枴緾N201510940264
【發(fā)明人】趙明江
【申請人】紹興明業(yè)化纖有限公司
【公開日】2016年4月27日
【申請日】2015年12月16日