CN101679147A - 异戊二烯的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明关于一种异戊二烯的制备方法，由异丁醇或其水溶液，与甲醛或或甲醛的源物质，在酸性催化剂水溶液于较高的温度、压力下反应而得，可使用一个或几个的接触阶段，于最后接触阶段的分离反应阶段包括一加热区、一反应器和一分离区，其中该反应器的压力维持高于在反应器温度下，水的饱和蒸汽，而该分离区的压力维持低于此饱和蒸汽压，且该反应器进入该分离区之反应物流动量是可被节制的。当反应物和水产生时，是以蒸汽的方式于分离器取出，取出之蒸气再经冷却、冷凝和分离，催化剂水溶液之液态流体取出后，经由萃取分离再返回加热区。

Description

异戊二烯的制备方法

技术领域

本发明关于一种由异丁烯和甲醛中制造异戊二烯的方法。

背景技术

异戊二烯在性质上接近天然，同时又是有机合成，为广泛地应用于提炼橡胶时的一种单体。由异丁烯和甲醛或者是它们的前驱物质，譬如4，4-二甲基-1，3-二氧杂环己烷和异丁醇进行缩合，从而提炼异戊二烯的方法已经是公认的，而这些方法是在酸性催化剂的水溶液中可以于较高温度、压力下制备，及经由一个或多个含蒸馏的接触程序处理，在最后的接触程序中，反应产物较易沸腾的物质与水于分离的反应器中有不同的设计，而这些分离的反应器中通常有加热区、反应器、分离器和循环回路(例如俄罗斯专利RU1216940号，俄罗斯专利RU2085552号，俄罗斯专利RU2098398号，俄罗斯专利RU2099318号，俄罗斯专利RU2203878号，俄罗斯专利RU2280022号，美国专利US4511751号，欧洲专利EP0106323号)。

这些制得异戊二烯的公认方法，为了能够维持催化剂溶液量的稳定性，需要蒸馏出反应过程所形成水的平衡量及加入反应物，除此的外高沸点副产物应连续或不断地从催化剂溶液中取出。

本发明的方法与在专利EP0106323中所述技术较为关联。在上述专利中所叙述者，为确信异戊二烯、易蒸馏产物、副产物和平衡水量等物质的蒸馏所需维持的条件，特别的制备过程条件如下所述：温度150-220℃，压力高于酸性催化剂溶液饱和水蒸气压力的1.1～2.5倍，异丁烯(和或者异丁烯的前驱物)和甲醛(和或者甲醛的前驱物)摩尔比不低于3。

根据这些公认的方法低沸点产物和水的比例可借助调节反应系统压力来控制。当提升反应系统的压力时水和其它蒸馏成分的比例会变低，当反应系统维持较低的压力时会出现相反的结果。

然而，本发明人察觉，先前技术的最主要的问题在于，该先前技术的制备过程的参数是决定于供给平衡水量蒸馏的需求，而不是由最优化的反应条件而定。例如，在低温反应时会更有选择性，在这种情况下没有平衡水量的蒸馏，以致催化剂溶液会被水稀释，而导致酸性降低，反应物转化率和反应物体积也会降低。因此，唯有提升温度及以不可避免的低选择性下操作或降低压力；这样也会降低选择性。

众所周知，反应的选择性取决于异丁烯在反应水相中的浓度(溶解度)，也取决于异丁烯自身于反应器中的分压。为了提供在反应器平衡水量的需求而维持相对较低的压力，这样也会降低程序的选择性。

当制备过程原物料是异丁醇(异丁烯的来源)或由异丁烯所产生四个碳以内的水合物的水溶液(通常水共沸混合物含有12-13％的水)，此时需要取出较多的水量，由异丁醇在水解反应中所形成及随其加入者。

简单的计算显示，如果程序温度维持为160℃，使用40％的甲醛和88％的异丁醇(其余是水)作为来原物料时，为了维持平衡水量的蒸馏，反应物摩尔数比为1∶10，反应器的压力应小于9.1个大气压，或者，当反应物摩尔数比为1∶5时，应小于8.6个大气压。

类似地，若源物质为4，4-二甲基-1，3-二氧杂环己烷和88％异丁醇，反应物摩尔数比为1∶10时，反应器的压力应小于9.7个大气压，如果反应物摩尔数比为1∶5时，应小于9.6个大气压。

发明内容

本发明主要的目的在于排除先前技术中所叙述的问题。本发明主要经由反应器和分离单元的区隔及以各区最优化来决定操作条件，从而最终实现本目的。

当反应混合物由反应器至分离单元时，其流量是经由调节控制的。调节流量为一较高蒸发速率的流程，取决于所存在物质的本性与浓度及最初、最后的调节的参数。根据本发明的发现，对每一特定的反应混合物需要一特定的参数以维持必要的水蒸发速率。

本发明提出获得异戊二烯的方法，此法可免除维反应器压力于对应于反应器温度的水蒸气分压率(引发平衡水量的蒸馏)及依温度、压力和反应物比例等来维持异戊二烯最优化的反应条件。从催化剂溶液中取出平衡水量可借助调节反应器参数及溶液循环量来达成。

本发明提出获得异戊二烯的方法，此法经由异丁醇或者它的水溶液和甲醛或者它的源物质，例如4，4-二甲基-1，3-二氧杂环己烷的液相反应，在酸性催化剂水溶液存在下，维持一较高的温度和压力，以一个或多个接触程序，而这些程序，有使用(于最后接触程序)含有加热区、反应器、分离单元等的分离反应阶段，有可移除反应产物及从分离单元中移除水，水先以蒸气的形式流动，后续进行冷却、凝结和分离，有移除催化剂水溶液的液相流动作为萃取程序用，有后续回流进入加热区，该处的反应器压力保持高于水蒸气对应于反应器温度的饱和压力，然而分离单元的压力则低于水蒸气的饱和压力，由反应器流动至分离单元的反应物是可被调节的。

为此目的，反应器操作条件为140～180℃及8～25个大气压，而分离单元的压力则为1.2～12个大气压。

对应于本发明，可用的分离反应阶段应含一加热区，一接触区和一分离单元，此反应器可设计成含各区的整合型或各自独立的组合型。

由反应器至分离单元流动的调节，可由压力调节阀或其它于两区之间可产生压力差的方法来实现(安装关断阀和控制阀，较小截面的管线设计对流动产生阻力等等)。

至于该加热区的热源，可经由反应器内热交换器或外部热交换器及反应物的循环来提供。

反应器中的反应物的搅动可以使用机械式或流体的自然流动来实现(搅拌机，循环泵，由密度差异或液面差异所造成的流体自然流动)，通过安装物质交换设备或者其他可能的方法来实现。

使用的分离反应阶段，其中该分离单元可能包含有两个或者三个串连分离器，用于对相态的初步分离和下一步对其中一个相态进行选择性调节，串连分离器的工作参数应为不相似的本质。

这里所提出的制造异戊二烯的方法不仅能在反应器可维持一组最优化的化学反应条件，而且它还有其他的一些优点。

众所周知，反应水相(酸性水溶液)在操作过程中(高温)具有很高的腐蚀性，鉴于此所使用的分离反应器应采用高合金抗腐蚀材料做成。在我们所提出的方法中分离单元的工作参数是低温和低压，可大量的降低材料的腐蚀速度，如此可使部份的设备(分离器)采用较低合金量的材料来制造，同时也可降低金属的密度。

维持催化剂溶液不含高沸点的副产品是一必要条件，一般使用溶剂萃取的设备可达此目的。

众所周知，在过程中形成的高沸点副产物(树脂)很容易对设备和管线造成堵塞，尤其是在冷却阶段。

经由研究本发明的相关制备过程，我们发现，当调节反应水相进入分离单元时，水以水蒸发的方式冷却(当压力降到低于饱和蒸汽压力时所产生的沸腾现象)。在沸腾的状态下冷却会促进不同相态的树脂的分散进而阻碍其分离，同时会堵塞后续酸性溶液制备过程的设备。

本发明所提出的方法最主要的特色是，在分离反应的程序中，反应器的压力维持高于在反应器温度下，水的饱和蒸汽压，而分离器的压力维持低于此饱和蒸汽压，同时调节由反应器进入分离器的反应流动量，为达此目的，可经由调节分离器压力及催化剂水溶液的循环量来控制平衡水量的移除。

由于平衡水量是以水蒸汽流体及反应产物的方式取出，因此反应器最优化温度、压力并非取出平衡水量的必要条件，所以本发明的方法可作为连续性制备过程。

附图说明

图1是本发明第一实施例所进行的设备示意图；

图2是本发明第二实施例所进行的设备示意图；

图3是本发明第三实施例所进行的设备示意图；

图4是本发明第四实施例所进行的设备示意图；

图5是本发明第五实施例所进行的设备示意图；

图6是本发明第六实施例与第七实施例所进行的设备原理图。

具体实施方式

本发明可以通过以下的图式，说明本发明的方法、特点以及实施例，使贵审查人员对于本发明有更进一步的了解。实施例一～五为工业化可行的方法，实施例六、七仅为参考用。

第一实施例：

依本发明所进行的设备示意图请参阅图1所示。该设备包括反应器1、一分离器3、以及设一冷却器6、冷凝冷却器7、沉淀容器8、混合器9、沉淀容器10、异丁烯蒸馏塔11、异戊二烯蒸馏塔12。

反应器1包括一个带有搅拌器、密封电磁传动装置和加热夹层，容量为5升的高压容器，加入4.8升7％正磷酸水溶液，当开始搅拌时加热夹层引入传热介质，反应器被加热到160℃。反应器中加入流量为256.6克/小时的40％的福尔马林和流量为2875.9克/小时的88％的异丁醇。

反应器压力保持为12个大气压。从反应器中流出的蒸汽、液流经由压力调压阀PC调节流量后进入分离器3，分离器3压力为4.5个大气压，在分离器3中流体被分成液相和汽相。

反应产物和没转化的源物质的蒸汽离开分离器3后，通过冷凝冷却器7，在这里进行了冷却和凝结，随后进入沉淀容器8，这里分成水层和有机层。

液体产物是正磷酸水溶液和高沸点副产物的混合物，以30.0升/小时流出分离器3，在冷却器4中进行冷却，然后进入混合器9用于有机产物的萃取。将来自沉淀容器8中的合成产物的有机层作为萃取剂进入混合器9。从混合器9中出来的混合物进入沉淀容器10，这里分层为包含有高沸点副产品萃取物的有机层和正磷酸水溶液。

不含高沸点有机物的正磷酸水溶液从沉淀容器10利用泵送回反应器1。有机层从沉淀容器10中取出后进行分离。首先，异丁烯从蒸馏塔11以1511.8克/小时分出，并进入异丁醇进行水解反应(水解反应在示意图上没有显示)，然后，异戊二烯从蒸馏塔12以162.4克/小时液速分离出并进入纯化程序。

蒸馏塔12塔底产品为合成副产物和未转化源物质的混合物，产量为283.0克/小时，该混合物包含有78.2％异丁醇，4.1％二氯化氢吡喃，0.3％二甲基二氧杂环己烷，1.0％异戊醇和16.4％其他产物，然后进入可以分离未转化源物质和合成中间产物的设备。

从沉淀容器8中取出冷凝的合成产物的水层，产量为1175.3克/小时，该水层混合物，包含有6.4％的异丁醇，0.4％甲醛和0.2％其他有机产物，在排放到化学污染系统之前先进行纯化(进入易沸腾的有机产物和甲醛的蒸馏单元)。

根据制备过程的平衡计算，以源物质转化率的型式来表示异戊二烯的产量分别为，甲醛73.2摩尔百分比和异丁醇(异丁烯)74.8摩尔百分比。

连续操作40小时，并于8、20和40小时时分别取样品进行评估，都得到相同的结果，也就是证明了在反应水层没有水的累积和操作参数的稳定性。

第二实施例：

依本发明所进行的设备示意图请参阅图2所示。设备包括反应器1、分离器3、分离器4、冷凝冷却器14、容器5、冷却器6、冷凝冷却器7、沉淀容器8、混合器9、沉淀容器10、异丁烯蒸馏塔11、异戊二烯蒸馏塔12。

反应器1是一个带有搅拌器、密封电磁传动装置和热夹层作为加热区，容量为5升的高压容器，加入4.8升3％正磷酸水溶液，当启动模式时热夹层引入传热介质，反应器被加热到180℃。

反应器加入流量为256.6克/小时的40％的福尔马林和流量为2875.9克/小时的88％的异丁醇。反应器压力保持25个大气压。

从反应器中流出的蒸汽、液流经由压力调压阀PC调节流量后进入分离器3，分离器3压力为9.0个大气压，在分离器3流体分离成液相和汽相。

从分离器3中流出的反应产物和未转化源物质的蒸汽通过冷凝冷却器7，在这里进行了冷却和凝结，随后进入沉淀容器8，这里分层为水层和有机层。

液体产物是正磷酸水溶液和高沸点副产品的混合物，它流出分离器3，经过液面调节阀LC调节后进入分离器4，压力维持于2.0个大气压，在分离器4，液相达到沸腾，伴随蒸出部份的水和有机产物。水和有机产物的蒸汽通过冷凝冷却器14，在这里进行冷却和凝结，然后流入容器5。

正磷酸水溶液和高沸点副产物的混合物从分离器4分离后，使用泵以8.0升/小时的流速通过冷却器6进入到混合器9，进行有机产物萃取的程序。

来自沉淀容器8中的合成产物的有机层作为萃取剂用进入混合器9。从混合器9流出的混合物进入沉淀容器10，这里分层为包含有高沸点副产品的萃取物的有机层和正磷酸水溶液。

不含高沸点有机物的正磷酸水溶液从沉淀容器10利用泵送回反应器1。

从沉淀容器10中取出的有机层会进行分离。首先，从蒸馏塔11中异丁烯以1555.3克/小时分出，并进入异丁醇进行水解反应(水解反应在示意图上没有显示)，然后，在蒸馏塔12中以158.3克/小时速度分出异戊二烯，送入净化程序。

蒸馏塔12塔底产品为合成副产物和未转化源物质的混合物，产量为244.4克/小时，该混合物包含有73.9％异丁醇，4.9％二氯化氢吡喃，0.4％二甲基二氧杂环己烷，1.2％异戊醇和19.6％其他产物，然后进入可以分离未转化源物质和合成中间产物的设备。

从沉淀容器8和容器5取出冷凝的合成产物的水层，产量为1174.5克/小时，该水层混合物，包含有5.1％的异丁醇，0.5％甲醛和0.3％其他有机产物，在排放到化学污染系统之前先进行纯化(进入易沸腾的有机产物和甲醛的蒸馏单元)。

根据制备过程的平衡计算，以源物质转化率的型式来表示异戊二烯的产量分别为，甲醛71.9摩尔百分比和异丁醇(异丁烯)73.4摩尔百分比。

连续操作40小时，并于8、20和40小时时分别取样品进行评估，都得到相同的结果，也就是证明了在反应水层没有水的累积和操作参数的稳定性。

第三实施例：

依本发明所进行的设备示意图请参阅图3所示。设备包括反应器1、分离器3、分离器13、分离器4、冷凝冷却器14、容器5、冷却器6、冷凝冷却器7、沉淀容器8、混合器9、沉淀容器10、异丁烯蒸馏塔11、异戊二烯蒸馏塔12。

反应器1是一个带有搅拌器、密封电磁传动装置和热夹层容量为5升的高压容器，对它装满4.8升9％的正磷酸水溶液，当开始搅拌时向热夹层提供了热的载热体，反应器被加热到155℃。

向反应器中添加流量为400.0克/小时的4，4-二甲基-1，3-二氧杂环己烷和流量为1739.7克/小时的88％的异丁醇。反应器中压力保持为12个大气压。

从反应器中流出的蒸汽液流进入到分离器3，在分离器3中流量被分为液体相位和蒸汽相位。

从分离器3中流出的反应产物和未转化原料的蒸汽，以及部分未分离的液体产物(滴状)通过调压阀PC分流至分离器13，在分离器13中压力为5.3个大气压，流量分为液体和蒸汽相位。从分离器13中流出的产物蒸汽通过冷凝冷却器7，在这里进行了冷却和凝结，随后进入沉淀容器8，这里分层为水层和有机层。

液体产物流量是正磷酸水溶液和高沸点副产物的混合物，它流出分离器3和分离器13，经过液面调节阀LC分流至分离器4中，分离器4中压力为1.2个大气压，在这里随着水和有机产物的蒸发，液体相位开始沸腾。水和有机产物的蒸汽通过冷凝冷却器14，在这里进行冷却和凝结，然后流入容器5。

正磷酸水溶液和高沸点辅助产物的混合物被从分离器4中流出，使用泵以速度为1.0升/小时通过冷却器6进入到混合器9用于提炼有机产物。

将来自沉淀容器8中的合成产物的有机层作为萃取剂传递给混合器9。从混合器9中出来的混合物进入到沉淀容器10，这里分层为包含有萃取的高沸点副产物和正磷酸水溶液的有机层。

从高沸点有机物中清除出来的正磷酸水溶液通过使用泵从沉淀容器10又返回到了反应器1。

从沉淀容器10中出来的有机层被分开。首先从异丁烯蒸馏塔11中以810.5克/小时速度分出异丁烯，异丁烯将被引入异丁醇进行水合作用点(水合作用点在示意图上没有显示)，随后在从异戊二烯蒸馏塔12中以346.6克/小时速度分出异戊二烯，它被用来净化。

异戊二烯蒸馏塔12中鲜蓝色产物数量为291.4克/小时，是合成辅助产物和未转化原料的混合物，包含有59.1％异丁醇，7.7％二氯化氢吡喃，2.9％二甲基二氧杂环己烷，2.2％异戊醇和28.1％其他产物，然后传递到未转化原料和合成中间产物的析出部件。

从沉淀容器8和沉淀容器5中选出综合数量为691.2克/小时的合成物蒸汽冷凝液水层，水层包含有8.3％的异丁醇，0.3％甲醛和0.2％其他有机产物，在排入到化学污染排水系统之前先要进行净化(进入到低沸点有机产物和甲醛提炼部件)。

根据操作对比异戊二烯的出产率为甲醛151.0摩尔百分比，这占到理论产出的75.5％，异丁醇(异丁烯)163.6摩尔百分比，这占到理论产出的81.8％。

操作可以在连续40个小时的工况下进行。在8、20和40个工作小时后分别对抽样样品流量成分进行了分析，表明了相同的结果，也就是证明了在反应水层没有积水和操作指数的稳定性。

第四实施例：

依本发明所进行的设备示意图请参阅图4所示。设备包括反应器1和2、分离器3、冷却器6、冷凝冷却器7、沉淀容器8、混合器9、沉淀容器10、异丁烯蒸馏塔11、异戊二烯蒸馏塔12。

分两个接触阶段进行操作的反应器2和1，由异戊二烯前任合成反应器和异戊二烯前任向异戊二烯1分解反应器组成。反应器2是一个高为3米直径为0.05米的圆柱形垂直仪器，安装由喷嘴和热夹层反应器1是一个带有搅拌器，密封电磁传动装置和热夹层的容量为5升的蒸压器。

向反应器中加满9升7％的正磷酸水溶液，向热夹层提供了热的载热体，反应器2被加热到110℃，反应器1被加热到160℃(当启动模式时)。

向反应器(2)中添加流量为256.6克/小时的40％的福尔马林和流量为860.0克/小时的88％的异丁醇，来自沉淀容器E-8中的流量为3.0升/小时酸性回流液。反应器中压力保持为22个大气压。

将从反应器2中流出的液流同补充数量为2015.9克/小时的异丁醇进行混和，然后传递给反应器1。反应器1中的压力为12个大气压。

从反应器中流出的蒸汽液流通过调压阀PC分流至分离器3，在分离器3中压力为4.5个大气压，流量分为液体和蒸汽相位。从分离器3中流出的反应产物和未转化原料的蒸汽通过冷凝冷却器7，在这里进行了冷却和凝结，随后进入沉淀容器8，这里分层为水层和有机层。

液体产物流量是正磷酸水溶液和高沸点副产物的混合物，它以30.0升/小时的速度流出分离器3，在冷却器6中进行冷却，然后传递到混合器9用于提取有机产物。将来自沉淀容器8中的合成产物的有机层作为萃取剂传递给混合器9。从混合器9中出来的混合物进入到沉淀容器10，这里分层为包含有萃取的高沸点副产物和正磷酸水溶液的有机层。

从高沸点有机物中清除出来的正磷酸水溶液通过泵以3.0升/小时返回到了反应器2和27.0升/小时返回到了反应器1。

从沉淀容器10中出来的有机层被分开。首先从异丁烯蒸馏塔11中以1515.5克/小时速度分出异丁烯，异丁烯将被引入异丁醇进行水解作用点(水解作用点在示意图上没有显示)，随后在从异戊二烯蒸馏塔12中以164.4克/小时速度分出异戊二烯，它被用来净化。

异戊二烯蒸馏塔12中鲜蓝色产物数量为273.1克/小时，是合成辅助产物和未转化原料的混合物，包含有84.0％异丁醇，4.4％二氯化氢吡喃，0.5％二甲基二氧杂环己烷，0.9％异戊醇和10.2％其他产物，然后传递到未转化原料和中间合成产物的析出部件。从沉淀容器8中选出数量为1179.5克/小时的合成物冷凝液水层，水层包含有6.9％的异丁醇，0.5％甲醛和0.2％其他有机产物，在排入到化学污染排水系统之前先要进行净化(进入到低沸点有机产物和甲醛提炼部件)。

根据操作对比异戊二烯成转化物的出产率为甲醛74.9摩尔百分比和异丁烯82.3摩尔百分比。

操作可以在连续40个小时的工况下进行。在8、20和40个小时后分别对样品中流量成分进行分析表明了相同的结果，也就是证明了在反应水层没有积水和操作指数的稳定性。

第五实施例：

依本发明所进行的设备示意图请参阅图5所示。设备包括反应器1、分离器3、分离器4、冷凝冷却器14、容器5、冷却器6、冷凝冷却器7、沉淀容器8、混合器9、沉淀器10、异丁烯蒸馏塔11、异戊二烯蒸馏塔12。

反应器1包括一个管状热交换器作为热夹层，它的管状空间容积为5升，装有外回圈管和回流泵，用于保证每小时不少于500升的液体回流，对它装满4.8升6％的正磷酸水溶液，当打开回流泵时向管间空间提供热的载热体，反应器被加热到170℃。

向反应器中添加流量为400.0克/小时的4，4-二甲基-1，3-二氧己环和流量为2875.9克/小时的88％的异丁醇。反应器中压力保持为15个大气压。

反应器中流出的蒸汽液流通过调压阀PC分流至分离器3，在分离器3中压力为7.5个大气压，这里流量分为液体和蒸汽等两相。

从分离器3中流出的反应产物和未转化原料的蒸汽通过冷凝冷却器7，在这里进行了冷却和凝结，随后进入沉淀容器8，这里分层为水层和有机层。

液体产物流量是正磷酸水溶液和高沸点副产物的混合物，它流出分离器3，经过液面调节阀LC分流至分离器4中，分离器4中压力为1.5个大气压，在这里随着水和有机产物的蒸发，液体相位开始沸腾。水和有机产物的蒸汽通过冷凝冷却器14，在这里进行冷却和凝结，然后流入容器5。

正磷酸水溶液和高沸点辅助产物的混合物被从分离器4中选出，使用泵以速度为8.0升/小时通过冷却器6进入到混合器9用于提炼有机产物。

将来自沉淀容器8中的合成产物的有机层作为萃取剂传递给混合器9。从混合器9中出来的混合物进入到沉淀容器10，这里分层为包含有萃取的高沸点副产物和正磷酸水溶液的有机层。

从高沸点有机物中清除出来的正磷酸水溶液通过使用泵从沉淀容器10又返回到了反应器1。

从沉淀容器10中出来的有机层被分开。首先从异丁烯蒸馏塔11中以1561.6克/小时速度分出异丁烯，异丁烯将被引入异丁醇进行水合作用点(水解作用点在示意图上没有显示)，随后在从异戊二烯蒸馏塔12中以359.7克/小时速度分出异戊二烯，它被用来净化。

异戊二烯蒸馏塔12中鲜蓝色产物数量为280.3克/小时，是合成辅助产物和未转化原料的混合物，包含有67.6％异丁醇，8.2％二氯化氢吡喃，2.6％二甲基二氧杂环己烷，2.4％异戊醇和19.2％其他产物，然后传递到未转化原料和中间合成产物的析出部件。

从沉淀容器8和容器5中选出综合数量为1074.3克/小时的合成物蒸汽冷凝液水层，水层包含有5.9％的异丁醇，0.3％甲醛和0.2％其他有机产物，在排入到化学污染排水系统之前先要进行净化(进入到低沸点有机产物和甲醛提炼部件)。

根据操作对比异戊二烯的出产率为二甲基二氧杂环己烷156.2摩尔百分比，这占到理论产出的78.1，异丁醇(异丁烯)166.8摩尔百分比，这占到理论产出的83.4％。

操作可以在连续40个小时的工况下进行。在8、20和40个工作小时后分别对抽样样品流量成分进行了分析，表明了相同的结果，也就是证明了在反应水层没有积水和操作指数的稳定性。

第六实施例(参考实施例)：

依本发明所进行的设备示意图请参阅图6所示。设备包括反应器1、分离器3、冷却器6、冷凝冷却器7、沉淀容器8、混合器9、沉淀容器10、异丁烯蒸馏塔11、异戊二烯蒸馏塔12。

反应器1是一个带有搅拌器、密封电磁传动装置和热夹层的容量为5升的蒸压器，对它装满4.8升7％的正磷酸水溶液，当启动模式时向热夹层提供热的载热体，反应器被加热到160℃。

在反应器中提供试剂，温度和压力的方法如例1所示。向反应器中添加流量为256.5克/小时的40％的福尔马林和流量为2875.9克/小时的88％的异丁醇。在反应设备中(反应器、分离器、冷却器、沉淀容器)压力保持在12个大气压。

从反应器中流出的蒸汽液流进入分离器3，在分离器3中流量分为液体和蒸汽等两相。

从分离器3中流出的反应产物和未转化原料的蒸汽通过冷凝冷却器7，在这里进行了冷却和凝结，随后进入沉淀容器8，这里分层为水层和有机层。

液体产物流量是正磷酸水溶液和高沸点副产物的混合物，它以30.0升/小时的速度流出分离器3，在冷却器6中进行冷却，然后传递到混合器9用于提取有机产物。将来自沉淀容器8中的合成产物的有机层作为萃取剂传递给混合器9。从混合器9中出来的混合物进入到沉淀容器10，这里分层为包含有萃取的高沸点副产物和正磷酸水溶液的有机层。

从高沸点有机物中清除出来的正磷酸水溶液通过泵从沉淀容器10返回到了反应器1。

从沉淀容器10中出来的有机层被分开。首先从异丁烯蒸馏塔11中分出异丁烯，它将被引入异丁醇进行水解作用点(水解作用点在示意图上没有显示)，随后在从异丁烯蒸馏塔12中分出用来净化的异戊二烯。

异丁烯蒸馏塔12中鲜蓝色产物是合成辅助产物和未转化原料的混合物，被传递到未转化原料和中间合成产物的析出部件。

从沉淀容器8中选出合成物冷凝液水层，在其排入到化学污染排水系统之前先要进行净化(进入到低沸点有机产物和甲醛提炼部件)。

操作可以在连续工况下进行。在设定的10小时工作后催化剂水溶液的体积明显增加(大约1.3倍)，而它的酸度降低，液体相位在分离器3中出现溢出，跳过液体相位进入到蒸汽冷却和凝结系统，此时有来自沉淀容器8的水层，催化剂丢失。操作过程结束。

重复进行连续操作的尝试，逐渐降低反应部件(反应器、分离器、冷却器、沉淀容器)内的压力。

只有当压力为9.0个大气压时才能保证带有产物蒸汽的水能被平衡引出和仪器的连续操作(在分离器3中保存液体相位的稳定液面)。

根据操作对比异戊二烯成转化物的出产率为甲醛71.8摩尔百分比和异丁烯73.2摩尔百分比。

第七实施例：

依本发明所进行的设备示意图请参阅图6所示。操作和例6中所述一样，只是不是使用福尔马林而是使用4，4-二甲基-1，3-二氧杂环己烷。在反应器增加反应试剂，温度和压力的方法如同例3。

操作可以在连续工况下进行。在设定的20小时工作后催化剂水溶液的体积明显增加(大约1.3倍)，而它的酸度降低，液体相位在分离器3中出现溢出，跳过液体相位进入到蒸汽冷却和凝结系统，此时有来自沉淀容器8的水层，催化剂丢失。操作过程结束。

重复进行连续操作的尝试，逐渐降低反应部件中的温度。只有当温度为170℃时才能保证带有产物蒸汽的水能被平衡引出和仪器的连续操作(在分离器3中保存液体相位的稳定液面)。

根据操作对比异戊二烯的出产率为二甲基二氧杂环己烷144.8摩尔百分比，这占到理论产出的72.4，异丁醇(异丁烯)149.8摩尔百分比，这占到理论产出的74.9％。

Claims (5)

1、一种异戊二烯的制备方法，由异丁醇或其水溶液，与甲醛或或甲醛的源物质，在酸性催化剂水溶液于较高的温度、压力下反应而得，可使用一个或几个的接触阶段，于最后接触阶段的分离反应阶段包括一加热区、一反应器和一分离单元，当反应物和水产生时，是以蒸汽的方式于分离器取出，取出的蒸气再经冷却、冷凝和分离，催化剂水溶液的液态流体取出后，经由萃取分离再返回加热区，其特征在于：该反应器的压力维持高于在反应器温度下，水的饱和蒸汽压，而该分离单元的压力维持低于此饱和蒸汽压，且该反应器进入该分离单元的反应物流动量是可被调节的。

2、根据权利要求1所述的异戊二烯的制备方法，其特征在于：该反应器温度保持在140-180℃，压力在8-25个大气压之间，而该分离单元压力保持在1.2-12.0个大气压之间。

3、根据权利要求1或2所述的异戊二烯的制备方法，其特征在于：使用的分离单元包含有两个连续的分离器：由反应器流出的流体经由调节进入第一个分离器，压力降低2-20个大气压，从此处流出的蒸汽送去冷却和凝结，而液体流量由调节进入第二个分离器，压力降至1.2-2.0个大气压，此时会伴随蒸汽相的取出，冷却和凝结，和液相的取出、冷却、萃取和循环回流至加热区。

4、根据权利要求1或2所述的异戊二烯的制备方法，其特征在于：所使用的分离单元包含有三个分离器：分离单元为在温度和压力接近于反应器的条件下进行的初步分离，从第一分离器上部取出主要为汽相(气体)的流体，经由调节进人第二分离器，压力降低2-20个大气压，从分离单元和第二分离器下部取出主要为催化剂水溶液的流体，经由调节进入第三分离器，压力降至1.2-2.0个大气压，此过程有汽相的取出、冷却和凝结，有液相的取出、冷却、萃取和循环回流至加热区。

5、根据权利要求1至4的任何1项所述的异戊二烯的制备方法，其特征在于：该反应水相依如下的路径循环：反应器-分离器-萃取区-加热区-反应器以反应器面积总量的0.2-6.0的数量进行。

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