CN103102333B - 一种烷基烯酮二聚物的生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种烷基烯酮二聚物的生产方法，其特点在于叔胺与酰氯以1：1.6～1：5.0的摩尔比、30～65℃及负压下反应，产生的反应热由胺汽化带走，胺蒸汽经反应釜顶部冷凝器冷凝液化后再回到反应釜循环，缩合反应完毕后反应物料进入蒸胺釜，过量的叔胺经蒸胺釜蒸馏回收。本方法工艺无需加入溶剂，在较大摩尔比和较低温度下反应，克服了反应体系粘度大、搅拌困难，高温下反应产物中二酮类副产物多等问题，本方法生产的烷基烯酮二聚物产品纯度高，成本低，废盐水产生量少，生产的烷基烯酮二聚物产品可用作食品及其它高性能纸品制造的施胶剂。

Description

一种烷基烯酮二聚物的生产方法

技术领域

本发明涉及一种由酰氯与叔胺反应生成烷基烯酮二聚物的生产工艺方法，属化工领域。

背景技术

烷基烯酮二聚物（Alkyl Ketene Dimer，简称AKD，以下称AKD）是一种造纸中性施胶剂，由C8～C22烷基或烯基酰氯和叔胺反应生成烷基烯酮，然后烷基烯酮二聚，经相应分离处理后得到AKD产品，AKD合成反应过程如下：

该反应具有反应放热量大、反应过程中产生不溶于物系的叔胺类盐酸盐，导致体系粘度大等特点，目前工业化AKD生产方法有有/无溶剂和间隙/连续之分。工艺区别造成工艺难度、产品质量和物耗能耗相差很大。

专利CN1156724A，公开了一种有溶剂间隙生产AKD的方法，由于有溶剂甲苯存在，限制了AKD产品的用途且生产过程能耗较高；专利CN1596252A公开了一种无溶剂连续制备AKD的方法，由于其选用三乙胺过量比较小，反应物料系统粘度大，因此需在挤出机、捏合机等强力搅拌下进行，反应条件苛刻；专利CN 101845030 A同样公开了一种连续化制备AKD的方法，将配方量的酰氯分为2 或3 部分，分段加入带有间断螺叶的输送机式反应器，反应热由内部空心轴和外部夹套中的冷却水带走，传热能力差，操作复杂。

总之，综上所述现有技术大都在较低酰氯、叔胺的比条件下进行，体系粘度大，搅拌传质困难，反应温度高，产品纯度低，废盐水产生量大。

发明内容

本发明旨在避免现有技术的不足，提供一种反应条件温和、工艺控制方便、产品质量高、三废排放少的绿色连续烷基烯酮二聚物的生产工艺。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：一种烷基烯酮二聚物的生产方法，其特征在于包括如下步骤：酰氯和叔胺以1：1.6～1：5.0的摩尔比连续进入缩合反应釜（3），进行缩合反应，反应产生的反应热由胺汽化带走，经反应釜顶部胺循环冷凝器（4）冷凝液化后再回到缩合反应釜（3）循环使用；再将缩合反应釜（3）中的物料进入蒸胺釜（5）中进一步反应，叔胺蒸发后经胺冷凝器（6）、胺缓冲罐（7）进入胺贮罐（8）回收使用；从蒸胺釜（5）出料口采样经常规酸洗静置后分离。

酰氯与叔胺的摩尔比优选1：1.8～1：3.5。

缩合反应釜（3）和蒸胺反应釜（5）在负压下进行，负压由真空泵（9）提供，反应压力为3～100KPa。

缩合反应釜（3）、蒸胺反应釜（5）反应温度控制在30～65℃下进行。

缩合反应釜（3）和蒸胺反应釜（5）在负压下进行，反应压力为15～50 KPa，反应温度在40～60℃下进行。

所述胺循环冷凝器（4）为列管式换热器、螺旋板式换热器和翅片式换热器；移热介质包括冷却水、冷冻水、冷冻液及空气。

所述缩合反应釜（3）、蒸胺反应釜（5）为强力混合反应釜，具体为搅拌式反应釜、捏合机式反应釜；反应釜上设有外部夹套，反应釜内部设有传热部件，搅拌器及搅拌轴为中空结构，内通导热液，以强化反应釜的传热、搅拌能力。

本发明具有以下优点：

1、酰氯和叔胺同时加入反应釜，连续出料，连续生产，产品质量稳定。

2、采用较大的叔胺、酰氯摩尔比，叔胺在反应体系中起到溶剂和反应物的作用。由于叔胺比例较大，体系粘度大大降低，缩合反应釜混合物粘度降至3～5Pa·s以下，体系搅拌难度显著减小，反应传质效率高，进程易于控制。

3、叔胺在反应体系中还起到载热体的作用，本反应控制在叔胺的气化点下进行，由真空泵提供相应的操作负压，然后由釜顶冷凝器将反应热导出反应体系，叔胺冷凝后回到反应釜循环。此方法克服了以往由于反应釜冷却面积小反应传热受限问题，冷却效果好，反应温度控制平稳。

4、本方法在缩合反应釜后增加了蒸胺反应釜，一方面起到保障反应器成熟反应的目的，同时，通过蒸胺釜将反应混合物中胺含量降到2～10%，大大减少了盐化液用量和中和用碱量，废盐水产生量也大大下降，显著减小了反应物耗、能耗。

附图说明

图1为本发明工艺流程图；

图中： 1- 酰氯输送泵，2-胺输送泵，3-缩合反应釜，4-胺循环冷凝器，5-蒸胺釜，6-胺冷凝器，7-胺缓冲罐，8-胺贮罐，9-真空泵。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例1

所用反应釜3的尺寸为φ425×800毫米，蒸胺釜5的尺寸为φ425×600毫米，先用胺输送泵2泵入20kg三乙胺，保持反应釜3中压力在15-20kPa，搅拌器转速450转/分，加热至40-45℃使三乙胺蒸发、冷却循环；同时开启酰氯输送泵1和胺输送泵2泵入硬脂酰氯与三乙胺，调节硬脂酰氯的流量为1.95kg/ h，三乙胺的流量为1.31 kg/ h，关闭反应釜加热蒸汽，当液位达到70%时开始连续用齿轮泵泵入蒸胺釜5，蒸胺釜5的搅拌控制在150转/分，压力控制在10-20kPa，用蒸汽加热，温度控制40-45℃，当蒸胺釜5液位达到60%时开始连续出料。连续操作2.0小时后，从蒸胺釜5出料口采样经行常规酸洗静置后分离，对有机相蒸馏后取样通过IR光谱测量，测定内酯含量91.2%（重量）。

实施例2

设备同实施例1，只是将反应温度控制在50-55℃，流量及控制液位不变，停留时间保持不变的情况下，连续操作2.0小时后，从蒸胺釜出料口采样经行常规酸洗静置后分离，对有机相蒸馏后取样通过IR光谱测量，测定内酯含量92.6%（重量）。

实施例3

设备同实施例1，反应温度控制在50-55℃，但对流量增大到实施例1的2倍，连续操作2.0小时后，从蒸胺釜出料口采样经行常规酸洗静置后分离，对有机相蒸馏后取样通过IR光谱测量，测定内酯含量92.1%（重量）。

实施例4

使用实施例1的反应釜，但蒸胺釜采用装有内加热轴的捏合机，捏合机设有外部加热夹套，按实施例2中的反应条件进行，按实施例3中的进料方式，连续操作2.0小时后，从蒸胺釜出料口采样经行常规酸洗静置后分离，对有机相蒸馏后取样通过IR光谱测量，测定内酯含量92.8%（重量）。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种烷基烯酮二聚物的生产方法，其特征在于包括如下步骤：酰氯和叔胺以1：3.5～1：5.0的摩尔比连续进入缩合反应釜（3），进行缩合反应，反应产生的反应热由胺汽化带走，经反应釜顶部胺循环冷凝器（4）冷凝液化后再回到缩合反应釜（3）循环使用；再将缩合反应釜（3）中的物料进入蒸胺釜（5）中进一步反应，叔胺蒸发后经胺冷凝器（6）、胺缓冲罐（7）进入胺贮罐（8）回收使用；从蒸胺釜（5）出料口采样经常规酸洗静置后分离；缩合反应釜（3）和蒸胺反应釜（5）在负压下进行，反应压力为15～50 KPa，反应温度为40～60℃下进行。

2.如权利要求1所述的一种烷基烯酮二聚物的生产方法，其特征在于所述胺循环冷凝器（4）为列管式换热器、螺旋板式换热器和翅片式换热器；移热介质包括冷却水、冷冻水、冷冻液及空气。

3.如权利要求1所述的一种烷基烯酮二聚物的生产方法，其特征在于缩合反应釜（3）、蒸胺反应釜（5）为强力混合反应釜，具体为搅拌式反应釜、捏合机式反应釜；反应釜上设有外部夹套，反应釜内部设有传热部件，搅拌器及搅拌轴为中空结构，内通导热液，以强化反应釜的传热、搅拌能力。