CN105330549A - 一种在微通道反应器中制备硝酸异辛酯的方法 - Google Patents

一种在微通道反应器中制备硝酸异辛酯的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105330549A
CN105330549A CN201510812723.6A CN201510812723A CN105330549A CN 105330549 A CN105330549 A CN 105330549A CN 201510812723 A CN201510812723 A CN 201510812723A CN 105330549 A CN105330549 A CN 105330549A
Authority
CN
China
Prior art keywords
reaction
nitric
sulfuric acid
micro
isooctyl
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201510812723.6A
Other languages
English (en)
Inventor
李斌栋
刘建华
胡永柯
陈磊
常婷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nanjing University of Science and Technology
Original Assignee
Nanjing University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nanjing University of Science and Technology filed Critical Nanjing University of Science and Technology
Priority to CN201510812723.6A priority Critical patent/CN105330549A/zh
Publication of CN105330549A publication Critical patent/CN105330549A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C201/00—Preparation of esters of nitric or nitrous acid or of compounds containing nitro or nitroso groups bound to a carbon skeleton
    • C07C201/02—Preparation of esters of nitric acid

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

本发明公开了一种在微通道反应器中制备硝酸异辛酯的方法，以异辛醇、硝硫混酸为原料，不使用任何惰性溶剂及添加剂，将反应原料在微通道反应器中进行反应。本发明利用微反应器超强的换热能力，解决了局部反应过热的问题，避免了使用大规模的冷却系统，降低了能耗；反应后的硝硫混酸经过简单的处理即可重复使用；同时避免了反应中惰性溶剂或者稳定剂等的加入和反应后的分离问题，简化了生产工艺的同时，节约了物料，又进一步降低了分离所带来的能耗问题，制得的硝酸异辛酯产品不需要任何蒸馏等提纯手段处理纯度可达99.0％以上。

Description

一种在微通道反应器中制备硝酸异辛酯的方法
技术领域
本发明涉及一种微通道反应器内合成硝酸异辛酯的方法，属于精细化工领域。
背景技术
硝酸异辛酯主要用做柴油添加剂，用于提高其十六烷值。十六烷值是柴油燃烧时的自燃性指标，其值越大说明柴油的燃烧性能越好，抗爆防震效果越好。硝酸异辛酯在低温条件下可以受热分解产生活性自由基，参与柴油燃烧的氧化分解反应，以这些自由基为中心引发氧化链式反应，使其在较低的温度下发生氧化反应，提高柴油十六烷值，从而使得柴油燃烧的活化能的大大降低，改善其着火性能，保护柴油车发动机，减少发动机故障。
在常规釜式反应器中，过程不易控制，反应热集中，反应过程中浓硫酸被反应生成水稀释放出大量的热，这些热量如果不及时转移掉会使反应器局部反应过热，产生巨大的安全隐患，同时易发生副反应和过反应，硝酸异辛酯的纯度降低，相应的产物的性质不稳定，易燃易爆，局部高温也会导致硝酸的分解从而产生大量的二氧化氮气体，污染环境。
例如专利US2768964(1956年)，公开了一种减压共沸蒸馏出酯和水的方法。然而这种方法仅对低沸点硝酸硝酸酯有较高的产率，对高沸点硝酸酯只有50％左右的收率；
例如CN1814581A公开了一种通过添加二氯甲烷、二氯乙烷、石油溶剂类或轻质石油烃类作为惰性溶剂以减少硝化反应集中放热的方法。CN1023558C公开了一种以混酸作为硝化剂，在略高于常温反应温度下加入尿素或硝铵类等含氮物质作为稳定剂的方法。然而上述两种方法都引入了添加剂，使得硝化反应步骤以及产物的后续分离步骤增加，原料成本上升。
发明内容
本发明的目的在于提供一种在微通道反应器中制备硝酸异辛酯的方法。
实现本发明目的的技术解决方案为：一种在微通道反应器中制备硝酸异辛酯的方法，以异辛醇、硝硫混酸为原料，不使用任何惰性溶剂及添加剂，反应物在微通道反应器中进行反应；其具体步骤为：
(1)配置混酸：在温度低于25℃条件下配制硝硫混酸，其中，硫酸和硝酸的摩尔比为2.0～3.0；
(2)硝化反应：将上述硝硫混酸和异辛醇在微通道反应器内混合反应；
所述方法中，硝硫混酸中，硝酸浓度为60％～80％，硫酸浓度为85％～98％。
所述方法中，硝酸与异辛醇的摩尔比控制在2.0～3.0。
所述方法中，硝硫混酸、异辛醇在进入微通道反应器之前经过预热处理，温度控制在0～50℃。
本发明与现有技术相比，其优点在于：
(1)利用微反应器超强的换热能力，解决了局部反应过热的问题，避免了使用大规模的冷却系统，降低了能耗；
(2)反应后的硝硫混酸经过简单的处理即可重复使用，其反应效果初次配制混酸无异。
(3)避免了反应中惰性溶剂或者稳定剂等的加入和反应后的分离问题，简化了生产工艺的同时，节约了物料，又进一步降低了分离所带来的能耗问题。
(4)在微通道反应器中采用连续流动的方式进行反应，可以通过调节反应物流速和微通道的长度,精确控制它们在微通道反应器中的反应时间。
(5)制得的硝酸异辛酯产品不需要任何蒸馏等提纯手段处理纯度可达99.0％以上。
具体实施方式
下面的实施例可以使本专业技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。
实施例1
第一步，采用质量分数65％的硝酸和质量分数为90％的浓硫酸配制混酸(混酸配制过程中温度控制在20℃以下)，其中硝酸与硫酸的摩尔比为1：3。
第二步，混酸与异辛醇两种流体通过两台高压恒流泵连续输入微通道反应器的两个入口，控制硝酸与异辛醇的摩尔比为2.2：1。
第三步，两股液体在微通道反应器中混合接触并发生反应，在25℃恒温水浴条件下，从反应器的出口处流出进入接收瓶中，收集反应产物。
第四步，将产物转移至分液漏斗静置分层，取上层酯层，先后经水洗、碱洗、水洗至中性，再经无水硫酸镁干燥后得到产物，通过气相色谱检测，硝酸异辛酯的收率99.2％，纯度99.4％。
实施例2
过程同实施例1，仅改变硝酸与异辛醇的摩尔比为2.3:1，在此条件下反应，通过气相色谱检测，硝酸异辛酯的收率99.3％，纯度99.5％。
实施例3
过程同实施例1，仅改变硝酸质量分数为75％，在此条件下反应，通过气相色谱检测，硝酸异辛酯的收率99.1％，纯度99.2％。
实施例4
过程同实施例1，仅改变硝酸质量分数为85％，在此条件下反应，通过气相色谱检测，硝酸异辛酯的收率98.9％，纯度99.2％。
实施例5
过程同实施例1，仅改变硝酸与硫酸的摩尔比为1:2，控制硝酸与异辛醇的摩尔比为2.8:1。在此条件下反应，通过气相色谱检测，硝酸异辛酯的收率98.9％，纯度99.3％。
实施例6
过程同实施例1，仅改变反应温度为5℃，在此条件下反应，通过气相色谱检测，硝酸异辛酯的收率99.5％，纯度99.7％。
实施例7
过程同实施例1，仅改变反应温度为45℃，在此条件下反应，通过气相色谱检测，硝酸异辛酯的收率98.6％，纯度99.0％。
实施例8
过程同实施例1，仅改变反应温度为65℃，在此条件下反应，通过气相色谱检测，硝酸异辛酯的收率98.0％，纯度98.5％。
混酸的循环利用反应性能
重复实施例1的实验过程，收集一定体积的反应产物后，静置分层，取下层酸层用等体积的二氯甲烷萃取，经过重新配制并使用超声波处理后重复实施例1的实验过程，其多次循环利用后反应性能如下表：
反应次数 收率(％) 纯度(％)
1 99.2 99.4
2 99.3 99.6
3 99.2 99.5
4 99.1 99.3
5 99.1 99.4

Claims (4)

1.一种在微通道反应器中制备硝酸异辛酯的方法，其特征在于，其具体步骤为：
(1)配置混酸：在温度低于25℃条件下配制硝硫混酸，其中，硫酸和硝酸的摩尔比为2.0～3.0；
(2)硝化反应：将上述硝硫混酸和异辛醇在微通道反应器内混合反应，即得所述硝酸异辛酯。
2.如权利要求1所述的在微通道反应器中制备硝酸异辛酯的方法，其特征在于，硝硫混酸中，硝酸浓度为60％～80％，硫酸浓度为85％～98％。
3.如权利要求1所述的在微通道反应器中制备硝酸异辛酯的方法，其特征在于，硝酸与异辛醇的摩尔比控制在2.0～3.0。
4.如权利要求1所述的在微通道反应器中制备硝酸异辛酯的方法，其特征在于，硝硫混酸、异辛醇在进入微通道反应器之前经过预热处理，温度控制在0～50℃。
CN201510812723.6A 2015-11-20 2015-11-20 一种在微通道反应器中制备硝酸异辛酯的方法 Pending CN105330549A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510812723.6A CN105330549A (zh) 2015-11-20 2015-11-20 一种在微通道反应器中制备硝酸异辛酯的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510812723.6A CN105330549A (zh) 2015-11-20 2015-11-20 一种在微通道反应器中制备硝酸异辛酯的方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN105330549A true CN105330549A (zh) 2016-02-17

Family

ID=55281345

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510812723.6A Pending CN105330549A (zh) 2015-11-20 2015-11-20 一种在微通道反应器中制备硝酸异辛酯的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105330549A (zh)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108586477A (zh) * 2018-07-03 2018-09-28 鲁南制药集团股份有限公司 一种微通道反应器合成5-单硝酸异山梨酯的方法
CN110437072A (zh) * 2019-08-20 2019-11-12 山东益丰生化环保股份有限公司 一种废酸的处理方法
CN110511144A (zh) * 2019-09-16 2019-11-29 山东益丰生化环保股份有限公司 一种十六烷值改进剂的制备方法
CN110683954A (zh) * 2019-11-26 2020-01-14 山东益丰生化环保股份有限公司 一种废酸回用制备硝酸异辛酯的方法
CN110683953A (zh) * 2019-05-15 2020-01-14 中国科学院大连化学物理研究所 一种在微反应器中连续合成硝酸异辛酯并萃取其中残余酸的方法
CN110803991A (zh) * 2019-12-03 2020-02-18 江西西林科股份有限公司 一种微反应技术合成硝酸异辛酯的方法
CN111559964A (zh) * 2020-05-19 2020-08-21 启东市新晨企业管理咨询有限公司 一种硝酸甘油的绿色制备方法
CN113620807A (zh) * 2021-08-20 2021-11-09 西安近代化学研究所 一种连续合成硝酸异丙酯的微通道反应系统和工艺
CN113713747A (zh) * 2021-09-09 2021-11-30 西安思科赛实业有限公司 一种含卤苯环上的硝化反应微热管反应装置及方法
CN115124426A (zh) * 2022-03-31 2022-09-30 西安万德能源化学股份有限公司 一种环保连续化硝酸异丙酯生产工艺及系统

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101462962A (zh) * 2007-12-19 2009-06-24 中国科学院大连化学物理研究所 一种硝酸异辛酯的合成方法及微通道反应器
CN101698646A (zh) * 2009-11-04 2010-04-28 西安万德化工有限公司 一种硝酸异辛酯的连续生产工艺
US20110034720A1 (en) * 2007-12-20 2011-02-10 Sascha Braune Formation of nitrate esters in microreactors and millireactors using a continuous product extraction in a turbulent flow regime
CN103980125A (zh) * 2014-05-13 2014-08-13 常州大学 硝酸异辛酯的合成方法
CN104557556A (zh) * 2015-01-26 2015-04-29 大连微凯化学有限公司 一种生产硝酸异辛酯的装置及工艺方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101462962A (zh) * 2007-12-19 2009-06-24 中国科学院大连化学物理研究所 一种硝酸异辛酯的合成方法及微通道反应器
US20110034720A1 (en) * 2007-12-20 2011-02-10 Sascha Braune Formation of nitrate esters in microreactors and millireactors using a continuous product extraction in a turbulent flow regime
CN101698646A (zh) * 2009-11-04 2010-04-28 西安万德化工有限公司 一种硝酸异辛酯的连续生产工艺
CN103980125A (zh) * 2014-05-13 2014-08-13 常州大学 硝酸异辛酯的合成方法
CN104557556A (zh) * 2015-01-26 2015-04-29 大连微凯化学有限公司 一种生产硝酸异辛酯的装置及工艺方法

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108586477A (zh) * 2018-07-03 2018-09-28 鲁南制药集团股份有限公司 一种微通道反应器合成5-单硝酸异山梨酯的方法
WO2020006944A1 (zh) * 2018-07-03 2020-01-09 山东新时代药业有限公司 一种微通道反应器合成 5- 单硝酸异山梨酯的方法
CN110683953A (zh) * 2019-05-15 2020-01-14 中国科学院大连化学物理研究所 一种在微反应器中连续合成硝酸异辛酯并萃取其中残余酸的方法
CN110683953B (zh) * 2019-05-15 2021-01-15 中国科学院大连化学物理研究所 一种在微反应器中连续合成硝酸异辛酯并萃取其中残余酸的方法
CN110437072A (zh) * 2019-08-20 2019-11-12 山东益丰生化环保股份有限公司 一种废酸的处理方法
CN110511144A (zh) * 2019-09-16 2019-11-29 山东益丰生化环保股份有限公司 一种十六烷值改进剂的制备方法
CN110683954A (zh) * 2019-11-26 2020-01-14 山东益丰生化环保股份有限公司 一种废酸回用制备硝酸异辛酯的方法
CN110803991A (zh) * 2019-12-03 2020-02-18 江西西林科股份有限公司 一种微反应技术合成硝酸异辛酯的方法
CN111559964A (zh) * 2020-05-19 2020-08-21 启东市新晨企业管理咨询有限公司 一种硝酸甘油的绿色制备方法
CN113620807A (zh) * 2021-08-20 2021-11-09 西安近代化学研究所 一种连续合成硝酸异丙酯的微通道反应系统和工艺
CN113713747A (zh) * 2021-09-09 2021-11-30 西安思科赛实业有限公司 一种含卤苯环上的硝化反应微热管反应装置及方法
CN115124426A (zh) * 2022-03-31 2022-09-30 西安万德能源化学股份有限公司 一种环保连续化硝酸异丙酯生产工艺及系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105330549A (zh) 一种在微通道反应器中制备硝酸异辛酯的方法
CN101462962B (zh) 一种硝酸异辛酯的合成方法及微通道反应器
CN103373925B (zh) 一种亚硝酸甲酯的制备方法
CN101698646B (zh) 一种硝酸异辛酯的连续生产工艺
CN105566120A (zh) 一种合成硝酸异辛酯的方法
US10017457B2 (en) Continuous synthesis of isooctyl nitrate in a flow reactor
CN109467508B (zh) 一种微通道反应器合成二硝基甲苯的方法
CN112225642B (zh) 一种通过微通道反应制备间苯二酚的方法
CN109320423B (zh) 一种微通道反应器合成硝基化合物的方法
CN103911194A (zh) 复合型柴油十六烷值改进剂及其生产工艺
CN109232218B (zh) 一种微反应器内安息香氧化制备苯偶酰的方法
Guo et al. Continuous kilogram-scale process for the synthesis strategy of 1, 3, 5-trimethyl-2-nitrobenzene in microreactor
CN104844462A (zh) 二氨基苯化合物的合成工艺
CN102531827A (zh) 干气直接氯化制备二氯乙烷的方法
CN107033005B (zh) 一种芳香族化合物的硝化方法
CN105418432A (zh) 一种硝酸异辛酯的生产方法
CN107056670B (zh) 一种二叔基过氧化物的制备方法
CN104418752B (zh) 一种在微反应器中催化硝化合成单硝基邻二甲苯的方法
CN115043732A (zh) 一种2,4-二硝基氯苯的制备方法
CN106045860A (zh) 一种新型高效十六烷值改进剂及其制备方法
CN108910846B (zh) 一种利用微通道反应器制备低砷黄磷的方法
CN106831661B (zh) 一种利用微反应装置制备环氧丙烷的方法
CN214514479U (zh) 一种用于硝化反应的微通道反应器系统
EP2352718B1 (en) Method for reducing the formation of by-product dinitrobenzene in the production of mononitrobenzene
CN110437027B (zh) 一种利用微通道反应器制备四溴乙烷的生产工艺

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20160217