CN109678717A - 一种利用微通道反应设备合成丙烯酸高碳酯的方法 - Google Patents
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- C07C67/00—Preparation of carboxylic acid esters
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Abstract
本发明公开了一种利用微通道反应设备合成丙烯酸高碳酯的方法，该方法包括：一、将高碳烷基醇加热融化为液体；二、将对苯二酚和对甲苯磺酸加入到高碳烷基醇液体中进行震荡搅拌得混合液；三、将丙烯酸和对二甲苯加入到混合液中搅匀得原料混液；四、将原料混液输送至微通道反应器中并加热进行反应；五、反应产物依次经减压蒸馏、水洗、中和和干燥得到丙烯酸高碳酯。本发明利用微通道反应器比表面积大、传热传质性能好的特点，使混合液中的各组分快速均匀混合，并进行高效的热交换，从而有效地精确控制反应温度，避免副反应的发生，大大提高了反应速率，同时提高了丙烯酸高碳酯的纯度，降低了后处理工序的难度，实现了连续化生产。
Description
技术领域
本发明属于化学有机合成技术领域，具体涉及一种利用微通道反应设备合成丙烯酸高碳酯的方法。
背景技术
丙烯酸高碳酯是一种优良的高分子单体，可以用来合成目前国内外常用的聚甲基丙烯酸酯类(PMA)降凝剂以增强原油、柴油和润滑油等各种油品的低温流动性能，同时油品的凝点和粘度也得到显著降低。目前制备丙烯酸高碳酯最常用简便的方法是直接酯化法，以浓硫酸催化为主，多属于常规釜式间歇反应，主要存在的问题表现在：收率低；控温不准确，容易产生“飞温”现象，生产过程不安全；设备及自控水平低；生产不连续，生产操作相对麻烦；副反应多，后处理困难，硫酸严重腐蚀设备。
近年来，随着微化工技术的迅速发展，微通道反应装置受到越来越多的关注。微通道反应装置是一种连续的、微型化的管道式反应器，其通道的当量直径一般介于微米与毫米之间，远小于传统的管道式反应器。微型化的特征尺寸能够显著提高反应的转化率和选择性，强化传热与传质性能，促进流体在反应器内更加均匀快速混合同时保证操作安全性。微化工技术依靠其独特的优势成为实现化工过程安全、清洁、高效、节能和可持续等绿色生产的重要手段，它的开发与应用对整个化学化工领域意义重大。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供了一种利用微通道反应设备合成丙烯酸高碳酯的方法。本发明利用微通道反应器具有较大的比表面积，传热传质性能均较好的特点，使混合液中的各组分在微通道反应器内均匀快速混合，并进行高效的热交换，从而有效地精确控制反应温度，避免副反应的发生，大大提高了反应速率，同时提高了丙烯酸高碳酯的纯度，降低了后处理工序的难度，实现了连续化生产。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种利用微通道反应设备合成丙烯酸高碳酯的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、将高碳烷基醇置于水浴条件下加热融化为液体，然后转入原料罐中；所述水浴条件的温度为70℃～75℃；
步骤二、将对苯二酚和对甲苯磺酸加入到步骤一中的盛有高碳烷基醇液体的原料罐中，然后将原料罐置于超声波震荡器进行震荡搅拌，使固体颗粒完全溶解，得到混合液；
步骤三、将丙烯酸和对二甲苯加入到步骤二中得到的混合液中，然后搅拌均匀，得到原料混液；
步骤四、开启微通道反应器，设置高温循环器的温度，通过加热器对微通道反应器进行加热，然后通过溶剂输送泵将步骤三中的原料混液输送至微通道反应器中进行反应，反应得到的产物经管道流入产物收集罐中；
步骤五、将步骤四中得到的产物进行减压蒸馏除去对二甲苯，得到的粗产物依次经一次水洗、碳酸钠溶液中和、及二次水洗至中性，再经干燥得到丙烯酸高碳酯。
本发明将原料高碳烷基醇、丙烯酸、阻聚剂对苯二酚、催化剂对甲苯磺酸、溶剂对二甲苯混合均匀后得到混合液，送入微通道反应器中合成得到丙烯酸高碳酯，由于微通道反应器具有较大的比表面积，传热传质性能均较好，混合液中的各组分在微通道反应器内均匀快速混合，并与微通道反应器壁面进行高效的热交换，从而有效地精确控制反应温度，混合液中的反应物在微通道反应器中的温度会集中于理想的反应温度附近迅速进行反应，可有效避免反应物局部过热、传热不均匀等热效应问题，从而避免副反应的发生，有利于目标产物丙烯酸高碳酯的合成，大大提高了反应速率，同时提高了丙烯酸高碳酯的纯度，降低了后处理工序的难度，反应得到的产物经管道转移至产物收集罐中，同时原料混液通过溶剂输送泵继续进入微通道反应器中进行反应，从而实现了连续化生产。
上述的一种利用微通道反应设备合成丙烯酸高碳酯的方法，其特征在于，步骤一中所述高碳烷基醇为市售分析纯试剂。采用分析纯试剂级别的高碳烷基醇作为反应的原料有利于减少混合液中的杂质含量，提高产物丙烯酸高碳酯的纯度。
上述的一种利用微通道反应设备合成丙烯酸高碳酯的方法，其特征在于，步骤三中所述搅拌的时间为1min～2min。通过搅拌1min～2min促进混合液中各组分与丙烯酸、对二甲苯的混合均匀，形成成分均匀的原料混液，有利于后续反应的顺利进行。
上述的一种利用微通道反应设备合成丙烯酸高碳酯的方法，其特征在于，步骤三中所述原料混液中高碳烷基醇和丙烯酸的总质量、对苯二酚的质量与对甲苯磺酸的质量之比为1:(0.006～0.008):(0.008～0.010)。本发明的原料混液中高碳烷基醇和丙烯酸为原料，对苯二酚为阻聚剂，对甲苯磺酸为催化剂，在上述优选的原料、阻聚剂和催化剂的质量比的条件下，原料反应过程中聚合的几率较小，从而提高了目标产物丙烯酸高碳酯的收率，同时避免加入过多的阻聚剂和催化剂，减少了资源的浪费。
上述的一种利用微通道反应设备合成丙烯酸高碳酯的方法，其特征在于，步骤三中所述原料混液中高碳烷基醇与丙烯酸的摩尔比为1：(1.1～1.2)。高碳烷基醇与丙烯酸发生酯化反应时两者的理论摩尔比是1:1，而优选采用1：(1.1～1.2)的摩尔比，选择丙烯酸稍加过量，一方面使酯化反应平衡向右移动，避免选用过量高碳烷基醇在反应温度降低时凝固堵塞微通道反应器中的小孔径管道，给后续操作造成不便，另一方面提高了丙烯酸高碳酯的收率，避免了原料资源的浪费，且同时减少了丙烯酸的聚合，有利于酯化反应的进行。
上述的一种利用微通道反应设备合成丙烯酸高碳酯的方法，其特征在于，步骤三中所述原料混液中高碳烷基醇与对二甲苯的质量比为1：(0.7～0.8)。本发明的合成丙烯酸高碳酯的反应中，对二甲苯在反应体系中起到溶剂的作用，溶解高碳烷基醇形成稳定的反应体系，上述优选高碳烷基醇与对二甲苯的质量比条件既保证了高碳烷基醇不会因温度变低而析出，又避免了对二甲苯加入量过多导致后续工艺中丙烯酸高碳酯的分离纯化难度过大。
上述的一种利用微通道反应设备合成丙烯酸高碳酯的方法，其特征在于，步骤二中所述震荡搅拌的温度为40℃～50℃，时间为5min～8min。上述优选的震荡搅拌条件加速了对苯二酚、对甲苯磺酸在高碳烷基醇液体中充分完全溶解，得到各组分均匀的混合液。
上述的一种利用微通道反应设备合成丙烯酸高碳酯的方法，其特征在于，步骤四中所述高温循环器的设置温度为150℃～160℃。高碳烷基醇与丙烯酸反应合成丙烯酸高碳酯的最佳酯化合成的温度为120～140℃，考虑微通道反应设备中的热损失，将高温循环器的温度设置为150℃～160℃，确保了酯化合成的顺利进行。
上述的一种利用微通道反应设备合成丙烯酸高碳酯的方法，其特征在于，步骤四中所述溶剂输送泵对原料混液的输送速率为0.3mL/min～0.5mL/min。上述输送速率保证了原料混液在微通道反应器中停留足够长的时间，充分进行酯化反应，提高了反应物的转化率，同时最大限度地提高了单位时间内丙烯酸高碳酯的生成量。
上述的一种利用微通道反应设备合成丙烯酸高碳酯的方法，其特征在于，步骤四中所述微通道反应器的材质为钛。选用耐腐蚀能力强的钛材作为微通道反应器中原料混液接触用部件，能适应各种不同工况下的化学反应过程，具有较高的操作弹性及工艺兼容性，扩大了本发明方法的适用范围。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明利用微通道反应设备中的微通道反应器具有较大的比表面积，传热传质性能均较好的特点，使混合液中的各组分在微通道反应器内均匀快速混合，并与微通道反应器壁面进行高效的热交换，从而有效地精确控制反应温度，有效避免反应物局部过热、传热不均匀等热效应问题，从而避免副反应的发生，有利于目标产物丙烯酸高碳酯的合成，大大提高了反应速率，同时提高了丙烯酸高碳酯的纯度，降低了后处理工序的难度，实现了连续化生产。
2、本发明的微通道反应设备中的上层加热块、下层加热块与高温循环器连通形成闭合回路，上层加热块和下层加热块中导热油油槽内的导热油加热后在高温循环器的作用下通过闭合回路循环，从而在微通道反应器的周围形成均匀的加热场，进一步提高了微通道反应器内反应温度的精确性，有利于丙烯酸高碳酯的合成。
3、本发明的方法合成的丙烯酸高碳酯的收率高，且反应产物后续分离提纯工艺简化，生产过程能耗低，节省了成本，节能环保绿色高效。
4、本发明选用耐腐蚀能力强的钛材作为微通道反应器中原料混液接触用部件材料，能适应各种不同工况下的化学反应过程，具有较高的操作弹性及工艺兼容性，扩大了本发明方法的适用范围。
5、本发明采用微通道反应设备的合成方法工艺简单，易于直接工业放大，可通过更换反应原料适用于其他丙烯酸高碳酯如丙烯酸十二酯、丙烯酸十四酯、丙烯酸十六酯和丙烯酸十八酯等的合成，具有巨大的推广价值。
下面通过附图和实施例对本发明的技术方案作进一步的详细描述。
附图说明
图1是本发明采用的微通道反应设备的结构示意图。
附图标记说明:
1—原料罐； 2—溶剂输送泵； 3-1—上层加热块；
3-2—微通道反应器； 3-3—下层加热块； 4—产物收集罐；
5—高温循环器。
具体实施方式
如图1所示，本发明采用的微通道反应设备包括微通道反应器3-2和分别设置在微通道反应器3-2上方和下方的上层加热块3-1和下层加热块3-3，所述微通道反应器3-2的进料口通过溶剂输送泵2与原料罐1连接，所述微通道反应器3-2的出料口通过管道与产物收集罐5连接，所述上层加热块3-1的入口通过管道与高温循环器5连通，所述上层加热块3-1的出口通过管道与下层加热块3-3的入口连通，所述下层加热块3-3的出口通过管道与高温循环器5连通，所述上层加热块3-1、下层加热块3-3与高温循环器5连通形成闭合回路，所述上层加热块3-1和下层加热块3-3中均设置有导热油油槽。
实施例1
本实施例的方法包括以下步骤：
步骤一、将25g十二醇置于水浴条件下加热融化为液体，然后转入原料罐1中；所述十二醇为市售分析纯试剂；所述水浴条件的温度为70℃；
步骤二、将0.214g对苯二酚和0.285g对甲苯磺酸加入到步骤一中的盛有十二醇液体的原料罐1中，然后将原料罐1置于超声波震荡器中在温度为40℃的条件下进行震荡搅拌5min，使固体颗粒完全溶解，得到混合液；
步骤三、将10.64g丙烯酸和20g对二甲苯加入到步骤二中得到的混合液中，然后搅拌均匀2min，得到原料混液；
步骤四、开启微通道反应器3-2，设置高温循环器5的温度为150℃，通过上层加热块3-1和下层加热块3-3对微通道反应器3-2进行加热，然后通过溶剂输送泵2将步骤三中的原料混液以0.3mL/min的流速输送至微通道反应器3-2中进行反应，反应得到的产物经管道流入产物收集罐5中；
步骤五、将步骤四中得到的产物进行减压蒸馏除去对二甲苯，得到的粗产物依次经一次水洗、碳酸钠溶液中和、及二次水洗至中性，再经干燥得到丙烯酸十二酯。
经高效液相色谱分析可知，本实施例中十二醇的转化率为91％。
实施例2
本实施例的方法包括以下步骤：
步骤一、将25g十二醇置于水浴条件下加热融化为液体，然后转入原料罐1中；所述十二醇为市售分析纯试剂；所述水浴条件的温度为75℃；
步骤二、将0.293g对苯二酚和0.366g对甲苯磺酸加入到步骤一中的盛有十二醇液体的原料罐1中，然后将原料罐1置于超声波震荡器中在温度为50℃的条件下进行震荡搅拌8min，使固体颗粒完全溶解，得到混合液；
步骤三、将11.60g丙烯酸和17.5g对二甲苯加入到步骤二中得到的混合液中，然后搅拌均匀2min，得到原料混液；
步骤四、开启微通道反应器3-2，设置高温循环器5的温度为160℃，通过上层加热块3-1和下层加热块3-3对微通道反应器3-2进行加热，然后通过溶剂输送泵2将步骤三中的原料混液以0.5mL/min的流速输送至微通道反应器3-2中进行反应，反应得到的产物经管道流入产物收集罐5中；
步骤五、将步骤四中得到的产物进行减压蒸馏除去对二甲苯，得到的粗产物依次经一次水洗、碳酸钠溶液中和、及二次水洗至中性，再经干燥得到丙烯酸十二酯。
经高效液相色谱分析可知，本实施例中十二醇的转化率为92.5％。
实施例3
本实施例的方法包括以下步骤：
步骤一、将25g十二醇置于水浴条件下加热融化为液体，然后转入原料罐1中；所述十二醇为市售分析纯试剂；所述水浴条件的温度为73℃；
步骤二、将0.253g对苯二酚和0.325g对甲苯磺酸加入到步骤一中的盛有十二醇液体的原料罐1中，然后将原料罐1置于超声波震荡器中在温度为45℃的条件下进行震荡搅拌6min，使固体颗粒完全溶解，得到混合液；
步骤三、将11.12g丙烯酸和18.75g对二甲苯加入到步骤二中得到的混合液中，然后搅拌均匀1.5min，得到原料混液；
步骤四、开启微通道反应器3-2，设置高温循环器5的温度为155℃，通过上层加热块3-1和下层加热块3-3对微通道反应器3-2进行加热，然后通过溶剂输送泵2将步骤三中的原料混液以0.4mL/min的流速输送至微通道反应器3-2中进行反应，反应得到的产物经管道流入产物收集罐5中；
步骤五、将步骤四中得到的产物进行减压蒸馏除去对二甲苯，得到的粗产物依次经一次水洗、碳酸钠溶液中和、及二次水洗至中性，再经干燥得到丙烯酸十二酯。
经高效液相色谱分析可知，本实施例中十二醇的转化率为94％。
实施例4
本实施例的方法包括以下步骤：
步骤一、将25g十四醇置于水浴条件下加热融化为液体，然后转入原料罐1中；所述十四醇为市售分析纯试剂；所述水浴条件的温度为70℃；
步骤二、将0.205g对苯二酚和0.274g对甲苯磺酸加入到步骤一中的盛有十四醇液体的原料罐1中，然后将原料罐1置于超声波震荡器中在温度为40℃的条件下进行震荡搅拌5min，使固体颗粒完全溶解，得到混合液；
步骤三、将9.24g丙烯酸和20g对二甲苯加入到步骤二中得到的混合液中，然后搅拌均匀2min，得到原料混液；
步骤四、开启微通道反应器3-2，设置高温循环器5的温度为150℃，通过上层加热块3-1和下层加热块3-3对微通道反应器3-2进行加热，然后通过溶剂输送泵2将步骤三中的原料混液以0.3mL/min的流速输送至微通道反应器3-2中进行反应，反应得到的产物经管道流入产物收集罐5中；
步骤五、将步骤四中得到的产物进行减压蒸馏除去对二甲苯，得到的粗产物依次经一次水洗、碳酸钠溶液中和、及二次水洗至中性，再经干燥得到丙烯酸十四酯。
经高效液相色谱分析可知，本实施例中十四醇的转化率为95％。
实施例5
本实施例的方法包括以下步骤：
步骤一、将25g十四醇置于水浴条件下加热融化为液体，然后转入原料罐1中；所述高碳烷基醇为市售分析纯试剂；所述水浴条件的温度为75℃；
步骤二、将0.281g对苯二酚和0.351g对甲苯磺酸加入到步骤一中的盛有十四醇液体的原料罐1中，然后将原料罐1置于超声波震荡器中在温度为50℃的条件下进行震荡搅拌8min，使固体颗粒完全溶解，得到混合液；
步骤三、将10.08g丙烯酸和17.5g对二甲苯加入到步骤二中得到的混合液中，然后搅拌均匀2min，得到原料混液；
步骤四、开启微通道反应器3-2，设置高温循环器5的温度为160℃，通过上层加热块3-1和下层加热块3-3对微通道反应器3-2进行加热，然后通过溶剂输送泵2将步骤三中的原料混液以0.5mL/min的流速输送至微通道反应器3-2中进行反应，反应得到的产物经管道流入产物收集罐5中；
步骤五、将步骤四中得到的产物进行减压蒸馏除去对二甲苯，得到的粗产物依次经一次水洗、碳酸钠溶液中和、及二次水洗至中性，再经干燥得到丙烯酸十四酯。
经高效液相色谱分析可知，本实施例中十四醇的转化率为93.5％。
实施例6
本实施例的方法包括以下步骤：
步骤一、将25g十四醇置于水浴条件下加热融化为液体，然后转入原料罐1中；所述十四醇为市售分析纯试剂；所述水浴条件的温度为73℃；
步骤二、将0.243g对苯二酚和0.312g对甲苯磺酸加入到步骤一中的盛有十四醇液体的原料罐1中，然后将原料罐1置于超声波震荡器中在温度为45℃的条件下进行震荡搅拌6min，使固体颗粒完全溶解，得到混合液；
步骤三、将9.66g丙烯酸和18.75g对二甲苯加入到步骤二中得到的混合液中，然后搅拌均匀1.5min，得到原料混液；
步骤四、开启微通道反应器3-2，设置高温循环器5的温度为155℃，通过上层加热块3-1和下层加热块3-3对微通道反应器3-2进行加热，然后通过溶剂输送泵2将步骤三中的原料混液以0.4mL/min的流速输送至微通道反应器3-2中进行反应，反应得到的产物经管道流入产物收集罐5中；
步骤五、将步骤四中得到的产物进行减压蒸馏除去对二甲苯，得到的粗产物依次经一次水洗、碳酸钠溶液中和、及二次水洗至中性，再经干燥得到丙烯酸十四酯。
经高效液相色谱分析可知，本实施例中十四醇的转化率为94％。
实施例7
本实施例的方法包括以下步骤：
步骤一、将25g十六醇置于水浴条件下加热融化为液体，然后转入原料罐1中；所述十六醇为市售分析纯试剂；所述水浴条件的温度为70℃；
步骤二、将0.199g对苯二酚和0.265g对甲苯磺酸加入到步骤一中的盛有十六醇液体的原料罐1中，然后将原料罐1置于超声波震荡器中在温度为40℃的条件下进行震荡搅拌6min，使固体颗粒完全溶解，得到混合液；
步骤三、将8.17g丙烯酸和20g对二甲苯加入到步骤二中得到的混合液中，然后搅拌均匀1min，得到原料混液；
步骤四、开启微通道反应器3-2，设置高温循环器5的温度为150℃，通过上层加热块3-1和下层加热块3-3对微通道反应器3-2进行加热，然后通过溶剂输送泵2将步骤三中的原料混液以0.3mL/min的流速输送至微通道反应器3-2中进行反应，反应得到的产物经管道流入产物收集罐5中；
步骤五、将步骤四中得到的产物进行减压蒸馏除去对二甲苯，得到的粗产物依次经一次水洗、碳酸钠溶液中和、及二次水洗至中性，再经干燥得到丙烯酸十六酯。
经高效液相色谱分析可知，本实施例中十六醇的转化率为91％。
实施例8
本实施例的方法包括以下步骤：
步骤一、将25g十六醇置于水浴条件下加热融化为液体，然后转入原料罐1中；所述十六醇为市售分析纯试剂；所述水浴条件的温度为75℃；
步骤二、将0.271g对苯二酚和0.339g对甲苯磺酸加入到步骤一中的盛有十六醇液体的原料罐1中，然后将原料罐1置于超声波震荡器中在温度为50℃的条件下进行震荡搅拌8min，使固体颗粒完全溶解，得到混合液；
步骤三、将8.92g丙烯酸和17.5g对二甲苯加入到步骤二中得到的混合液中，然后搅拌均匀2min，得到原料混液；
步骤四、开启微通道反应器3-2，设置高温循环器5的温度为160℃，通过上层加热块3-1和下层加热块3-3对微通道反应器3-2进行加热，然后通过溶剂输送泵2将步骤三中的原料混液以0.5mL/min的流速输送至微通道反应器3-2中进行反应，反应得到的产物经管道流入产物收集罐5中；
步骤五、将步骤四中得到的产物进行减压蒸馏除去对二甲苯，得到的粗产物依次经一次水洗、碳酸钠溶液中和、及二次水洗至中性，再经干燥得到丙烯酸十六酯。
经高效液相色谱分析可知，本实施例中十六醇的转化率为90.7％。
实施例9
本实施例的方法包括以下步骤：
步骤一、将25g十六醇置于水浴条件下加热融化为液体，然后转入原料罐1中；所述十六醇为市售分析纯试剂；所述水浴条件的温度为73℃；
步骤二、将0.235g对苯二酚和0.302g对甲苯磺酸加入到步骤一中的盛有十六醇液体的原料罐1中，然后将原料罐1置于超声波震荡器中在温度为45℃的条件下进行震荡搅拌6min，使固体颗粒完全溶解，得到混合液；
步骤三、将8.55g丙烯酸和18.75g对二甲苯加入到步骤二中得到的混合液中，然后搅拌均匀2min，得到原料混液；
步骤四、开启微通道反应器3-2，设置高温循环器5的温度为155℃，通过上层加热块3-1和下层加热块3-3对微通道反应器3-2进行加热，然后通过溶剂输送泵2将步骤三中的原料混液以0.4mL/min的流速输送至微通道反应器3-2中进行反应，反应得到的产物经管道流入产物收集罐5中；
步骤五、将步骤四中得到的产物进行减压蒸馏除去对二甲苯，得到的粗产物依次经一次水洗、碳酸钠溶液中和、及二次水洗至中性，再经干燥得到丙烯酸十六酯。
经高效液相色谱分析可知，本实施例中十六醇的转化率为93.2％。
实施例10
本实施例的方法包括以下步骤：
步骤一、将25g十八醇置于水浴条件下加热融化为液体，然后转入原料罐1中；所述十八醇为市售分析纯试剂；所述水浴条件的温度为70℃；
步骤二、将0.194g对苯二酚和0.259g对甲苯磺酸加入到步骤一中的盛有十八醇液体的原料罐1中，然后将原料罐1置于超声波震荡器中在温度为40℃的条件下进行震荡搅拌5min，使固体颗粒完全溶解，得到混合液；
步骤三、将7.33g丙烯酸和20g对二甲苯加入到步骤二中得到的混合液中，然后搅拌均匀1min，得到原料混液；
步骤四、开启微通道反应器3-2，设置高温循环器5的温度为150℃，通过上层加热块3-1和下层加热块3-3对微通道反应器3-2进行加热，然后通过溶剂输送泵2将步骤三中的原料混液以0.3mL/min的流速输送至微通道反应器3-2中进行反应，反应得到的产物经管道流入产物收集罐5中；
步骤五、将步骤四中得到的产物进行减压蒸馏除去对二甲苯，得到的粗产物依次经一次水洗、碳酸钠溶液中和、及二次水洗至中性，再经干燥得到丙烯酸十八酯。
经高效液相色谱分析可知，本实施例中十八醇的转化率为85％。
实施例11
本实施例的方法包括以下步骤：
步骤一、将25g十八醇置于水浴条件下加热融化为液体，然后转入原料罐1中；所述十八醇为市售分析纯试剂；所述水浴条件的温度为75℃；
步骤二、将0.264g对苯二酚和0.330g对甲苯磺酸加入到步骤一中的盛有十八醇液体的原料罐1中，然后将原料罐1置于超声波震荡器中在温度为50℃的条件下进行震荡搅拌8min，使固体颗粒完全溶解，得到混合液；
步骤三、将7.99g丙烯酸和17.5g对二甲苯加入到步骤二中得到的混合液中，然后搅拌均匀2min，得到原料混液；
步骤四、开启微通道反应器3-2，设置高温循环器5的温度为160℃，通过上层加热块3-1和下层加热块3-3对微通道反应器3-2进行加热，然后通过溶剂输送泵2将步骤三中的原料混液以0.5mL/min的流速输送至微通道反应器3-2中进行反应，反应得到的产物经管道流入产物收集罐5中；
步骤五、将步骤四中得到的产物进行减压蒸馏除去对二甲苯，得到的粗产物依次经一次水洗、碳酸钠溶液中和、及二次水洗至中性，再经干燥得到丙烯酸十八酯。
经高效液相色谱分析可知，本实施例中十八醇的转化率为83.5％。
实施例12
本实施例的方法包括以下步骤：
步骤一、将25g十八醇置于水浴条件下加热融化为液体，然后转入原料罐1中；所述十八醇为市售分析纯试剂；所述水浴条件的温度为73℃；
步骤二、将0.229g对苯二酚和0.294g对甲苯磺酸加入到步骤一中的盛有十八醇液体的原料罐1中，然后将原料罐1置于超声波震荡器中在温度为45℃的条件下进行震荡搅拌6min，使固体颗粒完全溶解，得到混合液；
步骤三、将7.66g丙烯酸和18.75g对二甲苯加入到步骤二中得到的混合液中，然后搅拌均匀1.5min，得到原料混液；
步骤四、开启微通道反应器3-2，设置高温循环器5的温度为155℃，通过上层加热块3-1和下层加热块3-3对微通道反应器3-2进行加热，然后通过溶剂输送泵2将步骤三中的原料混液以0.4mL/min的流速输送至微通道反应器3-2中进行反应，反应得到的产物经管道流入产物收集罐5中；
步骤五、将步骤四中得到的产物进行减压蒸馏除去对二甲苯，得到的粗产物依次经一次水洗、碳酸钠溶液中和、及二次水洗至中性，再经干燥得到丙烯酸十八酯。
经高效液相色谱分析可知，本实施例中十八醇的转化率为84％。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制。凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
Claims (10)
1.一种利用微通道反应设备合成丙烯酸高碳酯的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、将高碳烷基醇置于水浴条件下加热融化为液体，然后转入原料罐(1)中；所述水浴条件的温度为70℃～75℃；
步骤二、将对苯二酚和对甲苯磺酸加入到步骤一中的盛有高碳烷基醇液体的原料罐(1)中，然后将原料罐(1)置于超声波震荡器进行震荡搅拌，使固体颗粒完全溶解，得到混合液；
步骤三、将丙烯酸和对二甲苯加入到步骤二中得到的混合液中，然后搅拌均匀，得到原料混液；
步骤四、开启微通道反应器(3-2)，设置高温循环器(5)的温度，通过上层加热块(3-1)和下层加热块(3-3)对微通道反应器(3-2)进行加热，然后通过溶剂输送泵(2)将步骤三中的原料混液输送至微通道反应器(3-2)中进行反应，反应得到的产物经管道流入产物收集罐(4)中；
步骤五、将步骤四中得到的产物进行减压蒸馏除去对二甲苯，得到的粗产物依次经一次水洗、碳酸钠溶液中和、及二次水洗至中性，再经干燥得到丙烯酸高碳酯。
2.根据权利要求1所述的一种利用微通道反应设备合成丙烯酸高碳酯的方法，其特征在于，步骤一中所述高碳烷基醇为市售分析纯试剂。
3.根据权利要求1所述的一种利用微通道反应设备合成丙烯酸高碳酯的方法，其特征在于，步骤三中所述搅拌的时间为1min～2min。
4.根据权利要求1所述的一种利用微通道反应设备合成丙烯酸高碳酯的方法，其特征在于，步骤三中所述原料混液中高碳烷基醇和丙烯酸的总质量、对苯二酚的质量与对甲苯磺酸的质量之比为1:(0.006～0.008):(0.008～0.010)。
5.根据权利要求1所述的一种利用微通道反应设备合成丙烯酸高碳酯的方法，其特征在于，步骤三中所述原料混液中高碳烷基醇与丙烯酸的摩尔比为1：(1.1～1.2)。
6.根据权利要求1所述的一种利用微通道反应设备合成丙烯酸高碳酯的方法，其特征在于，步骤三中所述原料混液中高碳烷基醇与对二甲苯的质量比为1：(0.7～0.8)。
7.根据权利要求1所述的一种利用微通道反应设备合成丙烯酸高碳酯的方法，其特征在于，步骤二中所述震荡搅拌的温度为40℃～50℃，时间为5min～8min。
8.根据权利要求1所述的一种利用微通道反应设备合成丙烯酸高碳酯的方法，其特征在于，步骤四中所述高温循环器(5)的设置温度为150℃～160℃。
9.根据权利要求1所述的一种利用微通道反应设备合成丙烯酸高碳酯的方法，其特征在于，步骤四中所述溶剂输送泵(2)对原料混液的输送速率为0.3mL/min～0.5mL/min。
10.根据权利要求1所述的一种利用微通道反应设备合成丙烯酸高碳酯的方法，其特征在于，步骤四中所述微通道反应器(3-2)的材质为钛。
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