CN110283107A - 一种新颖的3-巯基丙腈联产硫代二丙腈的低成本绿色生产工艺 - Google Patents
一种新颖的3-巯基丙腈联产硫代二丙腈的低成本绿色生产工艺 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种新颖的3‑巯基丙腈联产硫代二丙腈的低成本绿色生产工艺,具体步骤如下:S1:将硫氢化钠溶液加入到四口反应烧瓶中,开动搅拌升温至30‑35℃;S2:将S1中反应液导入到分液漏斗中静置、分层;S3:将S2中的水层倒入到反应烧瓶中,搅拌情况下逐渐冷却到8℃以下;S4:将S3中获得的反应体系导入分液漏斗中静置、分层;S5:将S2中获得的硫代二丙腈油相倒入反应瓶中;S6:将S4中放出的水相进行萃取,采用甲苯与乙酸正丁酯混合溶剂对S4中放出的水相进行一次萃取;S7:将S6中的水相和S5中的水洗液进行合并。合理利用硫氢化钠和丙烯腈的反应特点及反应产物特性,进行3‑巯基丙腈和硫代二丙腈的联产,提高了丙烯腈的利用效率,降低了生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及3-巯基丙腈领域,具体为一种新颖的3-巯基丙腈联产硫代二丙腈的低成本绿色生产工艺。
背景技术
3-巯基丙腈是一种无色透明液体,有强烈的硫化物气味,其别名有2-氰基乙硫醇、1-氰基-2-乙硫醇等。巯基丙腈可作为生成3-巯基丙酸及其衍生物(一类重要的高分子合成链转移剂、塑料抗氧化剂和稳定剂)的重要原料,也可以用作生产3-甲巯基丙腈及丙腈硫醚类化合物,还可以作为3-巯基1-丙胺和3-巯基丙酰胺的生产原料,是一种重要的有机合成原料。硫代二丙腈其别名有3,3-硫代二丙腈,其温度较低时容易形成白色结晶,工业上主要用作生产硫代二丙酸及硫代二丙酸酯,其是一种重要的高分子材料助剂,通常与酚类抗氧剂并用,可作为聚丙烯橡胶、非污染性橡胶的防老剂,聚氯乙烯醚的热稳定剂,以及食用油、润滑油的抗氧化剂。
通过文献检索,关于3-巯基丙腈的生产工艺研究较少。从现有的相关文献和实际生产情况来看,主要是作为3-巯基丙酸生产过程中的中间产物。如国外专利US20180179154A1报道,通过丙烯腈与硫氢化钠进行Michael加成反应获得3-巯基丙腈。为了提高丙烯腈的转化率,一般采用硫氢化钠过量的办法,这样在生产和后续处理过程中会产生较多硫化氢气体,给生产和回收带来较大困难。同时,根据目前的报道,其最佳转化率只能达到将近87%,没有转化的丙烯腈给生产成本和废水处理带来较大压力。另外,国内专利CN1793117、CN 105218421A公开了在制备3-巯基丙酸过程中,将氢氧化钠水溶液、硫氢化钠、多硫化钠或硫磺体系,与丙烯腈反应制备巯基丙腈。反应成分复杂,产生大量的碱和酸消耗,反应产物中除了3-巯基丙腈外,还含有较多二硫代二丙腈和硫代二丙腈,给后续处理带来较大困难。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新颖的3-巯基丙腈联产硫代二丙腈的低成本绿色生产工艺,该新颖的3-巯基丙腈联产硫代二丙腈的低成本绿色生产工艺具体步骤如下:
S1:将硫氢化钠溶液加入到四口反应烧瓶中,开动搅拌升温至30-35℃,停止加入,往体系中逐渐加入等摩尔的丙烯腈,期间控制反应体系温度在30-40℃,滴加完毕后,升温至40-45℃,保温搅拌反应3-9hr,停止反应;
S2:将S1中反应液导入到分液漏斗中静置、分层,观察到分层稳定后,将下层水相放出后,回收上层硫代二丙腈油相,待用;
S3:将S2中的水层倒入到反应烧瓶中,搅拌情况下逐渐冷却到8℃以下,然后加入浓盐酸调节体系pH值至1-4,期间注意控制体系温度不超过10℃,在此状态下再继续搅拌15min;
S4:将S3中获得的反应体系导入分液漏斗中静置、分层,观察到油水相分层稳定后,将下层水相放出待处理,回收上层3-巯基丙腈油相;
S5:将S2中获得的硫代二丙腈油相倒入反应瓶中,加入等质量的蒸馏水进行水洗,水洗液待用,将水洗后的硫代二丙腈冷却至12℃,搅拌保温20min-1hr,过滤出固体,65-75℃下真空干燥获得白色的硫代二丙腈产品;
S6:将S4中放出的水相进行萃取,采用甲苯与乙酸正丁酯混合溶剂对S4中放出的水相进行一次萃取,水相待用,将获得的有机层和S4中回收的3-巯基丙腈油相合并,先进行常压蒸馏回收溶剂,然后于15mm Hg的真空条件下进行减压蒸馏,收集72-78℃馏分,获得无色的巯基丙腈产品;
S7:将S6中的水相和S5中的水洗液进行合并,蒸馏、结晶获得工业用白色氯化钠固体。
优选的,S1中硫氢化钠溶液浓度不低于31%,采用工业硫氢化钠液体或通过固体硫氢化钠进行溶解配置。
优选的,S2中浓盐酸的浓度大于30%。
优选的,所述S6中甲苯与乙酸正丁酯混合溶剂的比例在1:5到4:1间。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
1、合理利用硫氢化钠和丙烯腈的反应特点及反应产物特性,进行3-巯基丙腈和硫代二丙腈的联产,提高了丙烯腈的利用效率,降低了生产成本,实现了低消耗的节能型经济生产。
2、在本工艺中,减少了硫氢化钠消耗,硫氢化钠和丙烯腈采用等摩尔配比,降低了生产过程中有毒硫化氢气体的排放量和盐酸消耗,同时产生的废水体系中含盐成分较为单一(氯化钠),易进行处理而回收利用,符合低排放的生态循环绿色经济发展要求。
3、采用极性较强的乙酸正丁酯和工业上常用的甲苯混合液为萃取剂,缩短了萃取工艺,萃取效率提高。
4、本发明在实际运行中操作安全性高,易于实现。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合具体实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
实施例1
一种新颖的3-巯基丙腈联产硫代二丙腈的低成本绿色生产工艺,该新颖的3-巯基丙腈联产硫代二丙腈的低成本绿色生产工艺具体步骤如下:
S1:将硫氢化钠溶液加入到四口反应烧瓶中,开动搅拌升温至30℃,停止加入,往体系中逐渐加入等摩尔的丙烯腈,期间控制反应体系温度在30℃,滴加完毕后,升温至40℃,保温搅拌反应3hr,停止反应;
S2:将S1中反应液导入到分液漏斗中静置、分层,观察到分层稳定后,将下层水相放出后,回收上层硫代二丙腈油相,待用;
S3:将S2中的水层倒入到反应烧瓶中,搅拌情况下逐渐冷却到8℃以下,然后加入浓盐酸调节体系pH值至1,期间注意控制体系温度不超过10℃,在此状态下再继续搅拌15min;
S4:将S3中获得的反应体系导入分液漏斗中静置、分层,观察到油水相分层稳定后,将下层水相放出待处理,回收上层3-巯基丙腈油相;
S5:将S2中获得的硫代二丙腈油相倒入反应瓶中,加入等质量的蒸馏水进行水洗,水洗液待用,将水洗后的硫代二丙腈冷却至12℃,搅拌保温20min,过滤出固体,65℃下真空干燥获得白色的硫代二丙腈产品;
S6:将S4中放出的水相进行萃取,采用甲苯与乙酸正丁酯混合溶剂对S4中放出的水相进行一次萃取,水相待用,将获得的有机层和S4中回收的3-巯基丙腈油相合并,先进行常压蒸馏回收溶剂,然后于15mm Hg的真空条件下进行减压蒸馏,收集72℃馏分,获得无色的巯基丙腈产品;
S7:将S6中的水相和S5中的水洗液进行合并,蒸馏、结晶获得工业用白色氯化钠固体。
S1中硫氢化钠溶液浓度不低于31%,采用工业硫氢化钠液体或通过固体硫氢化钠进行溶解配置。S2中浓盐酸的浓度大于30%。所述S6中甲苯与乙酸正丁酯混合溶剂的比例在1:5。
实施例2
一种新颖的3-巯基丙腈联产硫代二丙腈的低成本绿色生产工艺,该新颖的3-巯基丙腈联产硫代二丙腈的低成本绿色生产工艺具体步骤如下:
S1:将硫氢化钠溶液加入到四口反应烧瓶中,开动搅拌升温至33℃,停止加入,往体系中逐渐加入等摩尔的丙烯腈,期间控制反应体系温度在35℃,滴加完毕后,升温至43℃,保温搅拌反应6hr,停止反应;
S2:将S1中反应液导入到分液漏斗中静置、分层,观察到分层稳定后,将下层水相放出后,回收上层硫代二丙腈油相,待用;
S3:将S2中的水层倒入到反应烧瓶中,搅拌情况下逐渐冷却到8℃以下,然后加入浓盐酸调节体系pH值至3,期间注意控制体系温度不超过10℃,在此状态下再继续搅拌15min;
S4:将S3中获得的反应体系导入分液漏斗中静置、分层,观察到油水相分层稳定后,将下层水相放出待处理,回收上层3-巯基丙腈油相;
S5:将S2中获得的硫代二丙腈油相倒入反应瓶中,加入等质量的蒸馏水进行水洗,水洗液待用,将水洗后的硫代二丙腈冷却至12℃,搅拌保温40min,过滤出固体,70℃下真空干燥获得白色的硫代二丙腈产品;
S6:将S4中放出的水相进行萃取,采用甲苯与乙酸正丁酯混合溶剂对S4中放出的水相进行一次萃取,水相待用,将获得的有机层和S4中回收的3-巯基丙腈油相合并,先进行常压蒸馏回收溶剂,然后于15mm Hg的真空条件下进行减压蒸馏,收集76℃馏分,获得无色的巯基丙腈产品;
S7:将S6中的水相和S5中的水洗液进行合并,蒸馏、结晶获得工业用白色氯化钠固体。
S1中硫氢化钠溶液浓度不低于31%,采用工业硫氢化钠液体或通过固体硫氢化钠进行溶解配置。S2中浓盐酸的浓度大于30%。所述S6中甲苯与乙酸正丁酯混合溶剂的比例在3:5。
实施例3
一种新颖的3-巯基丙腈联产硫代二丙腈的低成本绿色生产工艺,该新颖的3-巯基丙腈联产硫代二丙腈的低成本绿色生产工艺具体步骤如下:
S1:将硫氢化钠溶液加入到四口反应烧瓶中,开动搅拌升温至35℃,停止加入,往体系中逐渐加入等摩尔的丙烯腈,期间控制反应体系温度在40℃,滴加完毕后,升温至45℃,保温搅拌反应9hr,停止反应;
S2:将S1中反应液导入到分液漏斗中静置、分层,观察到分层稳定后,将下层水相放出后,回收上层硫代二丙腈油相,待用;
S3:将S2中的水层倒入到反应烧瓶中,搅拌情况下逐渐冷却到8℃以下,然后加入浓盐酸调节体系pH值至4,期间注意控制体系温度不超过10℃,在此状态下再继续搅拌15min;
S4:将S3中获得的反应体系导入分液漏斗中静置、分层,观察到油水相分层稳定后,将下层水相放出待处理,回收上层3-巯基丙腈油相;
S5:将S2中获得的硫代二丙腈油相倒入反应瓶中,加入等质量的蒸馏水进行水洗,水洗液待用,将水洗后的硫代二丙腈冷却至12℃,搅拌保温1hr,过滤出固体,75℃下真空干燥获得白色的硫代二丙腈产品;
S6:将S4中放出的水相进行萃取,采用甲苯与乙酸正丁酯混合溶剂对S4中放出的水相进行一次萃取,水相待用,将获得的有机层和S4中回收的3-巯基丙腈油相合并,先进行常压蒸馏回收溶剂,然后于15mm Hg的真空条件下进行减压蒸馏,收集78℃馏分,获得无色的巯基丙腈产品;
S7:将S6中的水相和S5中的水洗液进行合并,蒸馏、结晶获得工业用白色氯化钠固体。
S1中硫氢化钠溶液浓度不低于31%,采用工业硫氢化钠液体或通过固体硫氢化钠进行溶解配置。S2中浓盐酸的浓度大于30%。所述S6中甲苯与乙酸正丁酯混合溶剂的比例在4:1。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种新颖的3-巯基丙腈联产硫代二丙腈的低成本绿色生产工艺,其特征在于:该新颖的3-巯基丙腈联产硫代二丙腈的低成本绿色生产工艺具体步骤如下:
S1:将硫氢化钠溶液加入到四口反应烧瓶中,开动搅拌升温至30-35℃,停止加入,往体系中逐渐加入等摩尔的丙烯腈,期间控制反应体系温度在30-40℃,滴加完毕后,升温至40-45℃,保温搅拌反应3-9hr,停止反应;
S2:将S1中反应液导入到分液漏斗中静置、分层,观察到分层稳定后,将下层水相放出后,回收上层硫代二丙腈油相,待用;
S3:将S2中的水层倒入到反应烧瓶中,搅拌情况下逐渐冷却到8℃以下,然后加入浓盐酸调节体系pH值至1-4,期间注意控制体系温度不超过10℃,在此状态下再继续搅拌15min;
S4:将S3中获得的反应体系导入分液漏斗中静置、分层,观察到油水相分层稳定后,将下层水相放出待处理,回收上层3-巯基丙腈油相;
S5:将S2中获得的硫代二丙腈油相倒入反应瓶中,加入等质量的蒸馏水进行水洗,水洗液待用,将水洗后的硫代二丙腈冷却至12℃,搅拌保温20min-1hr,过滤出固体,65-75℃下真空干燥获得白色的硫代二丙腈产品;
S6:将S4中放出的水相进行萃取,采用甲苯与乙酸正丁酯混合溶剂对S4中放出的水相进行一次萃取,水相待用,将获得的有机层和S4中回收的3-巯基丙腈油相合并,先进行常压蒸馏回收溶剂,然后于15mm Hg的真空条件下进行减压蒸馏,收集72-78℃馏分,获得无色的巯基丙腈产品;
S7:将S6中的水相和S5中的水洗液进行合并,蒸馏、结晶获得工业用白色氯化钠固体。
2.根据权利要求1所述的一种新颖的3-巯基丙腈联产硫代二丙腈的低成本绿色生产工艺,其特征在于:S1中硫氢化钠溶液浓度不低于31%,采用工业硫氢化钠液体或通过固体硫氢化钠进行溶解配置。
3.根据权利要求1所述的一种新颖的3-巯基丙腈联产硫代二丙腈的低成本绿色生产工艺,其特征在于:S2中浓盐酸的浓度大于30%。
4.根据权利要求1所述的一种新颖的3-巯基丙腈联产硫代二丙腈的低成本绿色生产工艺,其特征在于:所述S6中甲苯与乙酸正丁酯混合溶剂的比例在1:5到4:1间。
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