CN110294674A - 一种管式连续流反应装置及制备乙酰乙酸异丙酯的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种管式连续流反应装置，异丙醇计量槽通过异丙醇计量泵与催化剂混合段相连接，异丙醇计量槽与催化剂混合段间连接有催化剂计量槽；催化剂混合段的另一端与双乙烯酮计量槽分别与一管式连续流反应器相连接；管式连续流反应器另一端依次与粗酯冷凝器、粗酯缓冲罐和粗酯打料泵连接，在管式连续流反应器与粗酯冷凝器之间设有压力泵，在粗酯缓冲罐上设有一透空冷凝器。还提供了用该装置进行制备乙酰乙酸异丙酯的方法。本发明研制了一种采用管式连续流反应器制备乙酰乙酸异丙酯的工艺，大大的缩短了反应停留时间，从而减少了副反应的产生，提高了产品收率和含量，进而降低了精馏分离的难度，减少了生产成本，并且大大降低了生产的安全风险。
Description
技术领域
本发明涉及化工合成领域，具体涉及乙酰乙酸异丙酯的制备装置和制备方法。
背景技术
乙酰乙酸异丙酯
中文名：乙酰乙酸异丙酯；
英文名：Isopropyl acetoacetate；
溶解性：溶于乙醇、氯仿、乙醚、甲苯等有机溶剂；
分子式:C7H12O3；
分子量:144.16；
熔点(℃):-27；
密度(g/ml,25/4℃)：0.993；
作用和用途：乙酰乙酸异丙酯是重要的医药、农药中间体，在医药上主要用于心血管药尼莫地平中间体，2-(3-硝基亚苄基)乙酰乙酸异丙酯的合成，也是合成有机磷杀虫剂-稀虫磷的基本原料。
现有技术合成工艺：
1)是采用酯交换法进行合成，采用乙酰乙酸乙酯或乙酰乙酸甲酯为原料在回流状态下与异丙醇进行酯交换反应，得到成品乙酰乙酸异丙酯，该工艺反应时间长，收率低，最高收率为87％，且涉及溶剂甲苯的回收，成本高；
2)是Claisen酯缩合路线，该路线需要用到价格昂贵的金属钠，且用于合成产率低，且未有成熟的工业化报道；
3)是采用双乙烯酮与异丙醇在酸催化下，回流反应制备乙酰乙酸异丙酯，该方法最高收率为86.5％，且由于酸的存在，反应过程中产生异丙醚副厂，对反应收率影响较大。
以上工艺均存在要么原料价格昂贵，要么收率低，并且均为间歇反应，反应时间过长，均导致生产制备成本较高。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于，提供一种产品收率和含量高，成本低，副产物小的连续化生产乙酰乙酸异丙酯的装置，另一个技术问题是提供一种乙酰乙酸异丙酯的生产方法。
本发明的技术方案是，所述反应装置包括：异丙醇计量槽通过异丙醇计量泵与催化剂混合段相连接，所述异丙醇计量槽与催化剂混合段间连接有催化剂计量槽；所述催化剂混合段的另一端与双乙烯酮计量槽分别与一管式连续流反应器相连接；
所述管式连续流反应器另一端依次与粗酯冷凝器、粗酯缓冲罐和粗酯打料泵连接，在所述管式连续流反应器与所述粗酯冷凝器之间设有压力泵，在所述粗酯缓冲罐上设有一透空冷凝器。
其中，所述催化剂计量槽出口处设有催化剂计量泵。
其中，所述管式连续流反应器内部混合件单元结构为SV型、SK型、SX型、SH型和SL型中的一种；其中SV型单元是由一定规格的波纹板组装而成的圆柱体；SK型单元由单孔道左、右扭转的螺旋片组焊而成；SX型单元由交叉的横条按一定规律构成许多X型单元；SH型单元是由双孔道组成，孔道内放置螺旋片，相邻单元双孔道的方位错位90°；SL型单元由交叉的横条按一定规律构成单X形单元。
本发明中的管式连续流反应器，其内部混合件结构为静态混合器，而静态混合器是指管道内没有运动元件，只有静止原件，其可分为sv型，SK型等。
一种利用上述反应装置制备乙酰乙酸异丙酯的工艺，包括
a、首先从异丙醇计量槽中通过异丙醇计量泵将异丙醇加入到催化剂混合段，从催化剂计量槽中通过催化剂计量泵，将胺类催化剂也打入催化剂混合段，胺类催化剂的用量占反应物总质量的0.03％～2％；
b、两者混合后，启动双乙烯酮计量泵加入双乙烯酮，再使双乙烯酮和醇溶液打入管式连续流反应器，反应得到粗酯，双乙烯酮与异丙醇的摩尔配比为：1：1～1.4；反应温度为55～160℃，反应停留时间为0.5～60min，通过压力调节阀调节反应压力，反应压力为0～1MPa；
c、反应后粗酯经粗酯冷凝器冷却至30～65℃，再流入粗酯缓冲罐，粗酯中的低沸物经透空冷凝器后回流至粗酯缓冲罐，不凝气排空，缓冲罐中的粗酯通过粗酯打料泵打入精馏塔，粗酯经精馏后，产品的含量为99.0～99.5％，产品收率为96～98％。
根据本发明的制备乙酰乙酸异丙酯的工艺，优选的是，步骤a所述胺类催化剂的用量占反应物总质量的0.05～1.5％。
更优选的是，步骤a所述胺类催化剂的用量占反应物总质量的0.2～1％。
优选的是，双乙烯酮和醇溶液打入管式连续流反应器的流量为，反应器体积为1-2立方米时，V(双乙烯酮)＝9.3～100L/min/m3，V(异丙醇)＝11～117L/min/m3。
根据本发明的制备乙酰乙酸异丙酯的工艺，优选的是，步骤b所述双乙烯酮与叔丁醇的摩尔配比为1:1.01～1.2。
根据本发明的制备乙酰乙酸异丙酯的工艺，优选的是，所述胺类催化剂选自丙胺、丁胺、二乙胺、三乙胺、二乙烯三胺、苯胺、二异丙基胺中的一种或一种以上。
进一步地，所述胺类催化剂为二乙胺、三乙胺、苯胺、二异丙基胺中的一种或一种以上。
在双乙烯酮与异丙醇酯化的过程中，由于异丙醇两个甲基的空间位阻效应，影响了分子的反应活性。该制备方法提供了采用一种或几种有机胺类催化剂，作为酯化催化剂，在反应过程中降低了空间位阻效应，提高了分子的反应活性，从而提高了反应速率和选择性。该类型的催化剂在本体系中不但稳定性好，而且后期无需单独处理，通过普通精馏，即可得到高品质的乙酰乙酸异丙酯。
根据本发明的制备乙酰乙酸异丙酯的工艺，优选的是，步骤b所述反应温度范围为55～140℃；停留时间范围为5～45min；反应压力范围为0.02～0.6MPa。
根据本发明的制备乙酰乙酸异丙酯的工艺，优选的是，步骤c所述粗酯的冷却温度范围为35～60℃。
本发明研究了一种采用管式连续流反应器制备乙酰乙酸异丙酯的工艺，异丙醇与催化剂预混后，双乙烯酮与其在管式反应器中进行充分混合，在一定的压力和温度下，进行连续酯化反应，与传统的间歇工艺相比，大大的缩短了反应停留时间，从而减少了副反应的产生，提高了产品收率和含量，进而降低了精馏分离的难度，减少了生产成本，并且大大降低了生产的安全风险。
本发明的有益效果是：
1)将间歇工艺改为连续流工艺，缩短了反应时间，减少了副反应的产生，乙酰乙酸异丙酯的收率和含量得到提高；双乙烯酮的转化率达到100％，成品收率达到96％以上，产品含量达到99％以上；
2)从原料与催化剂混合到原料混合反应，再至粗酯精馏，整个工艺均为连续化操作，工艺操作更加简易化；
3)与间歇反应相比，采用管式连续流反应器制备乙酰乙酸异丙酯，设备的空间占有率小，安全风险较低。
附图说明
图1是本发明的反应系统示意图。
图2是工艺流程管式反应器内部混合件单元结构为SV型的反应流程图。
图中，1 为异丙醇计量槽，2 为双乙烯酮计量槽，3 为双乙烯酮计量泵，4 为异丙醇计量泵，5 为催化剂计量泵，6 为催化剂计量槽，7 为催化剂混合段，8 为管式连续流反应器，9 为压力调节阀，10 为粗酯冷凝器，11 为透空冷凝器，12 为粗酯缓冲罐，13 为粗酯打料泵。
具体实施方式
反应系统如图1所示，反应流程如图2所示。
实施例1：
首先从异丙醇计量槽1和催化剂计量槽6中，通过计量泵4和5，将异丙醇与催化剂分别按一定比例的流量打入催化剂混合段7，两者混合后，启动双乙烯酮计量泵3，再使双乙烯酮和醇溶液按一定流量打入管式连续流反应器8，管式反应器内部混合件单元结构为SV型，所述的双乙烯酮与异丙醇的摩尔配比为1:1.01，催化剂为二乙胺，催化剂的用量占反应物总质量的0.05％，反应温度为140℃，反应停留时间为5min，通过压力调节阀9调节反应压力，反应压力为0.6MPa，反应后粗酯经冷凝器10冷却至35℃，再流入粗酯缓冲罐12，粗酯中的低沸物经冷凝器11后回流至粗酯缓冲罐12，不凝气排空，粗酯缓冲罐12中的粗酯通过粗酯打料泵13打入精馏塔，粗酯经精馏后，产品的含量为99.0％，产品收率为96.0％。
实施例2：
首先从异丙醇计量槽1和催化剂计量槽6中，通过计量泵4和5，将异丙醇与催化剂分别按一定比例的流量打入催化剂混合段7，两者混合后，启动双乙烯酮计量泵3，再使双乙烯酮和醇溶液按一定流量打入管式连续流反应器8，管式反应器内部混合件单元结构为SX型，所述的双乙烯酮与异丙醇的摩尔配比为1:1.05，催化剂为三乙胺，催化剂的用量占反应物总质量的0.13％，反应温度为105℃，反应停留时间为12min，通过压力调节阀9调节反应压力，反应压力为0.35MPa，反应后粗酯经冷凝器10冷却至40℃，再流入粗酯缓冲罐12，粗酯中的低沸物经冷凝器11后回流至粗酯缓冲罐12，不凝气排空，粗酯缓冲罐12中的粗酯通过粗酯打料泵13打入精馏塔，粗酯经精馏后，产品的含量为99.2％，产品收率为96.8％。
实施例3：
首先从异丙醇计量槽1和催化剂计量槽6中，通过计量泵4和5，将异丙醇与催化剂分别按一定比例的流量打入催化剂混合段7，两者混合后，启动双乙烯酮计量泵3，再使双乙烯酮和醇溶液按一定流量打入管式连续流反应器8，管式反应器内部混合件单元结构为SH型，所述的双乙烯酮与异丙醇的摩尔配比为1:1.1，催化剂为苯胺，催化剂的用量占反应物总质量的0.2％，反应温度为120℃，反应停留时间为21min，通过压力调节阀9调节反应压力，反应压力为0.25MPa，反应后粗酯经冷凝器10冷却至45℃，再流入缓冲罐12，粗酯中的低沸物经冷凝器11后回流至粗酯缓冲罐12，不凝气排空，粗酯缓冲罐12中的粗酯通过粗酯打料泵13打入精馏塔，粗酯经精馏后，产品的含量为99.3％，产品收率为97.2％。
实施例4：
首先从异丙醇计量槽1和催化剂计量槽6中，通过计量泵4和5，将异丙醇与催化剂分别按一定比例的流量打入催化剂混合段7，两者混合后，启动双乙烯酮计量泵3，再使双乙烯酮和醇溶液按一定流量打入管式连续流反应器8，管式反应器内部混合件单元结构为SL型，所述的双乙烯酮与异丙醇的摩尔配比为1:1.2，催化剂为二异丙基胺，催化剂的用量占反应物总质量的1.5％，反应温度为55℃，反应停留时间为55min，通过压力调节阀9调节反应压力，反应压力为0.02MPa，反应后粗酯经冷凝器10冷却至60℃，再流入粗酯缓冲罐12，粗酯中的低沸物经冷凝器11后回流至粗酯缓冲罐12，不凝气排空，粗酯缓冲罐12中的粗酯通过粗酯打料泵13打入精馏塔，粗酯经精馏后，产品的含量为99.5％，产品收率为98％。
实施例5：
首先从异丙醇计量槽1和催化剂计量槽6中，通过计量泵4和5，将异丙醇与催化剂分别按一定比例的流量打入催化剂混合段7，两者混合后，启动双乙烯酮计量泵3，再使双乙烯酮和醇溶液按一定流量打入管式连续流反应器8，管式反应器内部混合件单元结构为SV型，所述的双乙烯酮与异丙醇的摩尔配比为1:1.1，催化剂为三乙胺与苯胺的混合物，混合比例为m(三乙胺)：m(苯胺)＝1：1，催化剂的用量占反应物总质量的0.8％，反应温度为75℃，反应停留时间为40min，通过压力调节阀9调节反应压力，反应压力为0.05MPa，反应后粗酯经冷凝器10冷却至60℃，再流入粗酯缓冲罐12，粗酯中的低沸物经冷凝器11后回流至粗酯缓冲罐12，不凝气排空，粗酯缓冲罐12中的粗酯通过粗酯打料泵13打入精馏塔，粗酯经精馏后，产品的含量为99.5％，产品收率为98％。
实施例6：
首先从异丙醇计量槽1和催化剂计量槽6中，通过计量泵4和5，将异丙醇与催化剂分别按一定比例的流量打入催化剂混合段7，两者混合后，启动双乙烯酮计量泵3，再使双乙烯酮和醇溶液按一定流量打入管式连续流反应器8，管式反应器内部混合件单元结构为SL型，所述的双乙烯酮与异丙醇的摩尔配比为1:1.06，催化剂为苯胺、二乙胺和三乙胺的混合物，混合比例为m(苯胺)：m(二乙胺)：m(三乙胺)＝1：1：1，催化剂的用量占反应物总质量的0.6％，反应温度为88℃，反应停留时间为40min，通过压力调节阀9调节反应压力，反应压力为0.08MPa，反应后粗酯经冷凝器10冷却至60℃，再流入粗酯缓冲罐12，粗酯中的低沸物经冷凝器11后回流至粗酯缓冲罐12，不凝气排空，粗酯缓冲罐12中的粗酯通过粗酯打料泵13打入精馏塔，粗酯经精馏后，产品的含量为99.5％，产品收率为98％。
本发明主要针对现有乙酰乙酸异丙酯制备工艺中反应时间过长，安全风险大，产品收率和含量略低等问题，研制了一种采用管式连续流反应器制备乙酰乙酸异丙酯的工艺，大大的缩短了反应停留时间，从而减少了副反应的产生，提高了产品收率和含量，进而降低了精馏分离的难度，减少了生产成本，并且大大降低了生产的安全风险。
Claims (10)
1.一种管式连续流反应装置，包括泵和管道，其特征在于：所述反应装置包括：异丙醇计量槽通过异丙醇计量泵与催化剂混合段相连接，所述异丙醇计量槽与催化剂混合段间连接有催化剂计量槽；所述催化剂混合段的另一端与双乙烯酮计量槽分别与一管式连续流反应器相连接；
所述管式连续流反应器另一端依次与粗酯冷凝器、粗酯缓冲罐和粗酯打料泵连接，在所述管式连续流反应器与所述粗酯冷凝器之间设有压力泵，在所述粗酯缓冲罐上设有一透空冷凝器。
2.根据权利要求1所述的管式连续流反应装置，其特征在于，所述催化剂计量槽出口处设有催化剂计量泵。
3.根据权利要求1所述的管式连续流反应装置，其特征在于，所述管式反应器内部混合件单元结构为SV型、SK型、SX型、SH型和SL型中的一种；其中SV型单元是由一定规格的波纹板组装而成的圆柱体；SK型单元由单孔道左、右扭转的螺旋片组焊而成；SX型单元由交叉的横条按一定规律构成许多X型单元；SH型单元是由双孔道组成，孔道内放置螺旋片，相邻单元双孔道的方位错位90°；SL型单元由交叉的横条按一定规律构成单X形单元。
4.一种利用权利要求1所述反应装置制备乙酰乙酸异丙酯的方法，其特征在于：
a、首先从异丙醇计量槽中通过异丙醇计量泵将异丙醇加入到催化剂混合段，从催化剂计量槽中通过催化剂计量泵，将胺类催化剂也打入催化剂混合段，胺类催化剂的用量占反应物总质量的0.03％～2％；
b、两者混合后，启动双乙烯酮计量泵加入双乙烯酮，再使双乙烯酮和醇溶液打入管式连续流反应器，反应得到粗酯，双乙烯酮与异丙醇的摩尔配比为：1：1～1.4；反应温度为55～160℃，反应停留时间为0.5～60min，通过压力调节阀调节反应压力，反应压力为0～1MPa；
c、反应后粗酯经粗酯冷凝器冷却至30～65℃，再流入粗酯缓冲罐，粗酯中的低沸物经透空冷凝器后回流至粗酯缓冲罐，不凝气排空，缓冲罐中的粗酯通过粗酯打料泵打入精馏塔，粗酯经精馏后，产品的含量为99.0～99.5％，产品收率为96～98％。
5.根据权利要求4所述的制备乙酰乙酸异丙酯的方法，其特征在于：步骤a所述胺类催化剂的用量占反应物总质量的0.05～1.5％。
6.根据权利要求4所述的制备乙酰乙酸异丙酯的方法，其特征在于：步骤b所述双乙烯酮与异丙醇的摩尔配比为1:1.01～1.2。
7.根据权利要求4所述的制备乙酰乙酸异丙酯的方法，其特征在于：所述胺类催化剂选自丙胺、丁胺、二乙胺、三乙胺、二乙烯三胺、苯胺、二异丙基胺中的一种或一种以上。
8.根据权利要求7所述的制备乙酰乙酸异丙酯的方法，其特征在于：所述胺类催化剂为二乙胺、三乙胺、苯胺、二异丙基胺中的一种或一种以上。
9.根据权利要求4所述的制备乙酰乙酸异丙酯的方法，其特征在于：步骤b所述反应温度范围55～140℃；停留时间范围为5～45min；反应压力范围为0.02～0.6MPa。
10.根据权利要求4所述的制备乙酰乙酸异丙酯的方法，其特征在于：步骤c所述粗酯的冷却温度范围为35～60℃。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111039785A (zh) * | 2019-10-29 | 2020-04-21 | 常州大学 | 一种利用微通道反应器连续化生产乙酰乙酸甲酯的方法 |
| CN111408319A (zh) * | 2020-03-26 | 2020-07-14 | 北京理工大学 | 一种制备对叔丁基甲苯的方法 |
| CN113045417A (zh) * | 2019-12-29 | 2021-06-29 | 南通醋酸化工股份有限公司 | 一种绿色催化法生产乙酰乙酸酯的工艺 |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1294727A (en) * | 1969-03-12 | 1972-11-01 | Basf Ag | Production of acetoacetic acid esters |
| CN1280122A (zh) * | 1999-07-08 | 2001-01-17 | 南通醋酸化工厂 | 乙酰乙酸酯的生产方法 |
| CN101935593A (zh) * | 2010-09-07 | 2011-01-05 | 徐荣江 | 超临界甲醇法连续工艺制备生物柴油的方法 |
| CN102101829A (zh) * | 2009-12-22 | 2011-06-22 | 上海吴泾化工有限公司 | 一种乙酰乙酸酯的制备工艺 |
| CN102276464A (zh) * | 2011-09-09 | 2011-12-14 | 南通醋酸化工股份有限公司 | 一种乙酰乙酸甲酯的生产方法 |
| CN104258796A (zh) * | 2014-10-13 | 2015-01-07 | 南京工业大学 | 一种新型高通量多层螺旋绕管微通道反应器 |
| CN104557536A (zh) * | 2013-10-24 | 2015-04-29 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种丁二酸单甲酯的制备方法 |
| CN105384631A (zh) * | 2015-11-24 | 2016-03-09 | 江苏天成生化制品有限公司 | 一种连续进行乙酰乙酸甲酯生产工艺 |
| CN105732484A (zh) * | 2014-12-11 | 2016-07-06 | 青岛市黄岛区中医医院 | 尼莫地平的制备方法 |
-
2018
- 2018-03-21 CN CN201810235839.1A patent/CN110294674A/zh active Pending
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1294727A (en) * | 1969-03-12 | 1972-11-01 | Basf Ag | Production of acetoacetic acid esters |
| CN1280122A (zh) * | 1999-07-08 | 2001-01-17 | 南通醋酸化工厂 | 乙酰乙酸酯的生产方法 |
| CN102101829A (zh) * | 2009-12-22 | 2011-06-22 | 上海吴泾化工有限公司 | 一种乙酰乙酸酯的制备工艺 |
| CN101935593A (zh) * | 2010-09-07 | 2011-01-05 | 徐荣江 | 超临界甲醇法连续工艺制备生物柴油的方法 |
| CN102276464A (zh) * | 2011-09-09 | 2011-12-14 | 南通醋酸化工股份有限公司 | 一种乙酰乙酸甲酯的生产方法 |
| CN104557536A (zh) * | 2013-10-24 | 2015-04-29 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种丁二酸单甲酯的制备方法 |
| CN104258796A (zh) * | 2014-10-13 | 2015-01-07 | 南京工业大学 | 一种新型高通量多层螺旋绕管微通道反应器 |
| CN105732484A (zh) * | 2014-12-11 | 2016-07-06 | 青岛市黄岛区中医医院 | 尼莫地平的制备方法 |
| CN105384631A (zh) * | 2015-11-24 | 2016-03-09 | 江苏天成生化制品有限公司 | 一种连续进行乙酰乙酸甲酯生产工艺 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 张德姜等: "《石油化工装置工艺管道安装设计手册 第2篇 管道器材 第3版》", 31 July 2005 * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111039785A (zh) * | 2019-10-29 | 2020-04-21 | 常州大学 | 一种利用微通道反应器连续化生产乙酰乙酸甲酯的方法 |
| CN113045417A (zh) * | 2019-12-29 | 2021-06-29 | 南通醋酸化工股份有限公司 | 一种绿色催化法生产乙酰乙酸酯的工艺 |
| CN113045417B (zh) * | 2019-12-29 | 2023-04-07 | 南通醋酸化工股份有限公司 | 一种催化法生产乙酰乙酸酯的工艺 |
| CN111408319A (zh) * | 2020-03-26 | 2020-07-14 | 北京理工大学 | 一种制备对叔丁基甲苯的方法 |
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