CN112939902A - 一种制备2-乙酰呋喃用原料呋喃的制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明属于化工中间体制备技术领域，尤其是一种制备2‑乙酰呋喃用原料呋喃的制备工艺，解决了现有技术中呋喃作为原料用于生产2‑乙酰呋喃，遇强酸极易发生开环聚合，导致大量副反应发生的问题，所述制备2‑乙酰呋喃用原料呋喃的制备工艺，包括以下步骤：S1、利用载气载带汽化后的糠醛进入脱羰反应器，加热进行脱羰反应，得脱羰产物；S2、将脱羰产物滴加处理液合，得混合液；S3、将混合液汽化得呋喃粗品，将呋喃粗品加压加热后冷却液化，即得成品呋喃。本发明制备工艺简单，反应条件温和，成品呋喃收率高，所得呋喃用作原料生产2‑乙酰呋喃，选择性高，不会导致副反应发生，转化率高。
Description
技术领域
本发明涉及化工中间体制备技术领域，尤其涉及一种制备2-乙酰呋喃用原料呋喃的制备工艺。
背景技术
2-乙酰呋喃，无色透明液体或固体，是一种重要的有机合成中间体和食品添加剂，2-乙酰呋喃可以合成包括呋喃铵盐在内的多种医药和化工产品，也可用于食品工业中，如作为添加剂用于咖啡、肉香型食用香精、汤类、肉类、调味料和烘烤食品中。2-乙酰呋喃作为呋喃铵盐重要的原料，一直以来备受化工行业人们的关注。现有技术中，2-乙酰呋喃的制备工艺主要有乙酸法、乙酰氯法和醋酐法等；呋喃是2-乙酰呋喃生产常用的原料之一。
呋喃是最简单的含氧五元杂环化合物，分子式为C4H4O，是一种含有一个由四个碳原子和一个氧原子的五元芳环的杂环有机物；喃环具芳环性质，可发生卤化、硝化、磺化等亲电取代反应，主要用于有机合成或用作溶剂。呋喃作为原料用于生产2-乙酰呋喃，遇强酸极易发生开环聚合，导致大量副反应发生。基于上述陈述，本发明提出了一种制备2-乙酰呋喃用原料呋喃的制备工艺。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中呋喃作为原料用于生产2-乙酰呋喃，遇强酸极易发生开环聚合，导致大量副反应发生的问题，而提出的一种制备2-乙酰呋喃用原料呋喃的制备工艺。
一种制备2-乙酰呋喃用原料呋喃的制备工艺，包括以下步骤：
S1、将糠醛升温至160-170℃后汽化，利用压力为0.3-0.5MPa的载气载带汽化后的糠醛进入脱羰反应器，利用导热油加热进行气相脱羰反应，反应完成后利用循环水冷却降温，得脱羰产物；
S2、将步骤S1中获得的脱羰产物加入到混合机中，升温至110-130℃，边升温边滴加处理液，滴加处理液的同时以500-700r/min的转速搅拌混合，得混合液；
S3、将步骤S2中获得的混合液经蒸汽加热汽化得呋喃粗品，将呋喃粗品经压缩机加压后升温至110-130℃，然后经冷却液化处理，即得成品呋喃。
优选的，所述步骤S1中的载气为氢气，载气的载带流速为0.85-1.5L/min。
优选的，所述步骤S1中导热油加热温度为280-320℃；循环水冷却降温温度为20-40℃。
优选的，所述步骤S2中的处理液由质量比为1.8-2.4:1-1.5:4-5:7-10的乙基己基酯、浓硫酸、乙醇和去离子水复配而得。
优选的，所述步骤S2中处理液的加入量为脱羰产物质量的8-20％。
优选的，所述步骤S2中处理液的滴加速率为12-17g/min。
优选的，所述步骤S3中蒸汽加热温度为100-105℃；压缩机加压后的压力为0.2-0.6MPa。
优选的，所述步骤S3中的冷却液化处理具体操作如下：将加压加热后的呋喃粗品先经精馏冷凝器一级水冷，未凝结粗品进行二级深冷，收集两级冷却得到的馏分，即得成品呋喃。
优选的，所述一级水冷温度为10-30℃；二级深冷温度为-23℃以下。
本发明提出的一种制备2-乙酰呋喃用原料呋喃的制备工艺，具有以下有益效果：
1、本发明采用糠醛为原料，利用氢气载带汽化糠醛进行脱羰反应，然后与处理液混合后汽化得呋喃粗品，经精制得成品呋喃；本发明制备工艺简单，反应条件温和，成品呋喃收率高，所得呋喃用作原料生产2-乙酰呋喃，选择性高，不会导致副反应发生，转化率高。
2、本发明采用乙基己基酯、浓硫酸、乙醇和去离子水复配制成处理液，利用处理液对脱羰产物进行处理，经处理后的呋喃可直接用于2-乙酰呋喃的生产，无需再次进行硝化或磺化，生产过程中不会导致副反应的产生，能够有效提高2-乙酰呋喃的收率。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。
实施例一
本发明提出的一种制备2-乙酰呋喃用原料呋喃的制备工艺，包括以下步骤：
S1、将糠醛升温至160℃后汽化，利用压力为0.3MPa的氢气作为载气载带汽化后的糠醛进入脱羰反应器，控制载气的载带流速为0.85L/min，利用导热油加热温度至280℃进行气相脱羰反应，反应完成后利用循环水冷却降温至20℃，得脱羰产物；
S2、按质量比1.8:1:4:7，将乙基己基酯、浓硫酸、乙醇和去离子水复配制得处理液，将步骤S1中获得的脱羰产物加入到混合机中，升温至110℃，边升温边滴加处理液，处理液的加入量为脱羰产物质量的8％，处理液的滴加速率为12g/min，滴加处理液的同时以500r/min的转速搅拌混合，得混合液；
S3、将步骤S2中获得的混合液经蒸汽加热至100℃汽化得呋喃粗品，将呋喃粗品经压缩机加压至压力为0.2MPa后升温至110℃，然后将加压加热后的呋喃粗品先经精馏冷凝器一级水冷至温度为10℃，未凝结粗品进行二级深冷至-24℃，收集两级冷却得到的馏分，即得成品呋喃。
实施例二
本发明提出的一种制备2-乙酰呋喃用原料呋喃的制备工艺，包括以下步骤：
S1、将糠醛升温至162℃后汽化，利用压力为0.35MPa的氢气作为载气载带汽化后的糠醛进入脱羰反应器，控制载气的载带流速为1L/min，利用导热油加热温度至290℃进行气相脱羰反应，反应完成后利用循环水冷却降温至25℃，得脱羰产物；
S2、按质量比2:1.1:4.2:8，将乙基己基酯、浓硫酸、乙醇和去离子水复配制得处理液，将步骤S1中获得的脱羰产物加入到混合机中，升温至115℃，边升温边滴加处理液，处理液的加入量为脱羰产物质量的10％，处理液的滴加速率为14g/min，滴加处理液的同时以550r/min的转速搅拌混合，得混合液；
S3、将步骤S2中获得的混合液经蒸汽加热至101℃汽化得呋喃粗品，将呋喃粗品经压缩机加压至压力为0.3MPa后升温至115℃，然后将加压加热后的呋喃粗品先经精馏冷凝器一级水冷至温度为15℃，未凝结粗品进行二级深冷至-26℃，收集两级冷却得到的馏分，即得成品呋喃。
实施例三
本发明提出的一种制备2-乙酰呋喃用原料呋喃的制备工艺，包括以下步骤：
S1、将糠醛升温至165℃后汽化，利用压力为0.4MPa的氢气作为载气载带汽化后的糠醛进入脱羰反应器，控制载气的载带流速为1.2L/min，利用导热油加热温度至300℃进行气相脱羰反应，反应完成后利用循环水冷却降温至30℃，得脱羰产物；
S2、按质量比2.4:1.3:4.5:8.5，将乙基己基酯、浓硫酸、乙醇和去离子水复配制得处理液，将步骤S1中获得的脱羰产物加入到混合机中，升温至120℃，边升温边滴加处理液，处理液的加入量为脱羰产物质量的14％，处理液的滴加速率为15g/min，滴加处理液的同时以600r/min的转速搅拌混合，得混合液；
S3、将步骤S2中获得的混合液经蒸汽加热至103℃汽化得呋喃粗品，将呋喃粗品经压缩机加压至压力为0.4MPa后升温至120℃，然后将加压加热后的呋喃粗品先经精馏冷凝器一级水冷至温度为20℃，未凝结粗品进行二级深冷至-28℃，收集两级冷却得到的馏分，即得成品呋喃。
实施例四
本发明提出的一种制备2-乙酰呋喃用原料呋喃的制备工艺，包括以下步骤：
S1、将糠醛升温至168℃后汽化，利用压力为0.45MPa的氢气作为载气载带汽化后的糠醛进入脱羰反应器，控制载气的载带流速为1.4L/min，利用导热油加热温度至310℃进行气相脱羰反应，反应完成后利用循环水冷却降温至35℃，得脱羰产物；
S2、按质量比2.3:1.4:4.8:9，将乙基己基酯、浓硫酸、乙醇和去离子水复配制得处理液，将步骤S1中获得的脱羰产物加入到混合机中，升温至125℃，边升温边滴加处理液，处理液的加入量为脱羰产物质量的18％，处理液的滴加速率为16g/min，滴加处理液的同时以650r/min的转速搅拌混合，得混合液；
S3、将步骤S2中获得的混合液经蒸汽加热至104℃汽化得呋喃粗品，将呋喃粗品经压缩机加压至压力为0.5MPa后升温至125℃，然后将加压加热后的呋喃粗品先经精馏冷凝器一级水冷至温度为25℃，未凝结粗品进行二级深冷至-30℃，收集两级冷却得到的馏分，即得成品呋喃。
实施例五
本发明提出的一种制备2-乙酰呋喃用原料呋喃的制备工艺，包括以下步骤：
S1、将糠醛升温至170℃后汽化，利用压力为0.5MPa的氢气作为载气载带汽化后的糠醛进入脱羰反应器，控制载气的载带流速为1.5L/min，利用导热油加热温度至320℃进行气相脱羰反应，反应完成后利用循环水冷却降温至40℃，得脱羰产物；
S2、按质量比2.4:1.5:5:10，将乙基己基酯、浓硫酸、乙醇和去离子水复配制得处理液，将步骤S1中获得的脱羰产物加入到混合机中，升温至130℃，边升温边滴加处理液，处理液的加入量为脱羰产物质量的20％，处理液的滴加速率为17g/min，滴加处理液的同时以700r/min的转速搅拌混合，得混合液；
S3、将步骤S2中获得的混合液经蒸汽加热至105℃汽化得呋喃粗品，将呋喃粗品经压缩机加压至压力为0.6MPa后升温至130℃，然后将加压加热后的呋喃粗品先经精馏冷凝器一级水冷至温度为30℃，未凝结粗品进行二级深冷至-32℃，收集两级冷却得到的馏分，即得成品呋喃。
对比例一
本发明提出的一种制备2-乙酰呋喃用原料呋喃的制备工艺，包括以下步骤：
S1、将糠醛升温至165℃后汽化，利用压力为0.4MPa的氢气作为载气载带汽化后的糠醛进入脱羰反应器，控制载气的载带流速为1.2L/min，利用导热油加热温度至300℃进行气相脱羰反应，反应完成后利用循环水冷却降温至30℃，得脱羰产物；
S2、将步骤S1中获得的脱碳产物经蒸汽加热至103℃汽化得呋喃粗品，将呋喃粗品经压缩机加压至压力为0.4MPa后升温至120℃，然后将加压加热后的呋喃粗品先经精馏冷凝器一级水冷至温度为20℃，未凝结粗品进行二级深冷至-28℃，收集两级冷却得到的馏分，即得成品呋喃。
分别以本发明实施例一-五以及对比例一制备得到的成品呋喃用于催化制备2-乙酰呋喃，具体过程如下：在搪瓷釜中依次加入醋酸500Kg，醋酐1000Kg，催化剂1.25kg，观察温度，维持反应温度28℃；温度稳定后，一次性加入600Kg呋喃，观察釜内温度变化，没有急剧的升温现象；开始升温，升温过程中压力不得高于0.15MPa，4h内均匀的升至110℃，然后维持温度105℃，保温2h；保温结束，取样检测，根据气相色谱分析结果中醋酐含量x，用370x+2计算使用的水量，水解温度90℃，反应1h；分别用气相色谱仪检测2-乙酰呋喃含量，得出如下结果：
表1：
| 2-乙酰呋喃含量(％) | 2-乙酰呋喃选择性(％) | |
| 实施例一 | 89.1 | 98.9 |
| 实施例二 | 90.0 | 99.3 |
| 实施例三 | 92.3 | 99.4 |
| 实施例四 | 91.5 | 99.1 |
| 实施例五 | 89.9 | 98.7 |
| 对比例一 | 65.8 | 77.2 |
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 (9)
1.一种制备2-乙酰呋喃用原料呋喃的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将糠醛升温至160-170℃后汽化，利用压力为0.3-0.5MPa的载气载带汽化后的糠醛进入脱羰反应器，利用导热油加热进行气相脱羰反应，反应完成后利用循环水冷却降温，得脱羰产物；
S2、将步骤S1中获得的脱羰产物加入到混合机中，升温至110-130℃，边升温边滴加处理液，滴加处理液的同时以500-700r/min的转速搅拌混合，得混合液；
S3、将步骤S2中获得的混合液经蒸汽加热汽化得呋喃粗品，将呋喃粗品经压缩机加压后升温至110-130℃，然后经冷却液化处理，即得成品呋喃。
2.根据权利要求1所述的一种制备2-乙酰呋喃用原料呋喃的制备工艺，其特征在于，所述步骤S1中的载气为氢气，载气的载带流速为0.85-1.5L/min。
3.根据权利要求1所述的一种制备2-乙酰呋喃用原料呋喃的制备工艺，其特征在于，所述步骤S1中导热油加热温度为280-320℃；循环水冷却降温温度为20-40℃。
4.根据权利要求1所述的一种制备2-乙酰呋喃用原料呋喃的制备工艺，其特征在于，所述步骤S2中的处理液由质量比为1.8-2.4:1-1.5:4-5:7-10的乙基己基酯、浓硫酸、乙醇和去离子水复配而得。
5.根据权利要求1所述的一种制备2-乙酰呋喃用原料呋喃的制备工艺，其特征在于，所述步骤S2中处理液的加入量为脱羰产物质量的8-20％。
6.根据权利要求1所述的一种制备2-乙酰呋喃用原料呋喃的制备工艺，其特征在于，所述步骤S2中处理液的滴加速率为12-17g/min。
7.根据权利要求1所述的一种制备2-乙酰呋喃用原料呋喃的制备工艺，其特征在于，所述步骤S3中蒸汽加热温度为100-105℃；压缩机加压后的压力为0.2-0.6MPa。
8.根据权利要求1所述的一种制备2-乙酰呋喃用原料呋喃的制备工艺，其特征在于，所述步骤S3中的冷却液化处理具体操作如下：将加压加热后的呋喃粗品先经精馏冷凝器一级水冷，未凝结粗品进行二级深冷，收集两级冷却得到的馏分，即得成品呋喃。
9.根据权利要求8所述的一种制备2-乙酰呋喃用原料呋喃的制备工艺，其特征在于，所述一级水冷温度为10-30℃；二级深冷温度为-23℃以下。
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