CN115738986A - 一种强化混合的内构件及利用其制备全氟烷基苯胺的方法 - Google Patents
一种强化混合的内构件及利用其制备全氟烷基苯胺的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115738986A CN115738986A CN202211353221.8A CN202211353221A CN115738986A CN 115738986 A CN115738986 A CN 115738986A CN 202211353221 A CN202211353221 A CN 202211353221A CN 115738986 A CN115738986 A CN 115738986A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- plate
- bending
- aniline
- reaction
- perfluoroalkyl
- 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
Links
- PAYRUJLWNCNPSJ-UHFFFAOYSA-N N-phenyl amine Natural products NC1=CC=CC=C1 PAYRUJLWNCNPSJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 35
- -1 perfluoroalkyl aniline Chemical compound 0.000 title claims abstract description 25
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 238000002156 mixing Methods 0.000 title description 6
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims abstract description 53
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 44
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 15
- 239000012456 homogeneous solution Substances 0.000 claims description 14
- 239000003999 initiator Substances 0.000 claims description 8
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 6
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims description 6
- 239000003444 phase transfer catalyst Substances 0.000 claims description 6
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims description 6
- JVBXVOWTABLYPX-UHFFFAOYSA-L sodium dithionite Chemical group [Na+].[Na+].[O-]S(=O)S([O-])=O JVBXVOWTABLYPX-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 5
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical class CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000012043 crude product Substances 0.000 claims description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 4
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims description 3
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 claims description 3
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 3
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical class CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 claims description 2
- 150000001335 aliphatic alkanes Chemical class 0.000 claims description 2
- 150000001408 amides Chemical class 0.000 claims description 2
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 claims description 2
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 claims description 2
- 150000002825 nitriles Chemical class 0.000 claims description 2
- 125000005010 perfluoroalkyl group Chemical group 0.000 claims description 2
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 claims description 2
- HEZHYQDYRPUXNJ-UHFFFAOYSA-L potassium dithionite Chemical compound [K+].[K+].[O-]S(=O)S([O-])=O HEZHYQDYRPUXNJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 150000003242 quaternary ammonium salts Chemical group 0.000 claims description 2
- LTVQIVFOQNASOU-UHFFFAOYSA-N sulfurous acid zinc Chemical compound [Zn].S(O)(O)=O LTVQIVFOQNASOU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- PENRVBJTRIYHOA-UHFFFAOYSA-L zinc dithionite Chemical compound [Zn+2].[O-]S(=O)S([O-])=O PENRVBJTRIYHOA-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 claims 1
- MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N diethylene glycol Chemical compound OCCOCCO MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 5
- 239000012429 reaction media Substances 0.000 abstract description 5
- 230000003321 amplification Effects 0.000 abstract description 4
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 abstract description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 abstract description 2
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 abstract description 2
- BZLVMXJERCGZMT-UHFFFAOYSA-N Methyl tert-butyl ether Chemical compound COC(C)(C)C BZLVMXJERCGZMT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 10
- 239000012074 organic phase Substances 0.000 description 8
- 239000000047 product Substances 0.000 description 7
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 239000000575 pesticide Substances 0.000 description 6
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 5
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 5
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 4
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 4
- 238000011161 development Methods 0.000 description 4
- SHFJWMWCIHQNCP-UHFFFAOYSA-M hydron;tetrabutylazanium;sulfate Chemical compound OS([O-])(=O)=O.CCCC[N+](CCCC)(CCCC)CCCC SHFJWMWCIHQNCP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 4
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 4
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 3
- HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M sodium;chloride;hydrate Chemical class O.[Na+].[Cl-] HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- BBZVTTKMXRPMHZ-UHFFFAOYSA-N 1,1,1,2,3,3,3-heptafluoro-2-iodopropane Chemical compound FC(F)(F)C(F)(I)C(F)(F)F BBZVTTKMXRPMHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HEDRZPFGACZZDS-MICDWDOJSA-N Trichloro(2H)methane Chemical compound [2H]C(Cl)(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-MICDWDOJSA-N 0.000 description 2
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 2
- 239000002585 base Substances 0.000 description 2
- 230000004071 biological effect Effects 0.000 description 2
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000005111 flow chemistry technique Methods 0.000 description 2
- 125000001153 fluoro group Chemical group F* 0.000 description 2
- 229910000856 hastalloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 239000000543 intermediate Substances 0.000 description 2
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 2
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 2
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 2
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 2
- QVAUOEHPYOFAQA-UHFFFAOYSA-N 4-(1,1,1,2,3,3,3-heptafluoropropan-2-yl)-2-methylaniline Chemical compound CC1=CC(C(F)(C(F)(F)F)C(F)(F)F)=CC=C1N QVAUOEHPYOFAQA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005901 Flubendiamide Substances 0.000 description 1
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical class [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 1
- 239000000908 ammonium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 239000003637 basic solution Substances 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 150000003983 crown ethers Chemical class 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 1
- 150000002170 ethers Chemical class 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 1
- 239000012847 fine chemical Substances 0.000 description 1
- ZGNITFSDLCMLGI-UHFFFAOYSA-N flubendiamide Chemical compound CC1=CC(C(F)(C(F)(F)F)C(F)(F)F)=CC=C1NC(=O)C1=CC=CC(I)=C1C(=O)NC(C)(C)CS(C)(=O)=O ZGNITFSDLCMLGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 150000007529 inorganic bases Chemical class 0.000 description 1
- 150000002632 lipids Chemical class 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- MNXWMBLANZRFQQ-UHFFFAOYSA-N n-(1,1,1,2,3,3,3-heptafluoropropan-2-yl)aniline Chemical compound FC(F)(F)C(F)(C(F)(F)F)NC1=CC=CC=C1 MNXWMBLANZRFQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000007530 organic bases Chemical class 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 150000003017 phosphorus Chemical class 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
- 238000009987 spinning Methods 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
本发明公开了一种强化混合的内构件及利用其制备全氟烷基苯胺的方法，所述内构件为板状结构，包括板体，以及设于板体上的折弯片和板孔；所述折弯片为板材的一部分，根部与板体的短边平行，其余部位向上或向下折弯，与板材的表面形成一定角度，折弯片折弯后在板材上形成板孔；所述折弯片设置若干个，且相邻的两个折弯方向不同。与现有技术相比，该内构件置于管道内能够增强反应介质在管道内部的扰动以达到湍流效果，同时具备结构简单，成本低，加工方便，实用性强，既可间歇操作，也可以连续操作，容易放大等特点。利用该内构件制备全氟烷基苯胺，能够显著提高反应速率，缩短反应时间，提高了产品的转化率等。
Description
技术领域
本发明属于有机化学合成领域，具体涉及一种强化混合的内构件及利用其制备全氟烷基苯胺的方法。
背景技术
全氟烷基苯胺及其衍生物是一类具有广泛应用前景的含氟精细化学品，可以广泛应用于医药、农药、表面活性剂、涂料、橡胶等的原料或者中间体。由于氟原子具有特殊的化学和生物学特性，含氟有机化合物具有较高的脂溶性和疏水性，人们把含氟基团或氟原子引入到具有生物活性的有机化合物中，能够对其理化性质、生物活性等产生显著影响，使得含氟有机化合物在药物化学和农药化学等领域中占有重要地位，含氟农药的开发已成为新型农药的创制主体，其中2-甲基-4-七氟异丙基苯胺现已成为合成新型杀虫剂氟虫双酰胺的关键中间体。因此开发一种安全、高效、环保的全氟烷基苯胺生产工艺具有重要的经济价值。
专利US2002/198399和Indian Pat.2010DE00753报道通过锌粉促进或通过光辐射，锌粉会造成较大的污染。相对而言日本农药株式会社在其专利CN1257861A中公布的全氟烷基苯胺衍生物方法具备良好的工业开发前景，重复上述工艺发现反应速率和对目标产物选择性均未达到预期。
流动化学其含义为在连续流动的系统中完成化学反应，流动化学为化工技术的研究和发展提供了一种崭新、高效的、安全性高的技术手段和发展方向。流动化学技术的应用过程是由多种系统协同实现的，连续流动反应器是系统的核心，与传统的釜式反应器相比具有明显的优势：传热效果的提升、反应安全性能的提高、物料配比精确、生产重现性良好等。管式反应器是连续流动化学反应装置中的一种，虽然与釜式反应器相比有很多明显的优势，但是传统的未添加新型结构的管式反应器在放大过程中放大效应明显，传质传热效果差，存在反应停留时间长，转化率低的缺点。
发明内容
发明目的：为了解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种强化混合的内构件及利用其制备全氟烷基苯胺的方法。
技术方案：为达到上述发明目的，本发明采用如下技术方案：
一种用于管式反应器的内构件，所述内构件为板状结构，包括板体，以及设于板体上的折弯片和板孔；所述折弯片为板材的一部分，根部与板体的短边平行，其余部位向上或向下折弯，与板材的表面形成一定角度，折弯片折弯后在板材上形成板孔；所述折弯片设置若干个，且相邻的两个折弯方向不同。
作为一种实施方案，在与板体长边垂直的方向上，所述折弯片仅设置一个，此方案适用于内径大于等于4mm切小于10mm的反应管。
作为另一种实施方案，在与板体长边垂直的方向上，所述折弯片平行设置三个。与该实施方案类似的，根据使用管径的大小不同，在与板体长边垂直的方向上，所述折弯片可以平行设置两个或者更多个，例如四个、五个或六个等，此方案适用于内径大约等于10mm且小于25mm规格的反应管。
进一步的，所述折弯片平行设置三个，其中，中间的为长方形，两边的折弯片，其顶面均为斜面，且越靠近板体的边缘，其高度越低。该设计可以与反应管的形状进行良好匹配。
作为具体实施方案，所述折弯片与板材的表面形成一定角度，所述角度大于等于10度小于等于90度。
作为具体实施方案，所述板体选自不锈钢、钛、哈氏合金、镍、锆或钽材质。
一种用于管式反应器的反应管，所述反应管内部设置所述的内构件。设置方式为：所述内构件沿着反应管轴向插入反应管内部，端部与反应管内壁进行固定。
一种管式反应器，包含所述的反应管。
本发明还提供了一种采用上述内径管式反应器制备全氟烷基苯胺的方法，包括如下步骤：
(1)将苯胺和全氟烷基碘(I)溶于有机溶剂中，得到均相溶液A；
(2)将引发剂和相转移催化剂溶于碱性溶液中，得到均相溶液B；
(3)将步骤(1)和步骤(2)所得的两种均相溶液分别同时泵入管式反应器中，反应，收集流出液体，即为全氟烷基苯胺(Ⅱ)粗品；
其中，-Rf为C2～16全氟烷基。
优选的，所述-Rf选自全氟取代直链烷基、全氟取代支链烷基或全氟取代环烷基，更优选的，-Rf选自-CF(CF3)2、-(CF2)2CF(CF3)2、-(CF2)2CF3、-(CF2)4CF(CF3)2、-CF2CF3、-CF2CF＝CF(CF3)2、-(CF2)7CF3或全氟取代环己烷基。
优选的，步骤(1)得到的均相溶液A中，苯胺的浓度为0.02g/mL～0.5g/mL，优选浓度0.08g/mL，苯胺和全氟烷基碘的摩尔比控制在1:1.0～1.5。
优选的，步骤(1)中，所述的有机溶剂为卤代烷烃类、醚类、醇类、酮类、酰胺类、酯类或腈类。
优选的，步骤(2)得到的均相溶液B中，引发剂的浓度为0.3mmol/mL～0.9mmol/mL，优选0.36mmol/mL；所述引发剂为连二亚硫酸钠、连二亚硫酸钾、连二亚硫酸锌或锌-亚硫酸溶液。
优选的，步骤(2)中，所述碱性溶液中，使用的碱为能形成均相溶液并与催化剂兼容的碱，包括无机碱和有机碱，优选浓度为0.72mmol/mL。
优选的，步骤(2)中，所述相转移催化剂选自季铵盐、磷盐类、聚乙二醇醚类或冠醚类化合物。
优选的，步骤(3)中，苯胺和引发剂的反应摩尔比控制在1:0.4～1.2，优选摩尔比为1:0.6。
优选的，步骤(3)中，反应温度为0～50℃，反应停留时间为1～15min。
优选的，步骤(3)中，均相溶液A泵入的速度为18-30mL/min，均相溶液B泵入的速度为30-42mL/min，所述反应管的容积为700-1000mL。
优选的，步骤(3)中，所述管式反应器中包括含有上述内构件的反应器、压力控制阀和产品收集器等；
优选的，步骤(3)将流出的物料使用适合的有机溶剂萃取得到有机相，有机相依次水洗，碱洗或酸洗，饱和氯化钠溶液洗涤，无水硫酸钠干燥过滤后，减压蒸出有机溶剂，所得即为全氟烷基苯胺产物。
有益效果：与现有技术相比，本发明内构件能够增强反应介质在管道内部的扰动以达到湍流效果，同时具备结构简单，成本低，加工方便，实用性强，既可间歇操作，也可以连续操作，容易放大等特点。此外，可以根据需求调整各部件的参数，如折弯件的数量、折弯件与板体的夹角等。内构件固定于反应管内部，反应介质流经内构件折弯片时改变流体流动方向，绕过折弯片，完成水平方向扰动，同时通过下方板孔，完成垂直方向的扰动，强化了反应介质的混合，同时强化传质传热。将其用于反应器中，可以提高反应速率等。
利用含有该内构件的反应器，制备全氟烷基苯胺产物，具有如下优势：
a.采用连续进料法，操作简单，反应速率快，安全性高；
b.大大缩短了反应时间，由釜式反应的6h左右，缩短为10min左右，节能高效；
c.反应器中反应杂质少(没有2-位取代的副产物的生成)，转化率高，制备得到的产品的产率≥89％。
附图说明
图1为本发明内构件的结构示意图(单排一个)。
图2为本发明内构件的折弯件分布示意图(单排一个)。
图3为本发明内构件的结构示意图(单排三个)。
图4为本发明内构件的折弯件分布示意图(单排三个)。
图5为本发明内构件的CFD模拟图(单排一个)。
图6为本发明内构件的CFD模拟图(单排三个)。
图7为本发明反应器系统的示意图。
具体实施方式
根据下述实施例，可以更好地理解本发明。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的内容仅用于说明本发明，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。实施例中采用的实施条件可以根据具体使用的不同要求做进一步调整，未注明的实施条件为本行业的常规条件。本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
实施例1
一种用于管式反应器的内构件，如图1-4所示，内构件为板状结构，包括板体1，以及设于板体1上的折弯片11和板孔12；折弯片11为板材1的一部分，根部与板体1的短边平行，其余部位向上或向下折弯，与板材1的表面形成一定角度，大于等于10度小于等于90度，折弯片11折弯后在板材1上形成板孔12；折弯片11设置若干个，且相邻的两个折弯方向不同。
作为一种实施方案，如图1和2所示，在与板体1长边垂直的方向上，折弯片11仅设置一个。
作为另一种实施方案，如图3和4所示，在与板体1长边垂直的方向上，折弯片11可以平行设置三个。其中，中间的为长方形，两边的折弯片，其顶面均为斜面，且越靠近板体1的边缘，其高度越低，从而能够适应反应管的结构。
上述内构件的具体制作和说明如下：
(1)制作时，利用板材切割出折弯分割线，然后进行折弯，制作简单。
(2)内构件可以根据通量需求制作适用于不同管径的尺寸，放置管内径小于10mm时按照图1和2进行折弯，大于等于10mm时可按照图3和4进行折弯，内构件折片的角度范围10～90°，根据不同的反应体系及不同的粘度范围，以及所需求的流型，通过数据库来进行选择，来控制折弯片各项参数(如角度，宽度，及间隔距离等)，通过反应停留时间及压力降要求来控制内构件的总体装配长度。
(3)内构件材质可选择不锈钢、钛、哈氏合金、镍、锆、钽等材质。
(4)安装内构件的管材可以进行串联或者并联，放置在夹套壳体中，组成新型反应器使用，同时壳程进行加热或撤热。
实施例2
对于上述内构件进行两种不相容液体按照一定流速进行混合的CFD模拟，结果如下：
图5为单排一个折弯片的内构件CFD模拟图，结果显示在流动的过程中，两种不相容的液相有较好的混合效果；
图6为单排三个折弯片的内构件CFD模拟图，结果显示流动的过程中，两种不相容的液相有较好的混合效果。
实施例3：
一种采用含有上述内构件的管式反应器制备全氟烷基苯胺的方法：
反应器系统由通过连接管顺序连接的原料罐、阀门管件、泵、流量计、管式反应器(反应管内径为4mm，内构件为图1和2所示方案)、背压阀、收集罐等，具体组装见图7，反应器与物料出口间连接有压力阀及相应的仪表，实验中所用试剂均为AR。
反应式如下：
其中，-Rf为C2～16全氟烷基
取苯胺279g(3mol)，七氟异丙基碘1066g(3.6mol)，加入3000mL的甲基叔丁基醚混匀得到均相有机溶液；取连二亚硫酸钠314g(1.8mol)，相转移催化剂四丁基硫酸氢铵102g(0.3mol)，无水碳酸钠382g(3.6mol)，溶于4500mL水中得到均相水溶液。将配制好的两种物料分别倒入相应的原料罐中，将温度设定为25℃。将两股物料泵入反应器中。有机溶液以20mL/min的流速泵入，水相溶液以30mL/min的流速泵入。反应温度为25℃，反应停留时间为10min。将出口收集的粗产品加入1000mL的甲基叔丁基醚，静置分液。分出有机相，水相用1000ml甲基叔丁基醚萃取。合并有机相，用0.2mol/L的盐酸溶液，5％的碳酸钠溶液，饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥过滤，旋干溶剂，减压蒸馏，得到产品732.6g，产率为93.5％。1HNMR(400MHz,CDCl3)δ:7.23(m,2H,Ar-H),6.65(m,2H,Ar-H),3.84(br,2H,-NH2)；19F NMR(376MHz,CDCl3)δ:-76.07(m,6F,-CF3),-181.87(m,1F,-CF)。
对比例1
此对比例与实施例3区别仅在于此对比例为常规反应釜中反应。在密闭反应釜中加入苯胺279g(3mol,1.0eq)，4500mL水，3000mL甲基叔丁基醚，连二亚硫酸钠314g(1.8mol,0.6eq)，无水碳酸钠382g(3.6mol,1.2eq)，四丁基硫酸氢铵102g(0.3mol,0.1eq)，七氟异丙基苯胺1066g(3mol,1.2eq),在室温(25℃)下搅拌6小时。加入1000mL的甲基叔丁基醚，静置分液。分出有机相，水相用1000ml甲基叔丁基醚萃取。合并有机相，用0.2mol/L的盐酸溶液，5％的碳酸钠溶液，饱和食盐水洗涤。无水硫酸钠干燥过滤，旋干溶剂，减压蒸馏，得到产品627.5g，产率为80.2％。
对比例2：
此对比例与实施例3区别仅在于反应器未添加新型内构件。取苯胺279g(3mol)，七氟异丙基碘1066g(3mol)，加入3000mL的甲基叔丁基醚混匀得到均相有机溶液；取连二亚硫酸钠314g(1.8mol)，相转移催化剂四丁基硫酸氢铵102g(0.3mol)，碳酸钠382g(3.6mol)，溶于4500mL水中得到均相水溶液。将配制好的两种物料分别倒入相应的原料罐中，将温度设定为25℃。将两股物料泵入未添加结构件的反应器中，其中有机溶液以20mL/min的流速泵入，水相溶液以30mL/min的流速泵入。反应温度为25℃，反应停留时间为10min。将出口收集的粗产品加入1000mL的甲基叔丁基醚，静置分液。分出有机相，水相用1000ml甲基叔丁基醚萃取。合并有机相，用0.2mol/L的盐酸溶液，5％的碳酸钠溶液，饱和食盐水洗涤。无水硫酸钠干燥过滤，旋干溶剂，减压蒸馏，得到产品429.9g，产率为54.3％。
本发明提供了一种思路及方法，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。
Claims (9)
1.一种用于管式反应器的内构件，其特征在于，所述内构件为板状结构，包括板体(1)，以及设于板体(1)上的折弯片(11)和板孔(12)；所述折弯片(11)为板材(1)的一部分，根部与板体(1)的短边平行，其余部位向上或向下折弯，与板材(1)的表面形成一定角度，折弯片(11)折弯后在板材(1)上形成板孔(12)；所述折弯片(11)设置若干个，且相邻的两个折弯方向不同。
2.根据权利要求1所述的用于管式反应器的内构件，其特征在于，在与板体(1)长边垂直的方向上，所述折弯片(11)仅设置一个或者平行设置三个。
3.根据权利要求2所述的用于管式反应器的内构件，其特征在于，所述折弯片(11)平行设置三个时，中间的为长方形，两边的折弯片，其顶面均为斜面，且越靠近板体(1)的边缘，其高度越低。
4.根据权利要求1所述的用于管式反应器的内构件，其特征在于，所述折弯片(11)与板材(1)的表面形成一定角度，所述角度大于等于10度小于等于90度。
5.一种管式反应器制备全氟烷基苯胺的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将苯胺和全氟烷基碘(I)溶于有机溶剂中，得到均相溶液A；
(2)将引发剂和相转移催化剂溶于碱性溶液中，得到均相溶液B；
(3)将步骤(1)和步骤(2)所得的两种均相溶液分别同时泵入管式反应器中，反应，收集流出液体，即为全氟烷基苯胺(Ⅱ)粗品；
其中，-Rf为C2～16全氟烷基，所述管式反应器内部设置权利要求1-4任一项所述的内构件。
6.根据权利要求5所述的采用管式反应器制备全氟烷基苯胺的方法，其特征在于，步骤(1)得到的均相溶液A中，苯胺的浓度为0.02g/mL～0.5g/mL，苯胺和全氟烷基碘的摩尔比控制在1:1.0～1.5；所述的有机溶剂为卤代烷烃类、醚类、醇类、酮类、酰胺类、酯类或腈类。
7.根据权利要求1所述的采用管式反应器制备全氟烷基苯胺的方法，其特征在于，步骤(2)得到的均相溶液B中，引发剂的浓度为0.3mmol/mL～0.9mmol/mL；所述引发剂为连二亚硫酸钠、连二亚硫酸钾、连二亚硫酸锌或锌-亚硫酸溶液；所述碱性溶液中，使用的碱为能形成均相溶液并与催化剂兼容的碱；所述相转移催化剂选自季铵盐、磷盐类、聚乙二醇醚类或冠醚类化合物。
8.根据权利要求1所述的采用管式反应器制备全氟烷基苯胺的方法，其特征在于，步骤(3)中，苯胺和引发剂的反应摩尔比控制在1:0.4～1.2；反应温度为0～50℃，反应停留时间为1～15min。
9.根据权利要求1所述的采用管式反应器制备全氟烷基苯胺的方法，其特征在于，步骤(3)中，均相溶液A泵入的速度为18-30mL/min，均相溶液B泵入的速度为30-42mL/min，所述反应管的容积为700-1500mL。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211353221.8A CN115738986A (zh) | 2022-11-01 | 2022-11-01 | 一种强化混合的内构件及利用其制备全氟烷基苯胺的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211353221.8A CN115738986A (zh) | 2022-11-01 | 2022-11-01 | 一种强化混合的内构件及利用其制备全氟烷基苯胺的方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115738986A true CN115738986A (zh) | 2023-03-07 |
Family
ID=85356017
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211353221.8A Pending CN115738986A (zh) | 2022-11-01 | 2022-11-01 | 一种强化混合的内构件及利用其制备全氟烷基苯胺的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115738986A (zh) |
Citations (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1509403A (zh) * | 2001-05-18 | 2004-06-30 | 液体空气乔治洛德方法利用和研究的具 | 用于热交换器的百叶窗式肋片 |
| JP2005034750A (ja) * | 2003-07-15 | 2005-02-10 | Noritake Co Ltd | 流体攪拌装置 |
| DE102007002981A1 (de) * | 2007-01-19 | 2008-07-31 | Audi Ag | Statischer Mischer für eine Abgasanlage eines brennkraftmaschinenbetriebenen Fahrzeugs, insbesondere Kraftfahrzeugs |
| CN204365317U (zh) * | 2014-12-26 | 2015-06-03 | 吉林市道特化工科技有限责任公司 | 一种用于管道或管道反应器的混合元件 |
| CN104968414A (zh) * | 2012-07-18 | 2015-10-07 | 三菱日立电力系统株式会社 | 催化剂结构体 |
| CN205127771U (zh) * | 2015-11-05 | 2016-04-06 | 天津普利奥能源技术发展有限公司 | 一种氨气/空气混合器 |
| CN105944628A (zh) * | 2016-07-20 | 2016-09-21 | 洛阳融惠化工科技有限公司 | 一种百叶窗式反应器内构件 |
| CN110981846A (zh) * | 2019-12-12 | 2020-04-10 | 西南化工研究设计院有限公司 | 采用带静态混合器的管式反应器制备碳酸乙烯酯的方法 |
| CN111195486A (zh) * | 2018-11-16 | 2020-05-26 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种静态混合器 |
| CN211302702U (zh) * | 2019-07-03 | 2020-08-21 | 广州市八通混合器有限公司 | 连续式螺旋叶片 |
| CN111978159A (zh) * | 2020-07-15 | 2020-11-24 | 宁夏东吴农化股份有限公司 | 一种管式反应器合成对氟苯酚的方法 |
| CN113527109A (zh) * | 2021-07-08 | 2021-10-22 | 南京先进生物材料与过程装备研究院有限公司 | 一种微流场反应技术制备全氟烷基苯胺的方法 |
| CN218795951U (zh) * | 2022-11-01 | 2023-04-07 | 南京先进生物材料与过程装备研究院有限公司 | 一种强化混合的内构件、反应管及管式反应器 |
| CN219128898U (zh) * | 2022-12-23 | 2023-06-06 | 南京先进生物材料与过程装备研究院有限公司 | 一种强化混合的内构件、反应管及管式反应器 |
| CN116917028A (zh) * | 2021-04-12 | 2023-10-20 | 威廉·J·伦德 | 静态混合器插入件和包含该插入件的静态混合器 |
-
2022
- 2022-11-01 CN CN202211353221.8A patent/CN115738986A/zh active Pending
Patent Citations (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1509403A (zh) * | 2001-05-18 | 2004-06-30 | 液体空气乔治洛德方法利用和研究的具 | 用于热交换器的百叶窗式肋片 |
| JP2005034750A (ja) * | 2003-07-15 | 2005-02-10 | Noritake Co Ltd | 流体攪拌装置 |
| DE102007002981A1 (de) * | 2007-01-19 | 2008-07-31 | Audi Ag | Statischer Mischer für eine Abgasanlage eines brennkraftmaschinenbetriebenen Fahrzeugs, insbesondere Kraftfahrzeugs |
| CN104968414A (zh) * | 2012-07-18 | 2015-10-07 | 三菱日立电力系统株式会社 | 催化剂结构体 |
| CN204365317U (zh) * | 2014-12-26 | 2015-06-03 | 吉林市道特化工科技有限责任公司 | 一种用于管道或管道反应器的混合元件 |
| CN205127771U (zh) * | 2015-11-05 | 2016-04-06 | 天津普利奥能源技术发展有限公司 | 一种氨气/空气混合器 |
| CN105944628A (zh) * | 2016-07-20 | 2016-09-21 | 洛阳融惠化工科技有限公司 | 一种百叶窗式反应器内构件 |
| CN111195486A (zh) * | 2018-11-16 | 2020-05-26 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种静态混合器 |
| CN211302702U (zh) * | 2019-07-03 | 2020-08-21 | 广州市八通混合器有限公司 | 连续式螺旋叶片 |
| CN110981846A (zh) * | 2019-12-12 | 2020-04-10 | 西南化工研究设计院有限公司 | 采用带静态混合器的管式反应器制备碳酸乙烯酯的方法 |
| CN111978159A (zh) * | 2020-07-15 | 2020-11-24 | 宁夏东吴农化股份有限公司 | 一种管式反应器合成对氟苯酚的方法 |
| CN116917028A (zh) * | 2021-04-12 | 2023-10-20 | 威廉·J·伦德 | 静态混合器插入件和包含该插入件的静态混合器 |
| CN113527109A (zh) * | 2021-07-08 | 2021-10-22 | 南京先进生物材料与过程装备研究院有限公司 | 一种微流场反应技术制备全氟烷基苯胺的方法 |
| CN218795951U (zh) * | 2022-11-01 | 2023-04-07 | 南京先进生物材料与过程装备研究院有限公司 | 一种强化混合的内构件、反应管及管式反应器 |
| CN219128898U (zh) * | 2022-12-23 | 2023-06-06 | 南京先进生物材料与过程装备研究院有限公司 | 一种强化混合的内构件、反应管及管式反应器 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11555008B2 (en) | Method for preparing L-carnitine using micro-reaction system | |
| CN110981846B (zh) | 采用带静态混合器的管式反应器制备碳酸乙烯酯的方法 | |
| CN102875323B (zh) | 连续流微通道反应器中叔丁醇溴化制备溴代叔丁烷的方法 | |
| CN218795951U (zh) | 一种强化混合的内构件、反应管及管式反应器 | |
| WO2013025775A1 (en) | Process for manufacturing hmb and salts thereof | |
| US9624176B2 (en) | Method for preparing caprolactam by using a microreactor under lewis acid catalysis | |
| CN110294675B (zh) | 一种采用管式连续流反应器制备乙酰乙酸甲酯的方法和系统 | |
| CN111138651B (zh) | 一种全氟聚醚过氧化物的合成方法 | |
| CN113277965B (zh) | 利用微通道反应器连续合成对甲苯磺酰氯的方法 | |
| CN115738986A (zh) | 一种强化混合的内构件及利用其制备全氟烷基苯胺的方法 | |
| CN114539210A (zh) | 一种微通道反应器制备亚硫酸乙烯酯的方法 | |
| WO2022057220A1 (zh) | 乙硫氨酯的连续制备装置及制备乙硫氨酯的方法 | |
| CN113527109A (zh) | 一种微流场反应技术制备全氟烷基苯胺的方法 | |
| CN109232244A (zh) | 一种丁酸苄酯的制备方法 | |
| CN115433158A (zh) | 四氟乙烷-β-磺内酯的生产方法 | |
| CN103102369B (zh) | 一种乙基膦酸二乙酯的生产方法 | |
| CN106905189B (zh) | 用于乙二醇双(丙腈)醚合成的微反应器系统和方法 | |
| CN113045451B (zh) | 一种采用微反应器制备甲氧胺盐酸盐的方法 | |
| CN108794307B (zh) | 一种溶剂法合成4-溴-3-甲基苯甲醚的微反应系统和方法 | |
| CN104387258B (zh) | 一种氯乙酸生产方法及氯化反应器 | |
| CN107686441A (zh) | 一种合成芳香基烷基醚的方法 | |
| CN112552149A (zh) | 一种制备全氟烷基乙烯基醚的反应系统及其方法 | |
| CN103649037B (zh) | 采用酸催化剂进行水解和酯化反应 | |
| CN212335075U (zh) | 一种高选择性制备1,3-丁二醇的系统 | |
| CN114933527B (zh) | 一种微通道内连续合成邻甲基苯甲酰氯的方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |