CN115959973A - 一种连续生产双环戊二烯乙二醇醚的方法 - Google Patents

一种连续生产双环戊二烯乙二醇醚的方法 Download PDF

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吴声晓
梁海锋
罗万程
朱国亮
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Abstract

本发明公开了一种连续制备双环戊二烯乙二醇醚的方法,乙二醇和双环戊二烯分别连续泵入管道混合器进行混合,然后经过预热器预热,再输送到固定床反应器中进行加成反应;反应产物随后经静置、再连续进蒸馏塔减压蒸馏获得产品。有效提高生产效率,产品质量稳定,连续过程操作简单,可以较大的减少人工成本。

Description

一种连续生产双环戊二烯乙二醇醚的方法
技术领域
本发明涉及双环戊二烯乙二醇醚的合成方法,尤其涉及连续生产双环戊二烯乙二醇醚的方法。
背景技术
双环戊二烯乙二醇醚是新型具有优良性能的丙烯酸酯类单体的原料,有着广泛应用前景,其结构上给丙烯酸引入了体积较大的双环戊二烯基团,故其均聚物的玻璃化转变温度(Tg)较高,硬度、耐水性及透明性均表现出比较好的性能。同时,环上未反应的双键可使其类似干性油在空气中进行氧化聚合,即气干性,因此可广泛应用于涂料、粘合剂、塑料表面、要求绝缘且硬度大的光学材料上。
现有的双环戊二烯乙二醇醚的加成方法主要为采用釜式反应将双环戊二烯缓慢滴加到含有强酸性催化剂的乙二醇溶液中发生醚化反应获得粗反应液,再经过碱洗和水洗处理多次洗涤获得反应粗产品。文献合成工艺中采用的强酸催化剂如甲基苯磺酸等。这些技术方案主要缺陷在于乙二醇和双环戊二烯的醚化反应时强放热反应,双环戊二烯和在高温下均容易发生自身或交叉聚合反应,同时放出大量热量,在工业生产中有爆聚风险;另一方面,使用强酸性催化剂需要大量的废水产生,造成环境污染,增加处理成本。而且,间歇式的反应人工成本和生产效率低下。
发明内容
本发明的目的是提供一种连续制备双环戊二烯乙二醇醚的方法,有效提高生产效率,产品质量稳定,连续过程操作简单,可以较大的减少人工成本。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的,一种续制备双环戊二烯乙二醇醚的方法,包括以下步骤:乙二醇和双环戊二烯分别使用连续泵计量流量打入管道混合器进行混合,然后经过预热器预热,再输送到固定床反应器中进行加成反应;反应产物随后经静置、再连续进蒸馏塔减压蒸馏获得产品。
所述固定床反应器的反应床填充的催化剂为沸石分子筛催化剂NKF-A(3A),产地天津南化催化剂有限公司。
所述催化剂占的固定床反应器容积的20-40%。
所述预热温度为50~60℃。
所述固定床反应器温度为90~100℃。
所述蒸馏塔底温度为180~200℃。
所述的乙二醇和双环戊二烯的质量比为1:1。
本发明中,固定床反应器底部设计有进料口,中部为反应段,最顶部为反应完出料口。
本发明的另一个目的是提供连续制备双环戊二烯乙二醇醚的生产系统,以实现连续制备双环戊二烯乙二醇。
具体地,连续制备双环戊二烯乙二醇醚的生产系统,包括依次连接管道混合器、预热器、固定床反应器、缓冲罐和蒸馏塔,其中,固定床反应器的底部设置进料口,与预热器连接,顶部设置出料口;其中顶部的出料口与缓冲罐连接,蒸馏塔连接产品接收罐和乙二醇接收罐。
本发明具有以下有益效果:
本发明采用固定床反应器制备双环戊二烯乙二醇醚,保证了乙二醇和双环戊二烯连续稳定进料,提高双环戊二烯乙二醇醚的选择性和收率,有效地控制反应过程的温度,避免了双环戊二烯爆聚风险。
本发明选用沸石分子筛催化剂,无腐蚀型,产物无需中和后处理,得到的乙二醇醚酸值低,有效解决强酸催化剂碱洗污染严重问题,更适合生产UV单体减少物料以及催化剂洗涤流失,适合化工装置生产应用。
本发明能够连续性生产,有效提高生产效率,产品质量稳定,连续过程操作简单,可以较大的减少人工成本。
本发明优选合适的催化剂量和反应原料的配比,制备产物双环戊二烯乙二醇醚,进一步提高反应乙二醇和双环戊二烯的选择性和收率。
附图说明
图1为本发明的连续制备双环戊二烯乙二醇醚的生产系统。
01.乙二醇计量泵,02.双环戊二烯计量泵,03.管道混合器,04.预热器,05.阀门,06.保温套,07固定床反应器,08.冷凝器,09缓冲罐,10.蒸馏进料泵,11.塔底循环泵,12.蒸馏塔,13.蒸馏再沸器,14.产品冷凝器,15.产品接收罐,16.乙二醇冷凝器,17.乙二醇接收罐。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚,下面将结合具体实施例进行详细描述。
如图1所示的是本发明连续制备双环戊二烯乙二醇醚的生产系统,包括经过管道依次连接管道混合器03、预热器04、固定床反应器07、缓冲罐09和蒸馏塔12。
其中,管道混合器03的进料口经管道连接乙二醇计量泵01和双环戊二烯计量泵02连接。
固定床反应器07的底部设置进料口,与预热器04连接;顶部设置出料口,与缓冲罐09连接。固定床反应器07外套设保温套06,保温套06连接进出水管。
蒸馏塔12顶部的出气口经管道和乙二醇冷凝器16与乙二醇接收罐17连接。蒸馏塔12的产品出口经管道和乙二醇冷凝器16与产品接收罐15。蒸馏塔12底部设置蒸馏再沸器13和塔底循环泵11。蒸馏塔12底部出料口与塔底循环泵11连接,蒸馏再沸器13的进料口与塔底循环泵11的出料口连接,其出料口则与蒸馏塔12底部连接。
预热器04外套设保温套,保温套连接进出水管,在进水管上设阀门05。
双环戊二烯(工业级95%~98%):广东新华粤石化集团股份公司。
乙二醇,分析纯:中石化(茂名分公司)。
沸石分子筛催化剂NKF-A(3A),产地天津南化催化剂有限公司。
实施例1
将催化剂提前装入07的固定床反应器的反应床中,其中催化剂填充量为设备容积的0.3(即30%)。催化剂为沸石分子筛催化剂NKF-A(3A)。
乙二醇从乙二醇计量泵01连续泵入管道混合器03内,泵速度为0.5mg/min。
设定预热器04的温度为70℃。
再将双环戊二烯从双环戊二烯计量泵02泵入管道混合器03内,泵速度为0.5mg/min。
乙二醇和双环戊二烯的质量为1:1,两股物料经管道混合器03混合后经预热器04预热到55℃。
物料进入固定床反应器07进行反应,反应温度由控制保温套06反应冷却水量保持为95℃。
出来的粗产品含有过量的乙二醇和少量的重组分至缓冲罐09保存。
控制蒸馏进料泵10的反应物进入蒸馏塔12进行简单的减压蒸馏。出来的乙二醇回收至乙二醇接收罐17,产品接收罐15接收得双环戊二烯乙二醇醚。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于:固定床反应器07的反应温度为80℃。
实施例3
本实施例与实施例1的区别在于:固定床反应器07的反应温度为105℃。
实施例4
本实施例与实施例1的区别在于:催化剂填充固定床反应器07固定床容积的20%。
实施例5
本实施例与实施例1的区别在于:催化剂填充固定床反应器07固定床容积的40%。
实施例6
本实施例与实施例1的区别在于:乙二醇计量泵01乙二醇泵入速度为0.7mg/min,双环戊二烯计量泵02双环戊二烯的泵入速度为0.5mg/min。
实施例7
本实施例与实施例1的区别在于:乙二醇计量泵01乙二醇泵入速度为0.5mg/min,双环戊二烯计量泵02双环戊二烯的泵入速度为0.6mg/min。
效果评估
实施例1~7在连续运行1h后进行采样分析,分析方法采用气相色谱,面积归一法,对产物进行含量分析。
实施例 双环戊二烯乙二醇醚(%)
1 99.2%
2 98.2%
3 97.2%
4 96.7%
5 99.0%
6 99.1%
7 97.3%
对比例1
与实施例1的区别:固定床反应器07温度设定为60℃。本对比例最终制备的产品含量为85.8%。
对比例2
与实施例1的区别:乙二醇计量泵01乙二醇泵入速度为0.5mg/min,双环戊二烯计量泵02双环戊二烯的泵入速度为1mg/min。本对比例最终制备的产品含量为55.3%。
需要说明的是,以上所述是本发明的优选实施方式。对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明所述原理的前提下,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。

Claims (10)

1.一种连续制备双环戊二烯乙二醇醚的方法,其特征是,乙二醇和双环戊二烯分别连续泵入管道混合器进行混合,然后经过预热器预热,再输送到固定床反应器中进行加成反应;反应产物随后经静置、再连续进蒸馏塔减压蒸馏获得产品。
2.根据权利要求1所述的连续制备双环戊二烯乙二醇醚的方法,其特征是,所述固定床反应器的反应床填充的催化剂为沸石分子筛催化剂NKF-A(3A)。
3.根据权利要求2所述的连续制备双环戊二烯乙二醇醚的方法,其特征是,所述催化剂占的固定床反应器容积的20-40%。
4.根据权利要求1所述的连续制备双环戊二烯乙二醇醚的方法,其特征是,所述预热温度为50~60℃。
5.根据权利要求1所述的连续制备双环戊二烯乙二醇醚的方法,其特征是,所述固定床反应器温度为90~100℃。
6.根据权利要求1所述的连续制备双环戊二烯乙二醇醚的方法,其特征是,所述蒸馏塔底温度为180~200℃。
7.根据权利要求1所述的连续制备双环戊二烯乙二醇醚的方法,其特征是,所述的乙二醇和双环戊二烯的质量比为1:1。
8.连续制备双环戊二烯乙二醇醚的生产系统,其特征是,包括依次连接管道混合器、预热器、固定床反应器、缓冲罐和蒸馏塔,其中,固定床反应器的底部设置进料口,与预热器连接,顶部设置出料口;其中顶部的出料口与缓冲罐连接,蒸馏塔连接产品接收罐和乙二醇接收罐。
9.根据权利要求8所述的连续制备双环戊二烯乙二醇醚的生产系统,其特征是,所述固定床反应器的反应床填充的催化剂为沸石分子筛催化剂NKF-A(3A)。
10.根据权利要求8或9所述的连续制备双环戊二烯乙二醇醚的生产系统,其特征是,所述催化剂占的固定床反应器容积的20-40%。
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