一种硝酸异辛酯的合成方法技术

本发明专利技术提供了一种硝酸异辛酯的合成方法，以固体酸为催化剂，用计量泵将异辛醇、硝酸送入微管式反应器，反应液经中和、分液、膜过滤得到硝酸异辛酯产品的合成工艺。本发明专利技术工艺安全性高，操作稳定，能耗低，三废少。

A synthetic method of isooctyl nitrate

The invention provides a synthesis method of isooctyl nitrate. With solid acid as catalyst, isooctyl alcohol and nitric acid are fed into a microtubule reactor by a metering pump, and the reaction liquid is neutralized, separated and filtered by a membrane to obtain the synthesis process of isooctyl nitrate product. The invention has the advantages of high safety, stable operation, low energy consumption and less three wastes.

【技术实现步骤摘要】
一种硝酸异辛酯的合成方法
本专利技术涉及一种硝酸异辛酯的合成工艺，具体涉及一种以固体酸为催化剂，用计量泵将异辛醇、硝酸送入微管式反应器，反应液经中和、分液、膜过滤得到硝酸异辛酯产品的合成方法。
技术介绍
硝酸异辛酯是一种重要的柴油十六烷值改进剂，作为添加剂加入到柴油中，可以大大降低柴油自燃活化能，改善着火性能，提高十六烷值。硝酸异辛酯是一种重要的柴油十六烷值改进剂。硝酸异辛酯受热分解产生活性自由基，引发一系列氧化链式反应，作为添加剂加入到柴油中，可以大大降低柴油自燃活化能，改善着火性能，提高十六烷值。硝酸异辛酯通常采用硝硫混酸与异辛醇反应的合成工艺，反应过程速度快、放热大；反应后的硫酸浓度变稀，回用时需浓缩。浓缩过程温度高，能耗大。反应液分离得到的有机相通常采用碱洗、水洗、干燥等后处理得到产品。目前碱洗、水洗通常在反应釜中进行，效率低，废水量大；干燥脱水的方法有真空干燥脱水、吸附剂吸附脱水、利用亲油疏水材料脱水。CN1031525A公开了真空干燥脱水的方法，此种方法需专门的真空设备，投资和运行费用高。CN1045773A公开了一种利用亲油疏水材料脱水的工艺，脱水材料主要为油毡，此种材料脱水能力差，需进一步吸附脱水。CN1903829A公开了一种以无水硫酸钠为吸附剂的脱水方法，此方法中无水硫酸钠吸水易结块，影响流体流动；再生和拆卸麻烦，使用一定时间后形成的废硫酸钠需另外处理。CN101696168B公开了一种用硅胶进行粗脱水、分子筛进行精脱水的方法，该方法中硅胶、分子筛随着使用时间延长，吸附脱水能力减弱，再生数次后硅胶、分子筛无法再生，形成固废，需另外处理。
技术实现思路
本专利技术涉及一种硝酸异辛酯的合成工艺，具体涉及一种以固体酸为催化剂，用计量泵将异辛醇、硝酸送入微管式反应器，反应液经中和、分液、膜过滤得到硝酸异辛酯产品的合成方法。本专利技术的上述目的是通过以下技术方案实现的：硝酸异辛酯的合成方法，其特征是包括：1）将固体超强酸填装到微管式反应器中，通入98%浓硫酸预活化；2）将98%的浓硝酸和异辛醇按比例用泵送入微管式反应器，在微管式反应器反应后得到酸性硝酸异辛酯粗品；3）用泵分别将液碱和酸性硝酸异辛酯粗品送入静态混合器，在静态混合器中反应中和后进入油-水分液装置，分去无机相，有机相进入膜过滤器，过滤脱水，成品含水量≤50ppm。所述浓硝酸和异辛醇的摩尔比在1.5~1.0:1。所述步骤2）中的反应温度为10-25℃。所述固体超强酸为负载SO42-的氧化物。所述负载SO42-的氧化物选自SO42-/ZrO2-SiO2，SO42-/TiO2-SiO2，SO42-/Al2O3-SiO2，SO42-/ZrO2-Al2O3，SO42-/ZrO2-CeO2。所述固体超强酸为颗粒状固体。所述微管式反应器直径为0.5-1.5mm；反应液空时速为180-600h-1。所述的膜过滤器的膜材料为改性的陶瓷膜。所述步骤1）中的预活化温度为15-40℃，时间为5-25min。本专利技术方法与现有技术相比，具有以下优势：1）微管式反应器传质传热快，工艺安全性高；2）以固体超强酸替代液体浓硫酸，避免了废酸浓缩套用过程，降低了能耗；3）静态混合器替代反应釜进行中和过程，混合效果好，操作稳定；4）以膜过滤器除水除盐，无固体废物产生。附图说明图1是本专利技术实施例合成方法的工艺流程方框示意图。具体实施方式参考以下仅仅为说明而给出的实施例，本专利技术进一步的细节和优点将变得更加清楚，这些实施例并非用于限制本专利技术的保护范围，本专利技术的保护范围以所附的权利要求书为准。以下实施例的合成方法，参见附图1。实施例1将5g细颗粒SO42-/ZrO2-SiO2填装入直径为1mm的微管式反应器，反应器整体浸没与油浴中；油浴通过外接的加热制冷循环器控温。在25℃温度下通入98%硫酸20min后降温至10℃，用计量泵分别将98%的浓硝酸和99.5%的异辛醇送入微管式反应器，控制泵的流速，保持硝酸与异辛醇的摩尔比为1.1，反应液空时速180h-1，反应液进入中间储罐。将反应液和液碱分别用计量泵打入静态混合器，中和反应后进入油-水分液装置，分出有机相，进入膜过滤器，经改性陶瓷膜过滤后，得到无色透明硝酸异辛酯，纯度99.12%，收率99.15%，产品含水量40ppm。实施例2将5g细颗粒SO42-/ZrO2-SiO2填装入直径为1mm的微管式反应器，反应器整体浸没与油浴中；油浴通过外接的加热制冷循环器控温。在25℃温度下通入98%硫酸20min后降温至15℃，用计量泵分别将98%的浓硝酸和99.5%的异辛醇送入微管式反应器，控制泵的流速，保持硝酸与异辛醇的摩尔比为1.1，反应液空时速180h-1，反应液进入中间储罐。将反应液和液碱分别用计量泵打入静态混合器，中和反应后进入油-水分液装置，分出有机相，进入膜过滤器，经改性陶瓷膜过滤后，得到无色透明硝酸异辛酯，纯度99.20%，收率98.65%，产品含水量40ppm。实施例3将5g细颗粒SO42-/ZrO2-SiO2填装入直径为1mm的微管式反应器，反应器整体浸没与油浴中；油浴通过外接的加热制冷循环器控温。在25℃温度下通入98%硫酸20min后降温至15℃，用计量泵分别将98%的浓硝酸和99.5%的异辛醇送入微管式反应器，控制泵的流速，保持硝酸与异辛醇的摩尔比为1.1，反应液空时速540h-1，反应液进入中间储罐。将反应液和液碱分别用计量泵打入静态混合器，中和反应后进入油-水分液装置，分出有机相，进入膜过滤器，经改性陶瓷膜过滤后，得到无色透明硝酸异辛酯，纯度98.95%，收率98.70%，产品含水量40ppm。实施例4将5g细颗粒SO42-/ZrO2-SiO2填装入直径为1mm的微管式反应器，反应器整体浸没与油浴中；油浴通过外接的加热制冷循环器控温。在25℃温度下通入98%硫酸20min后降温至20℃，用计量泵分别将98%的浓硝酸和99.5%的异辛醇送入微管式反应器，控制泵的流速，保持硝酸与异辛醇的摩尔比为1.1，反应液空时速540h-1，反应液进入中间储罐。将反应液和液碱分别用计量泵打入静态混合器，中和反应后进入油-水分液装置，分出有机相，进入膜过滤器，经改性陶瓷膜过滤后，得到无色透明硝酸异辛酯，纯度99.85%，收率99.30%，产品含水量40ppm。实施例5将5g细颗粒SO42-/ZrO2-SiO2填装入直径为2mm的微管式反应器，反应器整体浸没与油浴中；油浴通过外接的加热制冷循环器控温。在25℃温度下通入98%硫酸20min后降温至20℃，用计量泵分别将98%的浓硝酸和99.5%的异辛醇送入微管式反应器，控制泵的流速，保持硝酸与异辛醇的摩尔比为1.05，反应液空时速180h-1，反应液进入本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种硝酸异辛酯的合成方法，其特征是包括：/n1）将固体超强酸填装到微管式反应器中，通入98%浓硫酸预活化；/n2）将98%的浓硝酸和异辛醇按比例用泵送入微管式反应器，在微管式反应器反应后得到酸性硝酸异辛酯粗品；/n3）用泵分别将液碱和酸性硝酸异辛酯粗品送入静态混合器，在静态混合器中反应中和后进入油-水分液装置，分去无机相，有机相进入膜过滤器，过滤脱水，成品含水量≤50ppm。/n

【技术特征摘要】
1.一种硝酸异辛酯的合成方法，其特征是包括：
1）将固体超强酸填装到微管式反应器中，通入98%浓硫酸预活化；
2）将98%的浓硝酸和异辛醇按比例用泵送入微管式反应器，在微管式反应器反应后得到酸性硝酸异辛酯粗品；
3）用泵分别将液碱和酸性硝酸异辛酯粗品送入静态混合器，在静态混合器中反应中和后进入油-水分液装置，分去无机相，有机相进入膜过滤器，过滤脱水，成品含水量≤50ppm。


2.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于浓硝酸和异辛醇的摩尔比在1.5~1.0:1。


3.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于步骤2）中的反应温度为10-25℃。


4.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于固体超强酸为负载SO42-的氧化物。

【专利技术属性】
技术研发人员：金钢，任磊，黄伟，何志勇，陶建青，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中石化南京化工研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32