一种连续合成四氢苯酐的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种连续合成四氢苯酐的方法及装置，属于有机合成技术领域。第一级采用管式微乳液反应器，使顺酐和丁二烯反应，控制反应温度和压力，确保顺酐的转化率；反应产物进入闪蒸釜，脱除过量的丁二烯，脱除的丁二烯以气相形态进入第二级吸收反应器，用过量的顺酐溶液化学反应吸收丁二烯，反应液进入第一级反应器继续与丁二烯反应。本发明专利技术方法产品质量稳定，利用率高，装置自动化程度高，生产成本低，产品质量高，并降低了设备要求，减少了设备成本，技术先进，工艺极具竞争力。工艺极具竞争力。工艺极具竞争力。

【技术实现步骤摘要】
一种连续合成四氢苯酐的方法及装置


[0001]本专利技术涉及四氢苯酐的合成方法，属于有机合成


技术介绍

[0002]四氢苯酐作为顺酐衍生物，广泛应用于树脂固化剂、电子、聚酯类高档涂料、绿色环保增塑剂、医药农药等领域。四氢苯酐衍生物与环氧树脂形成的固化物是一种理想的封装材料，广泛应用于从电阻、电容、电感、二极管、三极管等基本电子元件到半导体器件、集成电路等复杂器件的封装。作为一种重要的化工中间体, 近年来国内对该产品需求量不断增加。
[0003]四氢苯酐在1928年由Dlels
‑
Alder首先制得，采用顺酐与丁二烯缩聚，四氢苯酐合成反应方程式如下所示。该反应是协同机理，即双烯体和亲双烯体通过环状过渡态，旧键的断裂和新键的形成同时进行，一步完成反应过程。
[0004]四氢苯酐合成反应式近年来，利用该方法不仅在实验室，而且在工业生产上制取该产品。最近，报导了关于采用压力、溶剂和提高温度方法来增加产率和加快反应速度的一些专利。国内四氢苯酐的产量不能满足市场日益膨胀的需求，生产企业纷纷釆取添加平行间歇生产线扩大生产，但间歇法生产存在占地面积大、效率低，生产能力小，生产过程复杂，不易自动化控制，质量控制困难、不易降低生产成本等缺点。专利202020115716.7采用半连续反应装置合成四氢苯酐，专利CN205774230采用多级反应釜串联连续化生产甲基四氢苯酐。北京化工大学研究了将顺酐溶于溶剂中，然后加入阻聚剂，加热至略低于反应温度，通入丁二烯，通过管式反应器连续反应，反应达到终点后，将反应液进入冷却室，结晶后过滤，洗涤干燥得到四氢苯酐。1,3
‑
丁二烯与顺丁烯二酸酐合成四氢苯酐时,副反应为1,3
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丁二烯的自聚。1,3
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丁二烯所具有的活泼的共轭双键使其非常容易发生聚合反应,生成丁二烯二聚物、橡胶状自聚物、丁二烯过氧化自聚物、丁二烯端聚物。但是反应的转化率较低，反应时间长，副反应多，产品质量差。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中存在的技术问题，本专利技术提供了一种连续合成四氢苯酐的方法和装置，可实现四氢苯酐的连续化的可控合成，利用顺丁烯二酸酐和1,3
‑
丁二烯双烯在管式微反应器和喷射式混合器的组合装置连续加成制得四氢邻苯二甲酸酐方法，产品质量稳定，装置自动化程度高，生产成本低，产品质量高，并降低了设备要求，减少了设备成本。
[0006]连续合成四氢苯酐的方法，包括以下步骤（1）顺丁烯二酸酐融化或者溶于溶剂中，丁二烯与顺丁烯二酸酐溶液在第一级管式微乳液反应器内反应，丁二烯过量，确保顺丁烯
二酸酐的转化率；（2）反应完毕后反应产物进入闪蒸釜，脱除过量的丁二烯和溶剂，产物四氢苯酐进入下一工序；（3）脱除的丁二烯以气相形态进入第二级吸收反应器，用顺丁烯二酸酐溶液化学反应吸收丁二烯；（4）顺丁烯二酸酐吸收丁二烯后的混合液进入顺丁烯二酸酐物料罐；（5）顺丁烯二酸酐物料罐内的混合液经由输送泵进入第一级管式微乳液反应器继续与丁二烯反应。
[0007]步骤（1）的反应温度为60
‑
150℃，压力为0.1
‑
1MPa。
[0008]步骤（2）的压力为5
‑
100kpa；步骤（3）的反应温度为60
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150℃。
[0009]第一级反应器中丁二烯和顺丁烯二酸酐原料摩尔比为1.5：1，整个系统的丁二烯和顺丁烯二酸酐原料摩尔比为1：1。
[0010]一、连续合成四氢苯酐的装置连续合成四氢苯酐的装置，包括丁二烯物料罐、第一级管式微乳液反应器、闪蒸釜、喷射式混合器和顺丁烯二酸酐物料罐；丁二烯物料罐经由丁二烯输送泵与第一级管式微乳液反应器进口连接；顺丁烯二酸酐物料罐经由顺丁烯二酸酐输送泵与第一级管式微乳液反应器进口连接；第一级管式微乳液反应器出口与闪蒸釜进口连接，闪蒸釜出口与喷射式混合器进口连接；喷射式混合器出口与顺丁烯二酸酐物料罐连接，顺丁烯二酸酐物料罐经由顺丁烯二酸酐循环泵与喷射式混合器进口连接。管式微乳液反应器包括由外而内依次套装的外管、反应管及内管，所述内管具有沿其长度方向间隔设置的卡门涡街生成部，物料A流经反应管和内管之间的空间，物料B经反应管进入反应管和内管之间的空间并与物料A混合，且物料B进入的位置为两卡门涡街生成部之间处。
[0011]喷射式混合器与顺丁烯二酸酐物料罐之间设有丁二烯吸收装置。
[0012]二、工艺流程丁二烯物料罐内的丁二烯经由丁二烯输送泵进入第一级管式微乳液反应器内；顺丁烯二酸酐物料罐内的顺丁烯二酸酐经由输送泵进入第一级管式微乳液反应器内，丁二烯与顺丁烯二酸酐在第一级管式微乳液反应器内发生反应；反应完毕后反应产物进入闪蒸釜，脱除过量的丁二烯，产物四氢苯酐进入下一工序；脱除的丁二烯以气相形态进入喷射式混合器（第二级吸收反应器），顺丁烯二酸酐经由循环泵进入喷射式混合器与丁二烯发生反应吸收丁二烯；顺丁烯二酸酐吸收丁二烯后的混合液进入顺丁烯二酸酐物料罐；顺丁烯二酸酐物料罐内的混合液经由输送泵进入第一级管式微乳液反应器继续与丁二烯反应。
[0013]喷射式混合器与顺丁烯二酸酐物料罐之间可以设置丁二烯吸收装置，用顺丁烯二酸酐吸收喷射式混合器未吸收的丁二烯。
[0014]三、管式微乳液反应器管式微乳液反应器包括由外而内依次套装的外管、反应管及内管，所述内管具有沿其长度方向间隔设置的卡门涡街生成部，物料A流经反应管和内管之间的空间，物料B经反应管进入反应管和内管之间的空间并与物料A混合，且物料B进入的位置为两卡门涡街生成部之间处。
[0015]一混料管穿经外管并与反应管连通，且混料管与反应管连接的位置位于两卡门涡街生成部之间，并靠近前一卡门涡街生成部处，物料B经混料管进入反应管和内管之间的空
间。
[0016]混料管可以为多根，且间隔连通于反应管内腔。
[0017]反应管也可以为包括一微孔膜管，于所述微孔膜管上沿其长度方向间隔构造有与反应管内部空间连通的管状微孔部，各所述管状微孔部位于两卡门涡街生成部之间。
[0018]各所述卡门涡街生成部沿内管的径向向外凸起，且卡门涡街生成部的轴截面为中部高于两端的圆弧形。
[0019]四、并联式高效微反应器第一级管式微乳液反应器还可以采用并联式高效微反应器，包括多个内管，及分别套装于多个内管外的多个反应管，多个反应管内置于反应器壳体内，换热介质分别流经各内管和反应器壳体，且物料A经第一料管上的多个支管分别进入各反应管和相对应的内管之间的空间，物料B经第二料管进入各反应管和相对应的内管之间的空间。
[0020]反应器壳体的两端分别构造有进料腔和出料腔，各所述反应管的两端分别与进料腔和出料腔连通，各内管的两端分别穿出进料腔和出料腔，所述第二料管与进料腔连通，出料管与出料腔连通。
[0021]进一步的，各所述内管的进口端经第一均布管连通，第一均布管连接有换热介质进口管，各内管的出口端经第二均布管连通，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种连续合成四氢苯酐的方法，其特征在于：（1）顺酐融化或者溶于溶剂中，丁二烯与顺丁烯二酸酐溶液在第一级管式微乳液反应器内反应；（2）反应完毕后反应产物进入闪蒸釜，脱除过量的丁二烯和溶剂，产物四氢苯酐进入产品储罐；（3）脱除的丁二烯以气相形态进入第二级吸收反应器，用顺丁烯二酸酐溶液化学反应吸收丁二烯；（4）顺丁烯二酸酐吸收丁二烯后的混合液进入顺丁烯二酸酐物料罐；（5）顺丁烯二酸酐物料罐内的混合液经由输送泵进入第一级管式微乳液反应器继续与丁二烯反应。2.根据权利1所述的连续合成四氢苯酐的方法，其特征在于：步骤（1）的反应温度为60
‑
150℃，压力为0.1
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1MPa；步骤（2）的压力5
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100kpa；步骤（3）的反应温度为60
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150℃。3.根据权利1所述的连续合成四氢苯酐的方法，其特征在于：第一级反应器中丁二烯和顺丁烯二酸酐原料摩尔比为1.5：1，整个系统的丁二烯和顺丁烯二酸酐原料摩尔比为1：1。4.连续合成四氢苯酐的装置，其特征在于：包括丁二烯物料罐、第一级管式微乳液反应器、闪蒸釜、喷射式混合器和顺丁烯二酸酐物料罐；丁二烯物料罐经由丁二烯输送泵与第一级管式微乳液反应器进口连接；顺丁烯二酸酐物料罐经由顺丁烯二酸酐输送泵与第一级管式...

【专利技术属性】
技术研发人员：程曜峰，周永林，周旭康，周玉，
申请(专利权)人：河北龙亿环境工程有限公司，
类型：发明
国别省市：