一种全氟丁基乙烯的连续制备方法技术

本发明专利技术公开了一种全氟丁基乙烯的连续制备方法，包括：(1)分别同时将全氟丁基碘和引发剂的混合液、乙烯连续通入第一超重力反应器中进行反应，得到第一反应产物；(2)将上述第一反应产物与碱溶液同时通入第二超重力反应器中进行反应，得到第二反应产物；(3)将第二反应产物经静置分层，得到第一水相和第一有机相，将第一有机相经水洗、分层得到第二水相和第二有机相，将第二有机相精馏得到全氟丁基乙烯产品。本发明专利技术具有绿色环保、收率高、成本低、能耗低、安全高效的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种全氟丁基乙烯的连续制备方法氟丁基碘、乙烯为原料经加成、消除HI，制备全氟丁基乙烯的方法(JournalofFluorineChemistry,24(1),93-104；1984)，文中具体过程，生产方式，反应设备未见详细报道且该方法总收率只有85％。又如WO2002014247A3报道了一种以全氟丁基乙基碘、22％氢氧化钠水溶液为原料，以双(β羟丙基)椰子苄胺氯化物盐为相转移催化剂，于75℃，经垂直的内径21厘米，高6.1m十级鼓泡式反应器，连续制备全氟丁基乙烯的方法，所得顶部冷凝液中PFBE含量超95％。该方法需要持续通入季铵盐类相转移催化剂，后续在反应器内不断累积，需要定期排放，产生的“三废”量较大。其次，该鼓泡式反应器体积较大，保温所需能耗太高。最后，仅仅依靠生成的PFBE气化来带动反应器内液体的传质传热，效果不理想，容易造成局部过热等问题。另外，现有技术均采用传统的釜式反应器或塔式反应器，存在混合不均匀、副产物较多，传热效果不佳，容易造成局部过热等问题。乙烯与全氟丁基碘加成属于自由基反应，反应剧烈、放热量大，采用釜式设备存在较大的安全风险。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的不足，提供了一种绿色环保、收率高、成本低、能耗低、安全高效的全氟丁基乙烯的连续制备方法，该方法适用于工业生产，具有良好的应用前景。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种全氟丁基乙烯的连续制备方法，包括以下步骤：(1)分别同时将全氟丁基碘(PFBI)和引发剂的混合液、乙烯连续通入第一超重力反应器中进行反应，得到第一反应产物；(2)将上述第一反应产物与碱溶液同时通入第二超重力反应器中进行反应，得到第二反应产物；(3)将步骤(2)得到的第二反应产物经静置分层，得到第一水相和第一有机相，将第一有机相经水洗、分层得到第二水相和第二有机相，将第二有机相精馏得到全氟丁基乙烯产品。优选地，所述的全氟丁基碘和引发剂的混合液与乙烯的质量比为11～12.5:1优选地，所述的全氟丁基碘和引发剂的混合液中引发剂的含量为0.1～0.4wt％(wt％，质量百分含量)。优选地，步骤(1)中所述的反应的温度为40～100℃，反应的压力为0～0.3Mpa。优选地，所述的引发剂为偶氮二异丁腈(AIBN)、偶氮二异庚腈、偶氮二异丁酸二甲酯、叔丁基过氧化氢、异丙苯过氧化氢、过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酸叔丁酯中的至少一种。优选地，步骤(2)中所述的反应的温度为30～60℃，反应的压力为常压。优选地，所述的碱溶液为KOH水溶液、NaOH水溶液、Ca(OH)2水溶液中的至少一种，所述的碱溶液的浓度为5～50wt％。优选地，所述的乙烯与碱溶液中碱的质量比为0.3～0.7:1。优选地，所述的第一超重力反应器和第二超重力反应器的超重力水平均为5～800g。优选地，将所述的第一水相和第二水相经蒸馏得到副产碘化盐和回收水，将回收水循环用于配制碱溶液。由于制备过程本身会有部分水的生成，随着循环次数的增加，收集的水量会越来越多，可进行定期进行清水达标排放。本专利技术所得副产碘化盐，可作为化工品进行出售。本专利技术中，所述“超重力”指的是超过地球重力加速度数倍甚至数千倍的重力场的力。在强大的超重力作用下，物料在超重力反应器孔道中流动，强大的剪切力将物料撕裂成膜、丝、滴或极微小气泡。超重力反应器传质传热效率较传统反应器提升几个数量级。与釜式反应器和塔式反应器相比，超重力反应器反应时间可大幅缩短，反应选择性得到提升，总收率可大幅提高，特别适应于工业生产。本专利技术中的第一超重力反应器和第二超重力反应器可选自超重力旋转填充床、旋转碟片超重力装置中的一种，优选超重力旋转填充床。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：1、能耗低、安全高效，本专利技术通过使用超重力反应器并优化工艺，显著提高了反应的传质传热效率，避免了反应器局部过热，反应过程安全可控，且反应过程中两步反应直接串联，无需换热器进行移热，余热得到充分利用，有效降低了能耗，提高了生成过程的安全性。2、收率高、成本低，本专利技术通过使用超重力反应器并优化工艺，实现了全氟丁基乙烯的连续生产，提升了反应选择性及反应总收率，反应总收率在≥93％以上，所得副产碘化盐，可作为化工品进行出售，进一步降低了成本。3、绿色环保，制备过程中产生的水相经蒸馏得到副产碘化盐和回收水，副产碘化盐可作为化工品进行出售，回收水可用于配制碱溶液，实现了循环利用，显著减少了“三废”排放。附图说明图1为本专利技术的工艺流程图；图2为实施例1制备的全氟丁基乙烯的19F-NMR图；图3为实施例1制备的全氟丁基乙烯的1H-NMR图。图中，1为第一超重力反应器，2为第二超重力反应器，3为分层器，4为水洗槽，5为精馏塔，6为碱液槽，7为水回收槽，8为蒸馏塔。具体实施方式本专利技术流程如图1所示，分别同时将全氟丁基碘(PFBI)和引发剂的混合液、乙烯气体连续通入第一超重力反应器1中进行自由基加成反应，得到反应产物；自第一超重力反应器1来的反应产物和自碱液槽6来的碱溶液同时进入第二超重力反应器2中继续反应，得到第二超重力反应器反应产物；将第二超重力反应器反应产物进入分层器3中静置分层，得到上层水相和下层有机相，将下层有机相进入水洗槽4中进行水洗，水洗后静置分层再次得到上层水相和下层有机相，将水洗槽4得到的有机相进入精馏塔5中精馏得到全氟丁基乙烯产品。分层器3和水洗槽4得到的水相合并后进入蒸馏塔8蒸馏，蒸馏塔8塔底得到的副产碘化盐可作为化工品进行出售；蒸馏塔8塔顶得到的回收水经水回收槽7收集后进入碱液槽6中用于配制碱溶液，已循环利用。由于制备过程本身会有部分水的生成，随着循环次数的增加，收集的水量会越来越多，可根据实际生产情况定期进行清水达标排放。以下结合实施例对本专利技术做进一步详细描述，但本专利技术不仅仅局限于以下实施例。实施例1控制乙烯流量为28kg/h，全氟丁基碘/AIBN混合液(其中AIBN含量为0.1wt％)流量为344.4kg/h，设定第一超重力反应器1(超重力旋转填充床，型号BZ7502P05，杭州科力化工设备有限公司)超重力水平为5g，反应温度为70℃，体系压力(表压)为0.2Mpa；反应液从第一超重力反应器1出口进入第二超重力反应器2(超重力旋转碟片，型号BZ8503P15，杭州科力化工设备有限公司)，同时向第二超重力反应器2以185.8kg/h的流量通入30wt％的KOH水溶液，设定第二超重力反应器2超重力水平为200g，反应温度为60℃，反应压力为常压；含全氟丁基乙烯(PFBE)的反应液从第二超重力反应器2的出口流出，进入分层器3，温度冷却至25℃，静置分层15min，将下层有机相进入水洗槽4进行水洗，水洗后静置15min，将水洗槽4得到的下层有机液进入精馏塔5进行连续精馏提纯，产品PFBE流量为232.5kg/h(纯度99.94％)，总收率95％；将分层器3和水洗槽4得到的水层合并后进入蒸馏塔8，进行水本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种全氟丁基乙烯的连续制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(1)分别同时将全氟丁基碘和引发剂的混合液、乙烯连续通入第一超重力反应器中进行反应，得到第一反应产物；/n(2)将上述第一反应产物与碱溶液同时通入第二超重力反应器中进行反应，得到第二反应产物；/n(3)将步骤(2)得到的第二反应产物经静置分层，得到第一水相和第一有机相，将第一有机相经水洗、分层得到第二水相和第二有机相，将第二有机相精馏得到全氟丁基乙烯产品。/n

【技术特征摘要】
1.一种全氟丁基乙烯的连续制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)分别同时将全氟丁基碘和引发剂的混合液、乙烯连续通入第一超重力反应器中进行反应，得到第一反应产物；
(2)将上述第一反应产物与碱溶液同时通入第二超重力反应器中进行反应，得到第二反应产物；
(3)将步骤(2)得到的第二反应产物经静置分层，得到第一水相和第一有机相，将第一有机相经水洗、分层得到第二水相和第二有机相，将第二有机相精馏得到全氟丁基乙烯产品。


2.根据权利要求1所述的全氟丁基乙烯的连续制备方法，其特征在于，所述的全氟丁基碘和引发剂的混合液与乙烯的质量比为11～12.5:1。


3.根据权利要求1所述的全氟丁基乙烯的连续制备方法，其特征在于，所述的全氟丁基碘和引发剂的混合液中引发剂的含量为0.1～0.4wt％。


4.根据权利要求1所述的全氟丁基乙烯的连续制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述的反应的温度为40～100℃，反应的压力为0～0.3Mpa。


5.根据权利要求1所述的全氟丁基乙烯的连续制备方...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕杨，李宏峰，徐登平，雷志刚，张会学，马利勇，
申请(专利权)人：浙江巨化技术中心有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33