一种丙烯酸酯类化合物的制备方法及其装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种丙烯酸酯类化合物的制备方法及其装置，其制备方法以含氮化合物为催化剂、碳二亚胺类化合物为吸水剂，酸和醇在非质子性溶剂中进行酯化反应制得式一所示的丙烯酸酯粗品；其中，式一为，R1、R2独立地为甲基或氢；反应温度为0

【技术实现步骤摘要】
一种丙烯酸酯类化合物的制备方法及其装置


[0001]本专利技术属于丙烯酸酯合成领域，具体涉及丙烯酸酯类化合物的制备方法及其装置。

技术介绍

[0002]丙烯酸酯是一类重要的有机化工原料，分子式为CH2CHCOOR，其R可以为各种官能团的结构，通用的丙烯酸酯主要有丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸辛酯等，在涂料、合成纤维、合成橡胶、塑料、皮革、造纸、黏合剂、日用化工品等方面有着广泛的应用。
[0003]式一丙烯酸酯结构式如式一所示，R1、R2独立地为氢或者甲基，表示氢或者甲基，属于丙烯酸酯的一种，除了具备丙烯酸酯的特性外，其分子结构中还含有苯环，能够提高材料的强度，可广泛应用于水泥减水剂、工程塑料、橡胶、合成不饱和聚酯树脂、脱模剂等高分子合成材料行业，其市场开发利用前景十分广阔。
[0004]现有技术对丙烯酸酯的合成方法却鲜有报道，同时，现有的丙烯酸酯的合成方法一般需要较高的反应温度，双键易聚合需加入大量阻聚剂，且高温易造成双键损失，得率较低，能耗成本高。
[0005]因此，亟需开发一种温和条件下制备丙烯酸酯类化合物的方法。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种反应温度相对较低的制备丙烯酸酯类化合物的方法及装置。本专利技术不仅解决了高温酯化时丙烯酸易聚合，产物双键难保留的问题，还降低了能耗。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案为：一种丙烯酸酯类化合物的制备方法，一种丙烯酸酯类化合物的制备方法，其特征在于，以含氮化合物为催化剂、碳二亚胺类化合物为吸水剂，酸和醇在非质子性溶剂中进行
酯化反应制得式一所示的丙烯酸酯粗品；其中，式一为，R1、R2独立地为甲基或氢；反应温度为0
‑
100℃，含氮化合物为叔胺类化合物和/或吡啶类化合物。
[0008]含氮化合物包括叔胺类化合物、吡啶类化合物中至少一种，叔胺类即分子结构中含有叔胺基团的化合物，吡啶类化合物即分子结构中含有吡啶基团的化合物。
[0009]碳二亚胺类化合物为吸水剂，所使用的碳二亚胺类化合物即分子结构中含有
‑
N=C=N
‑
基团的化合物，如二环己基碳二亚胺、二异丙基碳二亚胺、1
‑
乙基3
‑
(3
‑
二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐等。
[0010]非质子性溶剂即质子自递反应极其微弱或没有自递倾向的溶剂，如甲苯、二甲苯、异丙苯、二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、正己烷、环己烷、乙醚、丙酮、乙腈等。
[0011]作为技术方案的进一步改进，为了兼顾原料使用的经济性及产物的高收率和高效率，醇、酸、含氮化合物、碳二亚胺类化合物的摩尔比优选为1:（0.8
‑
1.2）：（0.005
‑
0.05）：（1.0
‑
1.6）。
[0012]作为技术方案的进一步改进，为了提高反应的选择性，所述非质子型溶剂中的含水量≤1000ppm，优选10
‑
1000ppm。
[0013]作为技术方案的进一步改进，为了提高反应的选择性，碳二亚胺类化合物分次加入到反应体系中以便及时脱除酯化反应生成的水，第一次加入至最后一次加入的间隔时间≥1小时。为了兼顾低能耗和高生产效率，优选第一次加入碳二亚胺类化合物至最后一次加入碳二亚胺类化合物的间隔时间为1
‑
10h。优选碳二亚胺类化合物为液体时，滴加到反应体系中，滴加时长≥1小时。
[0014]作为技术方案的进一步改进，为了提高反应的选择性，采用如下步骤：步骤A：将碳二亚胺类化合物与非质子性溶剂混合形成混合物I；步骤B：将醇、酸、含氮化合物和部分非质子性溶剂混合形成混合物Ⅱ；步骤C：将混合物I加入到混合物Ⅱ中，搅拌至反应结束，获得丙烯酸酯类化合物。
[0015]作为技术方案的进一步改进，所述碳二亚胺类化合物为N,N
’‑
二环己基碳二亚胺或1
‑
乙基3
‑
(3
‑
二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐。
[0016]作为技术方案的进一步改进，为了降低聚合副反应的速率，在反应过程中加入阻聚剂和/或通入空气。阻聚剂优选对苯醌等醌类阻聚剂，醌类阻聚剂与本专利技术物料体系适应性好，不会与反应物发生副反应。若反应体系中不加入阻聚剂，也可以采用在反应过程中通入空气的方式来达到相似的阻聚效果。也可以同时加入阻聚剂且通入空气。
[0017]作为技术方案的进一步改进，所述混合物I中碳二亚胺类化合物的质量分数为10
‑
80%。溶剂过少，碳二亚胺类化合物不能完全溶解，导致转化率降低，如果溶剂过多，将导致反应体系浓度降低，影响反应速率，且增加了溶剂回收成本。
[0018]为了获得高纯度的丙烯酸酯化合物，丙烯酸酯粗品还需进一步纯化处理，可采用行业内常规的纯化处理的步骤：洗涤、过滤和提纯，获得α
‑
甲基苄醇丙烯酸酯成品，提纯时
可采用结晶法或柱色谱法。为了获得较高的纯度，优选结晶法使用乙醇进行。优选柱色谱法使用乙酸乙酯和石油醚进行，并进一步优选乙酸乙酯和石油醚的体积比为1:1
‑
50，同时为了提高分离效果，在物料进入柱色谱前还需要进行脱水。本专利技术的纯化处理可使α,α
‑
二甲基苄醇丙烯酸酯的纯度≥96%。
[0019]一种上述制备方法的装置，它包括第一预混单元、第二预混单元、酯化反应单元和丙烯酸酯分离单元。其中，所述第一预混单元用于混合碳二亚胺类化合物和非质子性溶剂，得混合物Ⅰ，所述第一预混单元用于混合醇和酸、含氮化合物和非质子性溶剂，得混合物Ⅱ；混合物Ⅰ和混合物Ⅱ分别沿其管线进入所述酯化反应单元进行酯化反应，酯化反应产物即丙烯酸酯化合物粗品进入所述丙烯酸酯分离单元分离、纯化得到丙烯酸酯成品。
[0020]一种用于联产环氧丙烷和α,α
‑
二甲基苄醇丙烯酸酯的装置，它由丙烯环氧化单元、醇分离单元、所述第一预混单元、所述第二预混单元、所述酯化反应单元和所述丙烯酸酯分离单元组成，其中，丙烯环氧化单元用于丙烯和过氧化氢异丙苯环氧化合成α,α
‑
二甲基苄醇，所述丙烯环氧化单元还连通有丙烯循环管线。丙烯环氧化产物进入所述醇分离单元分离得到环氧丙烷和α,α
‑
二甲基苄醇。该装置能够实现环氧丙烷（PO）和α,α
‑
二甲基苄醇丙烯酸酯的联产，不仅能够拓宽丙烯酸酯装置的联产工艺，而且还能够解决现有异丙苯氧化法CHPPO装置循环利用异丙苯能耗高的问题，以及CHPPO装置联产过氧化二异丙苯（DCP）对过氧化氢异丙苯（CHP）消耗高，影响PO产能的问题。
[0021]本专利技术相对现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步，具体的说，本专利技术的的制备方法在较低的温度下进行，能耗低，规避了高温酯化时丙烯酸易聚合，产物双键难保留的问题。进一步说，本专利技术采用吸水剂分本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种丙烯酸酯类化合物的制备方法，其特征在于，以含氮化合物为催化剂、碳二亚胺类化合物为吸水剂，酸和醇在非质子性溶剂中进行酯化反应制得式一所示的丙烯酸酯粗品；其中，式一为，R1、R2独立地为甲基或氢；反应温度为0
‑
100℃，含氮化合物为叔胺类化合物或吡啶类化合物。2.根据权利要求1所述丙烯酸酯类化合物的制备方法，其特征在于，碳二亚胺类化合物分次加入到反应体系中，第一次至最后一次加入的间隔时间在1小时以上。3.根据权利要求2所述丙烯酸酯类化合物的制备方法，其特征在于，第一次加入碳二亚胺类化合物至最后一次加入碳二亚胺类化合物的间隔时间为1
‑
10h。4.根据权利要求1所述丙烯酸酯类化合物的制备方法，其特征在于，所述碳二亚胺类化合物常温下为液体时，所述碳二亚胺类化合物滴加到反应体系中，滴加时长在1h以上。5.根据权利要求1所述丙烯酸酯类化合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤A：将碳二亚胺类化合物与非质子性溶剂混合形成混合物I；步骤B：将醇、酸、含氮化合物和非质子性溶剂混合形成混合物Ⅱ；步骤C：将混合物I滴加到混合物Ⅱ中，滴加时间在1小时以上，搅拌至反应结束，获得苄醇丙烯酸酯粗品。6.根据权利要求3所述丙烯酸酯类化合物的制备方法，其特征在于，所述混合物I中碳二亚胺类化合物的质量分数为10
‑
80%。7.根据权利要求1
‑
6任一项所述丙烯酸酯类化合物的制备方法，其特征在于，所述碳二亚胺类化合物为N,N
’‑
二环己基碳二亚胺或1
‑
乙基3
‑
(3
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二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐。8.根据权利要求1
‑
6任一项所述丙烯酸酯类化合物的制备方法，其特征在于，所述非质子型溶剂中的含水量≤1000ppm。9.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭程，张舒婷，张益军，陶海桥，孔培军，
申请(专利权)人：红宝丽集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：