一种微通道制备过氧化新癸酸叔丁基酯的方法技术

本发明专利技术提供了一种微通道制备过氧化新癸酸叔丁基酯的方法，涉及化工领域，包括步骤：碱性溶液与叔丁基过氧化氢预混合后，通过计量泵分别泵送至微通道反应器内，与新癸酰氯进行反应，混合液经过三级温区，通过预混、反应、冷却淬灭步骤完成过氧化新癸酸叔丁基酯的合成，突破反应温度小于30℃的限制。采用心型微通道技术，实现比直行结构的微通道反应器更高的混合效率，产物过氧化新癸酸叔丁基酯产品质量稳定，重现性好；采用本发明专利技术的方法进行生产，简化了生产工艺，实现本质安全，BNP固含量可达到97％以上，收率可达到98％以上。收率可达到98％以上。收率可达到98％以上。

【技术实现步骤摘要】
一种微通道制备过氧化新癸酸叔丁基酯的方法


[0001]本专利技术属于化工领域，具体涉及一种高聚合物合成用的引发剂过氧化新癸酸叔丁基酯的制备方法，特别涉及一种微通道制备过氧化新癸酸叔丁基酯的方法。

技术介绍

[0002]微通道反应器，是指连续流动的管式反应器，是包括混合器、热交换器、反应器等必需的化学设备。微通道反应器内部是由几个直径为10
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500μm的微管组成，但管的尺寸远小于传统管式反应器的尺寸，这增加了表面积，提高了混合效率和传热效率。因此，微通道反应器可以实现反应温度的精细控制，是提高产量、选择性、安全性和产品质量的关键。
[0003]引发剂是指一类容易受热分解成自由基的化合物，可用于引发烯类、双烯类单体的自由基聚合和共聚合反应，常见的引发剂可以分为过氧化物引发剂和偶氮类引发剂。过氧化新癸酸叔丁基酯(BNP)作为一种超高活性的引发剂，可以很好的提高聚合反应效率，缩短反应时间，引发效率高，提高产品性能，具有市场性。但是，过氧酯是非常活泼的化合物，极易分解为高反应活性的自由基和氧。过氧化新癸酸叔丁基酯的传统工业制备生产一般采用间歇操作方式：蒸馏水和氢氧化钾固体混合持续降温，加入叔丁基过氧化氢溶液，控制反应温度不超过20℃；当温度将至10℃以下时，滴加新癸酰氯，需控制半小时内滴加完毕，低温恒温反应2小时左右，反应完毕后需静置分水。而传统的生产反应过程中，温度、浓度分布不均匀，且混合性差，所制备得到的BNP收率仅在80％左右，纯度也较差。在加原料的过程中，需滴加新癸酰氯控制反应，受人为因素较大，且对人体伤害大，最后导致产品原液纯度不高且重复性差。
[0004]而利用微通道反应器制备过氧化新癸酸叔丁基酯无放大效应，可以精准的控制反应温度，及时的移除反应热，有利于生产安全可靠的进行，且反应稳定，固含量和收率波动小。因此，一种连续性的过氧化新癸酸叔丁基酯生产工艺成为近几年该领域人员研究的重点。
[0005]中国专利申请201710688986.X公开了一种无放大效应的过氧化新癸酸叔丁酯的连续流合成工艺，合成工艺是以过氧化叔丁醇、碱液、新癸酰氯为原料，一次性混合后依次经碱化反应、酯化反应以及淬灭步骤得到过氧化新癸酸叔丁酯，所述的合成工艺在一体化连续流反应器中进行。该专利该方法具有缩短聚合反应时间、无放大效应、产品指标稳定、重现性好等优点。但该方法在实际生产中还存在以下问题：(1)连续流反应器为三个单元串联，增加反应单元会增加成本，延长反应时间。(2)通过添加淬灭剂停止反应，不仅增加成本还为引发剂BNP的洗涤纯化增加困难。(3)三种原料一次性混合，会造成反应不完全，甚至造成安全问题。
[0006]中国专利技术专利CN104592080A公开了一种连续流制备过氧化新癸酸特丁酯(BNP)的方法，30
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45wt％的碱性水溶液和70
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75wt％叔丁基过氧化氢水溶液分别稳定地通入1#反应器中反应，随后进入2#反应器；浓度为90
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100wt％的新癸酰氯溶液稳定地通入2#反应器，与碱性水溶液和叔丁基过氧化氢水溶液的产物发生反应，加入盐水控制反应温度在15
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35℃；
产物经过延迟管线进一步充分反应制得BNP，收率在98％以上。但是，该专利技术的反应需要严格控制低温在35℃以下，低温的控制对于工艺的生产较困难。
[0007]从现有技术来看，连续制备BNP的工艺仍然存在严格控制低温反应、反应总时间长等问题，增加了工业化难度。鉴于此，本专利技术提供了一种可不严格控制低温、利用多温区多模块的微通道反应器连续制备过氧化新癸酸叔丁基酯方法。

技术实现思路

[0008]本专利技术针对现有技术存在的问题，提供了一种微通道制备过氧化新癸酸叔丁基酯的方法，采用多温区、多模块的微通道反应器可实现过氧化新癸酸叔丁基酯的高温制备，反应时间短，且产物收率高。对人体伤害小，对于局部的泄露是可以及时的更换微通道模块且不影响整体的生产。
[0009]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0010]首先，本专利技术提供了一种微通道制备过氧化新癸酸叔丁基酯的方法，包括步骤：
[0011](1)碱性溶液和叔丁基过氧化氢分别通过1#计量泵和2#计量泵进入釜式反应器，进行预混，得到混合物A；
[0012](2)混合物A和新癸酰氯溶液分别通过4#计量泵和3#计量泵进入微通道反应器，调节投料比、调节微通道反应器的温度
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10
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100℃进行反应；
[0013](3)反应后，经过最后冷却区冷却降温至20
‑
30℃，得到过氧化新癸酸叔丁基酯。
[0014]优选地，步骤(1)中，所述碱性溶液选自氢氧化钾水溶液、氢氧化钠水溶液的至少一种。
[0015]优选地，步骤(1)中，所述碱性溶液的浓度为15
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40％。
[0016]进一步优选地，所述碱性溶液的浓度为20
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30％。
[0017]优选地，步骤(1)中，所述叔丁基过氧化氢的浓度为68
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100wt％。
[0018]进一步优选地，所述叔丁基过氧化氢的浓度为70
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80wt％。
[0019]更进一步优选地，所述叔丁基过氧化氢的浓度为70wt％。
[0020]优选地，步骤(1)中，所述混合物A中，碱性溶液和叔丁基过氧化氢的摩尔比为0.9
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1.2:1
‑
1.2。
[0021]进一步优选地，步骤(1)中，所述混合物A中，碱性溶液和叔丁基过氧化氢的摩尔比为0.9
‑
1.1：1
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1.14。
[0022]更进一步优选地，步骤(1)中，所述混合物A中，碱性溶液和叔丁基过氧化氢的摩尔比为1
‑
1.04:1.1
‑
1.14。
[0023]优选地，步骤(2)中，所述混合物A进入微通道反应器的流量为20
‑
100mL/min。
[0024]进一步优选地，所述混合物A进入微通道反应器的流量为50
‑
85mL/min。
[0025]优选地，步骤(2)中，所述新癸酰氯溶液的浓度≥98％。
[0026]优选地，步骤(2)中，所述新癸酰氯溶液进入微通道反应器的流量为10
‑
100mL/min。
[0027]进一步优选地，所述新癸酰氯溶液进入微通道反应器的流量为20
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50mL/min。
[0028]优选地，步骤(2)中，所述混合物A与新癸酰氯溶液的摩尔比为0.8
‑
1.5:1。
[0029]进一步优选地，所述混合物A与新癸酰氯溶液的摩尔比为0.9
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1.1:1。
[0030]优选地，步骤(2)中，所述混合物A与新癸酰氯溶液的流速为1
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微通道制备过氧化新癸酸叔丁基酯的方法，其特征在于，包括步骤：(1)碱性溶液和叔丁基过氧化氢分别通过1#计量泵和2#计量泵进入釜式反应器，进行预混，得到混合物A；(2)混合物A和新癸酰氯溶液分别通过4#计量泵和3#计量泵进入微通道反应器，调节投料比、调节微通道反应器的温度
‑
10
‑
100℃进行反应；(3)反应后，经过最后冷却区冷却降温至20
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30℃，得到过氧化新癸酸叔丁基酯。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述碱性溶液选自氢氧化钾水溶液、氢氧化钠水溶液的至少一种；碱性溶液的浓度为15
‑
40％；所述叔丁基过氧化氢的浓度为68
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100wt％。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述混合物A中，碱性溶液和叔丁基过氧化氢的摩尔比为0.9
‑
1.2:1
‑
1.2。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述混合物A中，碱性溶液和叔丁基过氧化氢的摩尔比为0.9
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1.1：1
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1.14。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述新癸酰氯溶液的浓度≥98％。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述混合物A进入微通道反应器的流量为20
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100mL/min；所述新癸酰氯溶液进入微通道反应器的流量为10
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100mL/min；所述混合物A与新癸酰氯溶液的摩尔比为0.8
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1.5:1；所述混合物A与新癸酰氯溶液的流速为1
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5:1。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述碱性溶液：叔丁基过氧化氢：新癸酰氯摩尔比为0.9
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1.2:1
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1.2:1。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王淑娜，赵长森，牛强，王鑫龙，刘波，
申请(专利权)人：鄂尔多斯市瀚博科技有限公司，
类型：发明
国别省市：