【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于有机物制备，具体涉及一种采用模拟移动床色谱分离系统(smbr)进行的uv光固化单体清洁生产工艺。
技术介绍
1、uv光固化单体一般指丙烯酸(或甲基丙烯酸)的多元醇(季戊四醇、三羟甲基丙烷、甘油等)的酯，如三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(tmpta)、二缩三丙二醇二丙烯酸酯(tpgda)，因在紫外光的照射下能够迅速聚合固化而得名。
2、目前，uv光固化单体的生产多采用“酸性催化剂催化丙烯酸(或甲基丙烯酸)与多元醇(如三羟甲基丙烷)进行酯化反应”原理进行，如tmpta的合成过程可表示如下：
3、
4、uv光固化单体的生产基本沿用间歇式批量生产工艺。
5、中国专利cn107011165a公开了一种uv光固化单体连续化生产方法，包括酯化工序、萃取分离、中和工序、脱溶剂工序等步骤。该方法以多个酯化反应釜串联成反应釜组的方式使酯化反应得以连续进行，使反应效率有所提高，反应时间有所缩短，但由于未采用固体催化剂，因而终末端酯化反应釜流出的反应混合物跟间歇式批量生产所得到的反应混合物基本没有大的改变，均须采用大量的水和碱水，反复进行水洗、碱洗，才能最终得到合格的uv光固化单体产品。该方法仍会产生大量难以处理的高盐高cod废水，仍需对工艺进行改良，以适应环境友好型清洁生产的要求。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种可以实现连续稳定生产uv光固化单体的清洁工艺，该工艺既可以免除水洗、碱洗等工艺步骤，又可以实现高盐高cod废水零排放。>
2、本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：
3、一种采用smbr进行的uv光固化单体清洁生产工艺，包括如下步骤：
4、步骤(1)、制备一个填充兼具催化作用的吸附剂的兼用作反应器的模拟移动床色谱分离系统(smbr)；
5、步骤(2)、制备一个混合物，该混合物由(i)酸类化合物和(ii)多元醇组成；
6、步骤(3)、制备一个洗脱剂；
7、步骤(4)、将混合物连续注入模拟移动床色谱分离系统中，同步注入洗脱剂，在smbr中，酸类化合物和多元醇在吸附剂的催化作用下发生酯化反应生成酯和水，并同步进行色谱分离，分别收集酯的洗脱剂溶液组分和水的洗脱剂溶液组分；
8、步骤(5)、水的洗脱剂溶液组分进行脱水处理，回收的洗脱剂返回模拟移动床色谱分离系统，循环使用；
9、步骤(6)、酯的洗脱剂溶液组分脱除洗脱剂，得到uv光固化单体产品；洗脱剂回收，返回模拟移动床色谱分离系统，循环使用。
10、所述的模拟移动床色谱分离系统是由12～36根填充兼具催化作用的吸附剂的层析柱首尾相连而成。每根层析柱均设有2个进料口和2个出料口，其中，一个进料口(i混)用于作为反应原料的混合物进料，另一个进料口(i洗)用于洗脱剂进料，一个出料口(o酯)用于排出酯的洗脱剂溶液组分，另一个出料口(o水)用于排出水的洗脱剂溶液组分，各个进、出料口均由电磁阀控制。
11、具体的，所述的模拟移动床色谱分离系统是由24根填充兼具催化作用的吸附剂的层析柱首尾相连而成。
12、具体的，自模拟移动床色谱分离系统的第9根层析柱的进料口(i混9)将混合物连续注入模拟移动床色谱分离系统中，自模拟移动床色谱分离系统的第1根层析柱的进料口(i洗1)将洗脱剂连续注入模拟移动床色谱分离系统中，在第24根层析柱的出料口(o酯24)排出酯的洗脱剂溶液组分，在第5根层析柱的出料口(o水5)排出水的洗脱剂溶液组分，按照步进速度步进，分别切换至下一根层析柱的混合物的进料口、下一根层析柱的洗脱剂的进料口、下一根层析柱的水的洗脱剂溶液组分的出料口、下一根层析柱的酯的洗脱剂溶液组分的出料口。
13、所述的步进速度为5～10min。
14、所述的兼具催化作用的吸附剂可以是固定化对甲苯磺酸、固定化甲磺酸、离子交换树脂或固体超强酸中的至少一种，或选自固定化对甲苯磺酸、固定化甲磺酸、离子交换树脂或固体超强酸中的至少一种与选自活性炭、硅藻土、活性白土、硅胶、聚丙烯酰胺、氧化铝中的至少一种的混合物。
15、优选的，所述的兼具催化作用的吸附剂为硅胶、固体超强酸和强酸性阳离子交换树脂质量比1:(2～4):(5～7)的组合。
16、更优选的，所述的兼具催化作用的吸附剂是硅胶、固体超强酸和强酸性阳离子交换树脂质量比1:3:6的组合。
17、所述的固定化对甲苯磺酸是由以下方法制备得到的：边搅拌边将海藻酸钠、聚乙烯醇和对甲苯磺酸的混合水溶液滴入氯化钙溶液中，得到颗粒状凝胶，过滤并自然晾干，再置于烘箱中60℃干燥过夜，得到固定化对甲苯磺酸；其中，所述的海藻酸钠、聚乙烯醇和对甲苯磺酸的质量比为(3～6):(6～12):(1～40)，具体可以为5:10:35；所述的海藻酸钠、聚乙烯醇和对甲苯磺酸的混合水溶液中，海藻酸钠的质量百分比一般为3～6％，具体可以为5％；所述的氯化钙溶液的质量百分比为3～8％，具体可以为5％；所述的海藻酸钠、聚乙烯醇和对甲苯磺酸的混合水溶液和氯化钙溶液的体积比为1:1～1:3。
18、所述的固定化甲磺酸是由以下方法制备得到的：边搅拌边将海藻酸钠、聚乙烯醇和甲磺酸的混合水溶液滴入氯化钙溶液中，得到颗粒状凝胶，过滤并自然晾干，再置于烘箱中60℃干燥过夜，得到固定化甲磺酸；其中，所述的海藻酸钠、聚乙烯醇和甲磺酸的质量比为(3～6):(6～12):(1～40)，具体可以为5:10:40；所述的海藻酸钠、聚乙烯醇和甲磺酸的混合水溶液中，海藻酸钠的质量百分比一般为3～6％，具体可以为5％；所述的氯化钙溶液的质量百分比为3～8％，具体可以为5％；所述的海藻酸钠、聚乙烯醇和甲磺酸的混合水溶液和氯化钙溶液的体积比为1:1～1:3。
19、所述的离子交换树脂为732氢型强酸性阳离子交换树脂。
20、所述的固体超强酸是由以下方法制备得到的：zr(oh)4在浓硫酸中浸渍过夜，在空气氛围中，500～650℃焙烧5h，得到固体超强酸。
21、所述的浓硫酸的质量分数为96％。
22、所述的酸类化合物选自丙烯酸或甲基丙烯酸。
23、所述的多元醇类选自季戊四醇、三羟甲基丙烷、二缩三丙二醇、甘油、山梨醇、木糖醇等。
24、一般的，用作反应原料时，所述的酸类化合物和多元醇类的摩尔比大于理论摩尔比，比如所述的丙烯酸和三羟甲基丙烷的摩尔比＞3:1(即丙烯酸过量)，所述的甲基丙烯酸和二缩三丙二醇的摩尔比＞2:1(即甲基丙烯酸过量)。
25、具体的，当所述的酸类化合物为丙烯酸，所述的多元醇类为三羟甲基丙烷时，所述的uv光固化单体为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(tmpta)；当所述的酸类化合物为甲基丙烯酸，所述的多元醇类为二缩三丙二醇时，所述的uv光固化单体为二缩三丙二醇二甲基丙烯酸酯(tpgda)。
26、所述的洗脱剂选自酸类化合物或多元醇类，或选自酸类化合物或多元醇类中的一种与丙酮的混合溶剂，选自酸类本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种采用SMBR进行的UV光固化单体清洁生产工艺，其特征在于：包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的采用SMBR进行的UV光固化单体清洁生产工艺，其特征在于：所述的模拟移动床色谱分离系统是由12～36根填充兼具催化作用的吸附剂的层析柱首尾相连而成。
3.根据权利要求1所述的采用SMBR进行的UV光固化单体清洁生产工艺，其特征在于：所述的兼具催化作用的吸附剂选自固定化对甲苯磺酸、固定化甲磺酸、离子交换树脂或固体超强酸中的一种或几种，或选自固定化对甲苯磺酸、固定化甲磺酸、离子交换树脂或固体超强酸中的一种或几种与选自活性炭、硅藻土、活性白土、硅胶、变性硅胶、聚丙烯酰胺、氧化铝中的一种或几种的混合物。
4.根据权利要求1或3所述的采用SMBR进行的UV光固化单体清洁生产工艺，其特征在于：所述的兼具催化作用的吸附剂为硅胶、固体超强酸和强酸性阳离子交换树脂质量比1:(2～4):(5～7)的组合。
5.根据权利要求4所述的采用SMBR进行的UV光固化单体清洁生产工艺，其特征在于：所述的兼具催化作用的吸附剂是硅胶、固体超强酸和强酸性阳离子交换
6.根据权利要求3所述的采用SMBR进行的UV光固化单体清洁生产工艺，其特征在于：所述的固定化对甲苯磺酸是由以下方法制备得到的：边搅拌边将海藻酸钠、聚乙烯醇和对甲苯磺酸的混合水溶液滴入氯化钙溶液中，得到颗粒状凝胶，过滤并自然晾干，再60℃干燥过夜，得到固定化对甲苯磺酸；其中，所述的海藻酸钠、聚乙烯醇和对甲苯磺酸的质量比为(3～6):(6～12):(1～40)；所述的海藻酸钠、聚乙烯醇和对甲苯磺酸的混合水溶液中，海藻酸钠的质量百分比一般为3～6％；所述的氯化钙溶液的质量百分比为3～8％；所述的海藻酸钠、聚乙烯醇和对甲苯磺酸的混合水溶液和氯化钙溶液的体积比为1:1～1:3；
7.根据权利要求1所述的采用SMBR进行的UV光固化单体清洁生产工艺，其特征在于：所述的酸类化合物为丙烯酸或甲基丙烯酸。
8.根据权利要求1所述的采用SMBR进行的UV光固化单体清洁生产工艺，其特征在于：所述的多元醇选自季戊四醇、三羟甲基丙烷、二缩三丙二醇、甘油、山梨醇、木糖醇。
9.根据权利要求1所述的采用SMBR进行的UV光固化单体清洁生产工艺，其特征在于：所述的洗脱剂选自酸类化合物或多元醇类中的一种与丙酮的混合溶剂，选自酸类化合物或多元醇类中的一种与丙酮的体积比为0:100～100:0。
10.根据权利要求1所述的采用SMBR进行的UV光固化单体清洁生产工艺，其特征在于：所述的酯化反应与同步色谱分离在温度10～200℃，优选在温度60～110℃下进行。
...【技术特征摘要】
1.一种采用smbr进行的uv光固化单体清洁生产工艺，其特征在于：包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的采用smbr进行的uv光固化单体清洁生产工艺，其特征在于：所述的模拟移动床色谱分离系统是由12～36根填充兼具催化作用的吸附剂的层析柱首尾相连而成。
3.根据权利要求1所述的采用smbr进行的uv光固化单体清洁生产工艺，其特征在于：所述的兼具催化作用的吸附剂选自固定化对甲苯磺酸、固定化甲磺酸、离子交换树脂或固体超强酸中的一种或几种，或选自固定化对甲苯磺酸、固定化甲磺酸、离子交换树脂或固体超强酸中的一种或几种与选自活性炭、硅藻土、活性白土、硅胶、变性硅胶、聚丙烯酰胺、氧化铝中的一种或几种的混合物。
4.根据权利要求1或3所述的采用smbr进行的uv光固化单体清洁生产工艺，其特征在于：所述的兼具催化作用的吸附剂为硅胶、固体超强酸和强酸性阳离子交换树脂质量比1:(2～4):(5～7)的组合。
5.根据权利要求4所述的采用smbr进行的uv光固化单体清洁生产工艺，其特征在于：所述的兼具催化作用的吸附剂是硅胶、固体超强酸和强酸性阳离子交换树脂质量比1:3:6的组合。
6.根据权利要求3所述的采用smbr进行的uv光固化单体清洁生产工艺，其特征在于：所述的固定化对甲苯磺酸是由以下方法制备得到的：...
【专利技术属性】
技术研发人员：张越炜，邓东军，徐新华，马如庆，
申请(专利权)人：江苏利田科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。