用于合成选定的有机过氧化物的方法技术

本发明专利技术涉及使用具有高的热交换能力的板式换热器来连续制备选定的有机过氧化物的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及热敏感的选定有机过氧化物的合成，且更具体地涉及，使用板式换热器来连续制备选定的有机过氧化物的方法。下列选定的有机过氧化物是不稳定且热敏感的化合物，即在温度的作用下分解的化合物，这是由于存在可在约84~184kJ/mol的能量范围AH内打开的氧-氧4建，所述能量范围取决于该有机过氧化物的性质。热敏感有机化合物(例如本专利技术的下列选定的有机过氧化物)通过热分解导致自由基形成。利用该分解以使用这些化合物作为自由基反应的引发剂，但需要在这些化合物的制造期间极好地控制该分解。因此，下列选定的有机过氧化物的合成需要非常重要的预防措施，以防止在所用工业方法中的任何意外。通常使用敞口反应器，以这种方式可抵消反应的任何失控而不涉及产物，所述失控将导致不能挽回的破坏(Encyclopeadia of Chemical Technology-Kirk-Othmer-第四版，第187巻，1996,第292-293页)。而且，在间歇方法中，最初将所有反应物装载到反应器中，这种类型的工艺通常用于适量化合物的完全安全的生产。、当需要更大生产量时，进行连续方法。在连续方法中，将起始物料连续地引入反应区域中并保持在该区域中所需的反应时间。在每一时刻中，少量不稳定化合物在反应物质中的存在使连续过程比间歇过程更安全，同时提供更高的生产率和更高的所得产物的纯度。例如，可提及美国专利4,075,236，其描述了用于以高产量连续制备非常纯的过氧化酯的方法和装置。该方法使用两个串联敞口反应区域，所述反应区域包括均匀混合反应物的搅拌装置和耗散反应热的冷却装置。然后将离开反应器的经冷却的反应混合物连续引入到分离装置中。以大于90%的产率获得产物并且其具有大于99%的纯度。美国专利3,950,375描述了用于过氧二碳酸酯的连续制备的方法，该方法也使用两个串联的搅拌和冷却敞口反应器，然后通过离心分离反应产物。获得具有大于99。/。纯度的产物并且生产率(以重量份(kg)/小时表示)约为50。4在现有技术的这些方法中，反应器仍然含有大量的基于有机过氧化物的反应混合物，尽管存在用于耗散反应热的装置，但所述反应混合物仍可导致可能的放热反应(例如分解)的危险。而且，通常使用的机械搅拌器可能未提供各反应相的最佳混合，当这些相通常不混溶时更是如此。现有技术的这些缺点根据本专利技术通过使用以微反应器或微型反应器技术运行的封闭型板式换热器来实施下列选定的有机过氧化物的合成而解决。通过使用这种技术，现在可显著降低反应量并且非常精确地控制反应介质的温度以满足基本的安全标准，同时改善设备的生产率。混合的质量是非常重要的，因为所有沿着反应器的反应物的非常快速和非常有效的混合可实现反应物在反应器中花费非常短的时间，并且使得反应在几秒内进行，即使当混合物是两相混合物时也是如此。结果，通过微反应器或微型反应器的使用，仅少量基于下列选定的有机过氧化物的反应混合物将限制与可能的放热反应(例如分解)有关的危险。而且，良好的换热(以交换面积/反应体积来表示)可更好地控制和掌握这些化合物的可能的分解反应。这些重要的优点导致用于下列选定的有机过氧化物的合成的工业方法安全性的改进。微反应器或微型反应器技术基于微型化反应器系统、混合器系统、换热器系统和其它具有微米到毫米尺度的结构的元件。在封闭的反应器中进行工艺过程是微反应器或微型反应器技术的优点之一。微反应器和微型反应器可通过具有小尺寸通道的微型化管式反应器的使用而连续操作。而且，由于减小的通道尺寸和因此高的表面/体积比，微反应器和微型反应器将比常规间歇反应器在质量传递和热量传递方面有效得过氧化物的完全安全的合成。在Mic誕act. Technol. Ind. Prospects, Pro" Int, Conf. 3rd, 171-180(1999)中名为 "Novel Liquid Phase Microreactors for Safe Production of HazarodousSpecialty Chemicals"的文章显示了微反应器在制造具有可由微细加工技术产生的小通道的反应器的可能性方面的优点。该文章描述了包括两组且每组5个微通道的微反应器，这些微通道与管道中在线再次混合的两种反应物的基本流速相对应。该微反应器可包括换热装置和温度探测器。获得10ms的混合时间和1445W/m2。C的传热系数，并且显示该反应器在1.0ml/min的设计流速下操作时具有llpsi的压力降。这种微反应器显示出不能外推到工业规模的缺点，单个微反应器的生产量仅为约10001bs/yr。为扩大生产能力，需要以大量并联使用的微反应器来进行放大。该缺点根据本专利技术通过使用具有相当高流量的单个微反应器而解决，该单个微反应器可由大量板组成，这些板限定了在其之间串联连接的各反应室。出版物Chem. Eng. Technol. 2005， 28, 3，第276-284页和Organic ProcessResearch & Development, 2002， 6,第187-189页提及了环状过氧化物在微结构化反应器中的制备，所述环状过氧化物例如得自a-碎品烯和通过辐射产生的单线态氧的驱鮰萜。文献DE10257239描述了在光和氧气的存在下在微反应器中连续光氧化烯烃以制备有机中间产物(例如，烯丙基氢过氧化物、1，2-二氧杂环丁烷或内过氧化物)。在这种情况下，所述反应不是液-液反应。申请WO04/091771描述了特别适用于通过氢气和氧气反应制备过氧化氬的微反应器。该微反应器由板组成并包括包含于板之间的反应区域。这些板可任选地含有催化剂并能够耗散反应放出的热量。这些板之间的间隔(称作狭缝)的尺寸小于1500微米。有利地，气相非均相反应在这些装置中进行。文献EP1313554涉及使用在两个板之间具有狭缝形式空间的反应器、在至少两种反应性流体之间进行反应的方法。所进行的反应是在存在或不存在催化剂下、在几种反应物之间的放热或吸热反应。该方法特别适合于颗粒催化剂存在下的多相反应，其中该颗粒催化剂位于反应空间中或在转向反应空间的壁元件的侧表面上。该方法用于过氧化氢在气相中的直接合成、用于由丙烯制备丙烯酸或丙烯醛、或者用于环氧乙烷或环氧丙烷的制造。此外，在WO02/085511中，公开了一种用于至少两种流体之间的换热和/或反应的板式换热器。可以认为，进口喷嘴能够使一种或几种反应物的进口进入反应室中。吸热或放热反应可以在这些板式换热器中进^f亍。然而，该文献既没有公开也没有建议使用这样的换热器用于下列选定的有机过氧化物的合成过程。现在已经发现了适于使用以微反应器或微型反应器技术运行的封闭型板式换热器、以高产率和高纯度来合成下述选定的有机过氧化物的工业方法，其中，所述微反应器或微型反应器技术限制有机过氧化物的分解并提供高度的工业安全性。该方法可有利地作为ex-situ方法进行，即在选自下列的有机过氧化物的存在下、在进行自由基交联或聚合的site进行该方法，所述有机过氧化物当其在聚合或交联反应器中产生之后立即直接使用，更具体地说，所述有机过氧化物在聚合或交联反应期间连续地引入，所述有机过氧化物选自CAS注册号No.l6066-38-9的过氧化二碳酸二 (正丙基本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于连续制备有机过氧化物的方法，所述方法包括将反应物流引入封闭型板式换热器中，该封闭型板式换热器包括限定串联连接的各室的彼此接触的至少三块板，通过至少两个进料点将反应物加入到所述反应物流中，使所述反应物流的温度调温到０～１００℃的范围内，使所述反应物与所述反应物流反应以形成所述有机过氧化物，所述有机过氧化物选自过氧化二碳酸二（正丙基）酯、过氧化二碳酸二（仲丁基）酯、过氧化二碳酸二（２－乙基己基）酯、过氧化新癸酸１，１－二甲基－３－羟基丁基酯、过氧化新癸酸α－枯基酯、过氧化新庚酸α－枯基酯、过氧化新癸酸叔戊基酯、过氧化新癸酸叔丁酯、过氧化新戊酸叔戊基酯、过氧化新戊酸叔丁酯、２，５－二甲基－２，５－二（２－乙基己酰过氧）己烷、叔戊基过氧－２－乙基己酸酯、叔丁基过氧－２－乙基己酸酯、过氧乙酸叔戊基酯、过氧乙酸叔丁酯、过苯甲酸叔戊基酯、过苯甲酸叔丁酯、ＯＯ－叔戊基－Ｏ（２－乙基己基）单过氧碳酸酯、ＯＯ－叔丁基－Ｏ－异丙基单过氧碳酸酯、ＯＯ－叔丁基１－（２－乙基己基）单过氧碳酸酯、聚（叔丁基过氧碳酸酯）聚醚、过氧化二癸酰、过氧化月桂酰、丁二酸过氧化物、过氧化苯甲酰、１，１－二（叔丁基过氧）－３，３，５－三甲基环己烷、１，１－二（叔丁基过氧）－环己烷、１，１－二（叔戊基过氧）环己烷、正丁基４，４－二（叔丁基过氧）戊酸酯、乙基３，３－二（叔戊基过氧）丁酸酯、过辛酸叔丁酯、乙基３，３－二（叔丁基过氧）丁酸酯、氢过氧化枯烯、和叔丁基氢过氧化物、及其混合物。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：菲利普马杰，乔治斯马蒂诺高奇，让马克科帕特，桑德拉格里马尔迪，
申请(专利权)人：阿克马法国公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]