烷基过氧化氢化合物的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种制备烷基过氧化氢的方法，尤其涉及环己基过氧化氢的制备。本发明专利技术尤其涉及在多级反应器中或者串联安装的反应器中通过环己烷的氧化制备环己基过氧化氢。根据本发明专利技术，与氧化介质接触的反应器的表面被一种耐温PFA聚合物层所保护。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及，尤其是环己基过氧化氢的制备。本专利技术尤其涉及在多级反应器或者串联安装的反应器中通过环己烷的氧化制备环己基过氧化氢。环己基过氧化氢是通过环己烷与氧的氧化合成己ニ酸时获得的中间产物。因此，在エ业实施的エ艺中，液态环己烷通过在多级反应器中高温下与氧气反应， 被氧化为环己烷过氧化氢。分离出未反应的环己烷之后，在催化剂存在下，氢过氧化物被分解为环己醇和环己酮。环己醇/环己酮混合物，通常称作“olone”，接着用硝酸氧化为己ニ 酸和其它的ニ酸。对己ニ酸进行提取和纯化，优选采用结晶的方法。本方法中，获得环己基过氧化氢可能的最高产率是非常重要的。产率决定于反应实施的条件，例如温度和氧气浓度。然而，为了避免产率损失，需要避免环己基过氧化氢的分解。特別地，如果介质中含有高催化活性的金属物质，这种化合物可能迅速分解。这样的金属物质经常来自于反应器、反应器的内部部件和连接于反应器上的仪器或者设备的金属表面的腐蚀，反应介质在里边循环流动。为了避免和限制这种现象，金属表面的焦磷酸化方法已经被提出许多年，如专利 US3510526中描述的那样。为了获得这种焦磷酸化，在氧化反应之前，反应器和它的内部部件要用磷酸盐处理。周期性重复这种处理是必要的，它会降低设备的运行能力，从而影响エ 艺的经济性。此外，由于反应器的的操作条件非常苛刻(高温和高压，强氧化能力化合物的存在(氧，过氧化物))，化学反应器中使用的常用保护材料对金属表面的保护不能够有效的实施，焦磷酸化基本上是目前使用的唯一解决方法。本专利技术的ー个目的是在反应器的运行条件之下，提供ー个有效保护金属表面的解决方法，不需要对设备进行经常的替换或周期性的停止运行。为此目的，本专利技术提供了一种制备烷基过氧化氢的方法，尤其是环己基过氧化氢， 包括将液态碳氢化合物尤其是环己烷放置在反应器中高温高压下与氧接触。根据本专利技术， 接触含有氢过氧化物介质的反应器表面包括一种由全氟烷氧基聚合物制成的保护层，该聚合物通常称作“PFA聚合物”。根据本专利技术的另ー特征，反应器可能包括内部部件如板、搅拌器、取样器等。接触含有烷基过氧化氢的这些部件的表面有利地使用“PFA聚合物”制成的保护层进行保护。同样的，反应器上的装置和设备如泵、循环管和环己烷闪蒸仪器可以有利地按照本专利技术的保护层如PFA聚合物涂层进行保护。同样地，为了避免在储存期间烷基过氧化氢的分解，储存设备有利地采用由PFA聚合物組成的保护层进行保护。存在许多氟聚合物。PFA聚合物是ー个特定类别的氟聚合物。最广为人知的ー种氟聚合物是PTFE (聚四氟乙烯)，以商标名称Teflon (特氟龙)销售。PFA或者全氟烷氧基聚合物不同于PTFE聚合物，尤其是它们的熔化性质，例如，它们能够被熔化，并且因此能够采用热塑性聚合物使用的标准ェ艺如注塑或挤出而成形。因此PTFE在设备中不能轻易成形，如涂覆反应器的内壁。此外，PTFE具有高孔隙率，在反应过程中会引起对ー些化学产物的吸附和解吸附现象，如碳氢化合物的氧化产生的醇、酮和酸。 因此，PTFE的使用有很多的缺点，在本专利技术的方法中尤其的不方便。这些聚合物由DuPont de Nemours (杜邦)公司专利技术，尤其以商标名称Teflon-PFA 销售。其它公司销售类似的聚合物，如Daikin公司的商标Neoflon-PFA，或者Solvay的商标名Hyflon-PFA，或者Gore公司，更通常是耐热和耐化学的PFA聚合物。PFA聚合物也可以包括无机或有机填料以提高它们的机械性能。然而，在本专利技术中，这些填料不应该包含金属元素。作为适用于本专利技术的PFA聚合物的实例，可以提及DuPont de Nemours公司以商标名称PFA Ruby Red 或者Gore公司以商标名称fluoroshield 销售的不同等级的产PΡΠ O由PFA聚合物制成的保护层可以根据将聚合物沉积到ー个表面或者将PFA板或片应用于被保护的表面上的通用方法来制备。有利地，PFA保护层厚度在500 μ m和Imm之间。因此，作为举例说明，可提到的聚合物沉积方法是静电粉末涂覆技木，包括施加几个聚合物涂层和将被保护的仪器放置在烘箱中以软化或熔化塑料颗粒，从而获得连续的膜。该应用方法包括准备待涂覆表面的步骤，以清除油脂、清洁和消除尤其是焊接处的表面缺陷。可被提及的一个例子是为获得合适的表面状态的喷砂エ艺，表面状态的质量按照标准SIS055900定义的SA等级来表示。清洁之后，锚固底涂层被有利地应用于该表面。底涂层可以有利地包含PFA聚合物。然后保护性涂层通过沉积ー个或者多个连续PFA聚合物层， 有利地通过任选悬浮于液体中的PFA粉末的静电喷涂。其它制备涂层的技术也可以使用，例如由Gore公司提出的技木。因此，由这家公司以商标名称Fluoroshield 销售的系列中，其过程包括将由材料如Inconel 制成的格子例如通过焊接连接到被保护的支持物上，和将PFA涂层施用于该格子上。因此，PFA聚合物保护的锚定被增强了。此外，这种保护被有利地用于保护金属表面，尤其是由不锈钢組成的表面，但是它可以被用于保护任何形式的金属或者非金属表面。在作为例子描述的本专利技术制备烷基过氧化氢的ー个实施方式中，该方法包括将碳氢化合物如环己烷引入管状反应器的底部，同时连续引入氧或者含氧气体。然而，本专利技术也适用于采用其它反应器的エ艺，尤其是氧的分段引入或者碳氢化合物引入反应器的顶端。反应压カ在10到30巴之间，温度在130°C到200°C之间。氧以10到30Nl/h的流动速率被连续引入反应器的顶部空间。出于安全原因，控制反应条件尤其是在反应器中的停留时间以在反应器顶部有利地获得含氧浓度低于按体积计大约5%的临界值的气相，以限制碳氢化合物蒸汽引起的自然爆炸和自燃。然而，该特征不是必须的。本专利技术的方法使得可以通过限制反应介质和金属表面间的接触，限制由氧化反应形成的氢过氧化物的分解并因此提高反应产量。根据本专利技术，还可以在保护性的PFA聚合物涂层上进行焦磷酸化。此外，这种保护性的PFA聚合物层具有非常长的使用寿命，并因此能够通过减少更新或修理这种保护而停止运行的频率从而提高该方法的经济性。而且，这种保护性的PFA聚合物层具有不吸附或者释放反应中产生的化合物的优点，如环己醇、环己酮和反应中形成的副产物，例如酸，它能限制由于清洁而引起的反应器的停止运行。它也构成了金属壁和反应介质间相互作用的有效障碍，这样能够限制氢过氧化物分解并因此提高反应产率。而且，这种保护性的PFA聚合物层使它可能在高温下工作，并具有较好的抗蠕变性，即持续压カ下的变形。例如，在150で时，8.81^(兆帕)的负荷下持续100小时，然后松弛M小时之后，PFA具有10%的残余形变率，而PTFE有34% (根据标准ASTM D621进行测试)。本专利技术的其它优点和细节将更清楚的出现在下面以说明目的给出的实施例中。 实施例环己烷被置于安装有自吸式涡轮混合器和冷凝器的反应器中。不锈钢反应器或者裸露，或者用焦磷酸盐包覆，或者用PFA层包覆。反应介质被加热至165°C。当达到温度吋， 在30巴压カ下以30Nl/h的流动速率注入含43%体积氧的氮气。抽取样品，通过气相色谱分析样品，以监测环己基过氧化物随着时间的形成。发现焦磷酸本文档来自技高网...

【技术保护点】

【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：F·贝朗热，L·迪盖，S·斯特雷夫，
申请(专利权)人：罗地亚经营管理公司，
类型：发明
国别省市：