一種微通道制備過氧化新癸酸叔丁基酯的方法技術

本發明專利技術提供了一種微通道制備過氧化新癸酸叔丁基酯的方法，涉及化工領域，包括步驟：堿性溶液與叔丁基過氧化氫預混合后，通過計量泵分別泵送至微通道反應器內，與新癸酰氯進行反應，混合液經過三級溫區，通過預混、反應、冷卻淬滅步驟完成過氧化新癸酸叔丁基酯的合成，突破反應溫度小于30℃的限制。采用心型微通道技術，實現比直行結構的微通道反應器更高的混合效率，產物過氧化新癸酸叔丁基酯產品質量穩定，重現性好；采用本發明專利技術的方法進行生產，簡化了生產工藝，實現本質安全，BNP固含量可達到97％以上，收率可達到98％以上。收率可達到98％以上。收率可達到98％以上。

【技術實現步驟摘要】
一種微通道制備過氧化新癸酸叔丁基酯的方法


[0001]本專利技術屬于化工領域，具體涉及一種高聚合物合成用的引發劑過氧化新癸酸叔丁基酯的制備方法，特別涉及一種微通道制備過氧化新癸酸叔丁基酯的方法。

技術介紹

[0002]微通道反應器，是指連續流動的管式反應器，是包括混合器、熱交換器、反應器等必需的化學設備。微通道反應器內部是由幾個直徑為10
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500μm的微管組成，但管的尺寸遠小于傳統管式反應器的尺寸，這增加了表面積，提高了混合效率和傳熱效率。因此，微通道反應器可以實現反應溫度的精細控制，是提高產量、選擇性、安全性和產品質量的關鍵。
[0003]引發劑是指一類容易受熱分解成自由基的化合物，可用于引發烯類、雙烯類單體的自由基聚合和共聚合反應，常見的引發劑可以分為過氧化物引發劑和偶氮類引發劑。過氧化新癸酸叔丁基酯(BNP)作為一種超高活性的引發劑，可以很好的提高聚合反應效率，縮短反應時間，引發效率高，提高產品性能，具有市場性。但是，過氧酯是非常活潑的化合物，極易分解為高反應活性的自由基和氧。過氧化新癸酸叔丁基酯的傳統工業制備生產一般采用間歇操作方式：蒸餾水和氫氧化鉀固體混合持續降溫，加入叔丁基過氧化氫溶液，控制反應溫度不超過20℃；當溫度將至10℃以下時，滴加新癸酰氯，需控制半小時內滴加完畢，低溫恒溫反應2小時左右，反應完畢后需靜置分水。而傳統的生產反應過程中，溫度、濃度分布不均勻，且混合性差，所制備得到的BNP收率僅在80％左右，純度也較差。在加原料的過程中，需滴加新癸酰氯控制反應，受人為因素較大，且對人體傷害大，最后導致產品原液純度不高且重復性差。
[0004]而利用微通道反應器制備過氧化新癸酸叔丁基酯無放大效應，可以精準的控制反應溫度，及時的移除反應熱，有利于生產安全可靠的進行，且反應穩定，固含量和收率波動小。因此，一種連續性的過氧化新癸酸叔丁基酯生產工藝成為近幾年該領域人員研究的重點。
[0005]中國專利申請201710688986.X公開了一種無放大效應的過氧化新癸酸叔丁酯的連續流合成工藝，合成工藝是以過氧化叔丁醇、堿液、新癸酰氯為原料，一次性混合后依次經堿化反應、酯化反應以及淬滅步驟得到過氧化新癸酸叔丁酯，所述的合成工藝在一體化連續流反應器中進行。該專利該方法具有縮短聚合反應時間、無放大效應、產品指標穩定、重現性好等優點。但該方法在實際生產中還存在以下問題：(1)連續流反應器為三個單元串聯，增加反應單元會增加成本，延長反應時間。(2)通過添加淬滅劑停止反應，不僅增加成本還為引發劑BNP的洗滌純化增加困難。(3)三種原料一次性混合，會造成反應不完全，甚至造成安全問題。
[0006]中國專利技術專利CN104592080A公開了一種連續流制備過氧化新癸酸特丁酯(BNP)的方法，30
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45wt％的堿性水溶液和70
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75wt％叔丁基過氧化氫水溶液分別穩定地通入1#反應器中反應，隨后進入2#反應器；濃度為90
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100wt％的新癸酰氯溶液穩定地通入2#反應器，與堿性水溶液和叔丁基過氧化氫水溶液的產物發生反應，加入鹽水控制反應溫度在15
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35℃；
產物經過延遲管線進一步充分反應制得BNP，收率在98％以上。但是，該專利技術的反應需要嚴格控制低溫在35℃以下，低溫的控制對于工藝的生產較困難。
[0007]從現有技術來看，連續制備BNP的工藝仍然存在嚴格控制低溫反應、反應總時間長等問題，增加了工業化難度。鑒于此，本專利技術提供了一種可不嚴格控制低溫、利用多溫區多模塊的微通道反應器連續制備過氧化新癸酸叔丁基酯方法。

技術實現思路

[0008]本專利技術針對現有技術存在的問題，提供了一種微通道制備過氧化新癸酸叔丁基酯的方法，采用多溫區、多模塊的微通道反應器可實現過氧化新癸酸叔丁基酯的高溫制備，反應時間短，且產物收率高。對人體傷害小，對于局部的泄露是可以及時的更換微通道模塊且不影響整體的生產。
[0009]為實現上述目的，本專利技術采用的技術方案如下：
[0010]首先，本專利技術提供了一種微通道制備過氧化新癸酸叔丁基酯的方法，包括步驟：
[0011](1)堿性溶液和叔丁基過氧化氫分別通過1#計量泵和2#計量泵進入釜式反應器，進行預混，得到混合物A；
[0012](2)混合物A和新癸酰氯溶液分別通過4#計量泵和3#計量泵進入微通道反應器，調節投料比、調節微通道反應器的溫度
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10
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100℃進行反應；
[0013](3)反應后，經過最后冷卻區冷卻降溫至20
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30℃，得到過氧化新癸酸叔丁基酯。
[0014]優選地，步驟(1)中，所述堿性溶液選自氫氧化鉀水溶液、氫氧化鈉水溶液的至少一種。
[0015]優選地，步驟(1)中，所述堿性溶液的濃度為15
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40％。
[0016]進一步優選地，所述堿性溶液的濃度為20
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30％。
[0017]優選地，步驟(1)中，所述叔丁基過氧化氫的濃度為68
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100wt％。
[0018]進一步優選地，所述叔丁基過氧化氫的濃度為70
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80wt％。
[0019]更進一步優選地，所述叔丁基過氧化氫的濃度為70wt％。
[0020]優選地，步驟(1)中，所述混合物A中，堿性溶液和叔丁基過氧化氫的摩爾比為0.9
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1.2:1
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1.2。
[0021]進一步優選地，步驟(1)中，所述混合物A中，堿性溶液和叔丁基過氧化氫的摩爾比為0.9
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1.1：1
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1.14。
[0022]更進一步優選地，步驟(1)中，所述混合物A中，堿性溶液和叔丁基過氧化氫的摩爾比為1
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1.04:1.1
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1.14。
[0023]優選地，步驟(2)中，所述混合物A進入微通道反應器的流量為20
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100mL/min。
[0024]進一步優選地，所述混合物A進入微通道反應器的流量為50
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85mL/min。
[0025]優選地，步驟(2)中，所述新癸酰氯溶液的濃度≥98％。
[0026]優選地，步驟(2)中，所述新癸酰氯溶液進入微通道反應器的流量為10
?
100mL/min。
[0027]進一步優選地，所述新癸酰氯溶液進入微通道反應器的流量為20
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50mL/min。
[0028]優選地，步驟(2)中，所述混合物A與新癸酰氯溶液的摩爾比為0.8
?
1.5:1。
[0029]進一步優選地，所述混合物A與新癸酰氯溶液的摩爾比為0.9
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1.1:1。
[0030]優選地，步驟(2)中，所述混合物A與新癸酰氯溶液的流速為1
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【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種微通道制備過氧化新癸酸叔丁基酯的方法，其特征在于，包括步驟：(1)堿性溶液和叔丁基過氧化氫分別通過1#計量泵和2#計量泵進入釜式反應器，進行預混，得到混合物A；(2)混合物A和新癸酰氯溶液分別通過4#計量泵和3#計量泵進入微通道反應器，調節投料比、調節微通道反應器的溫度
?
10
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100℃進行反應；(3)反應后，經過最后冷卻區冷卻降溫至20
?
30℃，得到過氧化新癸酸叔丁基酯。2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(1)中，所述堿性溶液選自氫氧化鉀水溶液、氫氧化鈉水溶液的至少一種；堿性溶液的濃度為15
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40％；所述叔丁基過氧化氫的濃度為68
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100wt％。3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(1)中，所述混合物A中，堿性溶液和叔丁基過氧化氫的摩爾比為0.9
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1.2:1
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1.2。4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述混合物A中，堿性溶液和叔丁基過氧化氫的摩爾比為0.9
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1.1：1
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1.14。5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(2)中，所述新癸酰氯溶液的濃度≥98％。6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(2)中，所述混合物A進入微通道反應器的流量為20
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100mL/min；所述新癸酰氯溶液進入微通道反應器的流量為10
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100mL/min；所述混合物A與新癸酰氯溶液的摩爾比為0.8
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1.5:1；所述混合物A與新癸酰氯溶液的流速為1
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5:1。7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述堿性溶液：叔丁基過氧化氫：新癸酰氯摩爾比為0.9
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1.2:1
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1.2:1。8.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王淑娜，趙長森，牛強，王鑫龍，劉波，
申請(專利權)人：鄂爾多斯市瀚博科技有限公司，
類型：發明
國別省市：