【技術實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術屬于農(nóng)藥和醫(yī)藥中間體的合成，具體涉及三氟乙酸乙酯連續(xù)合成方法及合成裝置。
技術介紹
1、三氟乙酸乙酯（etfa），沸點60℃-62℃，為無色透明液體，有酯的氣味；含有水分能影響其沸點，與水、乙醇能形成沸點為54℃的三元共沸混合物。三氟乙酸乙酯是合成有機氟化物常用的原料之一，也是重要的有機氟化合物中間體。三氟乙酸乙酯可用來合成除草劑解草胺中間體2-羥基-4-三氟甲基-5-噻唑甲酸乙酯、植物生長調(diào)節(jié)劑4,4,4-三氟-3-(3-吲哚基)丁烯酸乙酯等農(nóng)用化學藥品，也可用來合成新型抗炎藥塞來昔布及其有關物質(zhì)等醫(yī)用化學品，也常被用作有效的化學保護試劑。在醫(yī)藥方面，主要應用于生產(chǎn)骨關節(jié)炎的抗炎藥、治療結腸藥和直腸癌的抗腫瘤藥、心腦血管藥物－萊諾普利等；在農(nóng)藥方面，主要用于制造細胞分裂抑制劑，應用于棉花、花生和闊葉草；在染料、液晶等行業(yè)也有廣泛應用。目前，對etfa的需求量越來越大，開發(fā)應用前景廣闊。
2、三氟乙酸乙酯的傳統(tǒng)制備方法是以三氟乙酸為原料，在濃硫酸催化下與乙醇進行酯化反應得到，在間歇反應釜中直接酯化得到，酯化過程中副產(chǎn)物多，產(chǎn)品純度低，設備腐蝕嚴重，合成收率較低，只有73%-80%，催化劑壽命短，采用的酸性催化劑所催化的產(chǎn)品的產(chǎn)率較低，反應時間長、價值低。
3、專利cn102276463a中公開了以三氟乙酸和無水乙醇為原料，通過酯化反應制備三氟乙酸乙酯，以濃硫酸為催化劑，精餾殘余物中加入三氧化硫，可使稀硫酸重新變成濃硫酸，從而實現(xiàn)循環(huán)使用。雖然該工藝中稀硫酸可以通過三氧化硫的加入實現(xiàn)一定程度的循環(huán)
4、近年來出現(xiàn)了使用強酸性陽離子交換樹脂代替濃硫酸作為催化劑的工藝，專利cn101397249a公開了一種使用強酸性陽離子交換樹脂作為催化劑制備三氟乙酸酯的方法。該方法減少了廢酸排放，但是仍然存在廢催化劑的處理問題，且工藝中使用強腐蝕性的三氟乙酸，對設備要求比較高。
5、專利us6583313中報道了以三氟乙酰氯與乙醇為原料，以鎓鹽的酸溶液為催化劑，制備出三氟乙酸乙酯。反應過程中需要一定量的酸先與催化劑混合，再加入乙醇，并通入三氟乙酰氯進行反應，制備得到三氟乙酸乙酯。該工藝的催化劑制備復雜、成本較高，并且酸性溶液對設備腐蝕較大，反應體系中存在水，三氟乙酰氯遇水易產(chǎn)生三氟乙酸和氯化氫，只能進行間歇操作，無法實現(xiàn)三氟乙酸乙酯的連續(xù)性生產(chǎn)。
6、專利ep1070702中報道了以三氟乙酰氯與乙醇為原料，在無催化劑的條件下，以三氟乙酸乙酯為溶劑，進行酯化反應制備出三氟乙酸乙酯，雖然該方法制得的產(chǎn)品純度較高，但該反應需要在低溫下進行，反應溫度為-30℃到-20℃，具體為先在低溫狀態(tài)下將三氟乙酰氯冷凝為液體，再滴加乙醇進行酯化反應，反應過程中產(chǎn)生大量的氯化氫氣體，反應體系壓力較大，對設備的要求較高，并且低溫反應所需要的能耗很高，而且該工藝狀態(tài)下只能進行三氟乙酸乙酯的間歇性操作，難以實現(xiàn)連續(xù)性生產(chǎn)。
7、專利us4916256中報道了以三氟乙酰氯和乙醇為原料，在無催化劑的條件下進行反應制備三氟乙酸乙酯的方法，具體為預先將乙醇加熱至氣相后，以氣體的方式通過反應管，此反應的能耗較大，且得到的粗品中含有大量的未反應的三氟乙酰氯和乙醇，三氟乙酸乙酯的含量較低。該方法將乙酰氯氣體鼓泡到乙醇溶液中進行反應，為間歇反應，難以實現(xiàn)三氟乙酸乙酯的連續(xù)生產(chǎn)。
8、因此找到一種反應條件溫和，對設備腐蝕低，安全性可靠，能耗低，生成的三氟乙酸乙酯的產(chǎn)品純度高，綠色環(huán)保的連續(xù)反應，具有重要的經(jīng)濟和社會意義。
技術實現(xiàn)思路
1、本專利技術要解決的技術問題是克服現(xiàn)有技術存在的上述缺陷，提供一種三氟乙酸乙酯連續(xù)合成方法，反應連續(xù)，節(jié)約了成本，簡化了程序，在催化劑的作用下，反應速率快，所合成的三氟乙酸乙酯產(chǎn)率高、純度高，并且所采用的催化劑可以循環(huán)使用、不產(chǎn)生廢催化劑。本專利技術還提供其合成裝置。
2、本專利技術所述的三氟乙酸乙酯連續(xù)合成方法，包括以下步驟：將三氟乙酰氯與乙醇在催化劑的作用下，在35℃-50℃回流狀態(tài)條件下通過反應器進行連續(xù)反應，回流中的冷凝溫度為-5℃-5℃，所述三氟乙酰氯為連續(xù)性氣相通入，得到的液相三氟乙酸乙酯粗品經(jīng)過精餾，得到三氟乙酸乙酯。
3、所述的催化劑為甲基化改性的殼聚糖固體顆粒催化劑，制備方法為：將殼聚糖分散在二氯甲烷的溶劑中，在28℃-34℃下滴加硫酸二甲酯進行甲基化反應3h-4h后，過濾、洗滌、烘干得到催化劑。
4、硫酸二甲酯與殼聚糖的質(zhì)量比（1.6-1.85）:1。
5、所述催化劑的加入量為乙醇質(zhì)量的0.11-0.16倍。一級反應罐、二級反應罐、一級填充管節(jié)、二級填充管節(jié)中加入的總的催化劑均為乙醇質(zhì)量的0.11-0.16倍。
6、所述的通過反應器進行連續(xù)反應，分為一級反應罐和二級反應罐進行反應，當一級反應罐中的乙醇含量低于0.7%時，一級反應罐開始連續(xù)出粗品，乙醇計量罐連續(xù)向二級反應罐噴淋乙醇、二級反應罐往一級反應罐中噴淋二次反應液，在該過程中若是出現(xiàn)二級反應罐三氟乙酸乙酯的質(zhì)量含量≥50%，將一級反應罐的液相三氟乙酸乙酯粗品轉(zhuǎn)出，二級反應罐中的液相轉(zhuǎn)入一級反應罐中。
7、乙醇的噴淋量與通入的三氟乙酰氯的摩爾比為1:（1-1.2）。二級反應罐中的二次反應液的噴淋質(zhì)量為向一級噴淋罐噴淋的乙醇的質(zhì)量的1-1.15倍。
8、將乙醇經(jīng)過二級填充管節(jié)打入二級反應罐，噴淋的乙醇與通入三氟乙酰氯的摩爾比為1:（1-1.2），然后通過噴淋的方式將二級反應罐中的二次反應液經(jīng)過一級填充管節(jié)打入一級反應罐，噴淋的二次反應液的質(zhì)量為前述噴淋的乙醇的質(zhì)量的1-1.15倍。
9、三氟乙酰氯的通入速度為60-80g/min。
10、所述的三氟乙酸乙酯連續(xù)合成方法的合成裝置：包括一級反應罐、二級反應罐，所述的一級反應罐上方設置有一級填充管節(jié)，所述的二級反應罐上方設置有二級填充管節(jié)，所述的一級填充管節(jié)和二級填充管節(jié)都是分為三段，依次為填料段、進料段、催化劑段，所述的一級反應罐的氣相出口與二級反應罐連接，所述的二級反應罐的液相出口與一級反應罐連接；所述的二級填充管節(jié)與二級冷凝器連接；所述的一級填充管節(jié)與一級冷凝器連接。所述的填料段填料為現(xiàn)有的四氟填料。
11、所述的二級填充管節(jié)的進料段通過計量泵與乙醇計量罐連接，所述的一級反應罐與三氟乙酰氯罐連接，所述的一級反應罐罐底與粗品罐連接。
12、所述的乙醇計量罐與二級填充管節(jié)連接的管路端口設置有噴淋頭。
13、具體的，所述的三氟乙酸乙酯連續(xù)合成方法的合成裝置，在合成工作中，包括以下步驟：
14、1）將乙醇平均分配至一級反應罐、二級反應罐、乙醇計量罐。
15、2）在一級反應罐、二級反應罐、一級填充管節(jié)、二級填充管節(jié)中均加入催化劑，一級反應罐、二級反應罐、一級填本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術保護點】
1.一種三氟乙酸乙酯連續(xù)合成方法，其特征在于，包括以下步驟：將三氟乙酰氯與乙醇在催化劑的作用下，在35℃-50℃回流狀態(tài)條件下通過反應器進行連續(xù)反應，回流中的冷凝溫度為-5℃-5℃，所述三氟乙酰氯為連續(xù)性氣相通入，得到的液相三氟乙酸乙酯粗品經(jīng)過精餾，得到三氟乙酸乙酯；
2.根據(jù)權利要求1所述的三氟乙酸乙酯連續(xù)合成方法，其特征在于，所述的通過反應器進行連續(xù)反應，分為一級反應罐反應和二級反應罐反應，當一級反應罐中的乙醇含量低于0.7%時開始連續(xù)出粗品，同時乙醇計量罐向二級反應罐連續(xù)噴淋乙醇、二級反應罐向一級反應罐連續(xù)噴淋二次反應液，至二級反應罐三氟乙酸乙酯的質(zhì)量含量≥50%，將一級反應罐的液相三氟乙酸乙酯粗品轉(zhuǎn)出，二級反應罐中的液相轉(zhuǎn)入一級反應罐中。
3.根據(jù)權利要求2所述的三氟乙酸乙酯連續(xù)合成方法，其特征在于，乙醇的噴淋量與通入的三氟乙酰氯的摩爾比為1:（1-1.2）。
4.根據(jù)權利要求3所述的三氟乙酸乙酯連續(xù)合成方法，其特征在于，二級反應罐中的二次反應液的噴淋質(zhì)量為向一級噴淋罐噴淋的乙醇的質(zhì)量的1-1.15倍。
5.一種權利要求1-
6.根據(jù)權利要求5所述的三氟乙酸乙酯連續(xù)合成方法的合成裝置，其特征在于，所述的二級填充管節(jié)（4）的進料段（14）通過計量泵（9）與乙醇計量罐（8）連接，所述的一級反應罐（1）與三氟乙酰氯罐（6）連接，所述的一級反應罐（1）罐底與粗品罐（7）連接。
7.根據(jù)權利要求6所述的三氟乙酸乙酯連續(xù)合成方法的合成裝置，其特征在于，所述的乙醇計量罐（8）與二級填充管節(jié)（4）連接的管路端口設置有噴淋頭（12）。
...【技術特征摘要】
1.一種三氟乙酸乙酯連續(xù)合成方法，其特征在于，包括以下步驟：將三氟乙酰氯與乙醇在催化劑的作用下，在35℃-50℃回流狀態(tài)條件下通過反應器進行連續(xù)反應，回流中的冷凝溫度為-5℃-5℃，所述三氟乙酰氯為連續(xù)性氣相通入，得到的液相三氟乙酸乙酯粗品經(jīng)過精餾，得到三氟乙酸乙酯；
2.根據(jù)權利要求1所述的三氟乙酸乙酯連續(xù)合成方法，其特征在于，所述的通過反應器進行連續(xù)反應，分為一級反應罐反應和二級反應罐反應，當一級反應罐中的乙醇含量低于0.7%時開始連續(xù)出粗品，同時乙醇計量罐向二級反應罐連續(xù)噴淋乙醇、二級反應罐向一級反應罐連續(xù)噴淋二次反應液，至二級反應罐三氟乙酸乙酯的質(zhì)量含量≥50%，將一級反應罐的液相三氟乙酸乙酯粗品轉(zhuǎn)出，二級反應罐中的液相轉(zhuǎn)入一級反應罐中。
3.根據(jù)權利要求2所述的三氟乙酸乙酯連續(xù)合成方法，其特征在于，乙醇的噴淋量與通入的三氟乙酰氯的摩爾比為1:（1-1.2）。
4.根據(jù)權利要求3所述的三氟乙酸乙酯連續(xù)合成方法，其特征在于，二級反應罐中的二次反應液的噴淋質(zhì)量為向一級噴淋罐噴淋的乙醇的質(zhì)量的1-1.15倍。
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【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：竇志群，翟衛(wèi)民，夏凱，陳德祿，余宏滔，
申請(專利權)人：淄博飛源化工有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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