【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及硫酸乙烯酯制備，具體涉及一種連續制備硫酸乙烯酯的方法。
技術介紹
1、目前，硫酸乙烯酯的制備方法主要有兩種：三氧化硫與環氧乙烷直接加成法和亞硫酸乙烯酯氧化合成法。三氧化硫與環氧乙烷直接加成工藝使用的原料高毒、易揮發，生產過程中壓力高，對生產設施及安全應對措施要求較高。相比之下，亞硫酸乙烯酯氧化反應條件溫和、工藝簡單、生產成本低，是目前生產硫酸乙烯酯的工業化主流工藝。
2、專利cn116425715a提供了一種連續氧化亞硫酸乙烯酯制備硫酸乙烯酯的方法，通過采用固定床反應器取代傳統釜式反應器，精簡了反應操作，縮減了反應時間，但是該方法需將亞硫酸乙烯酯與大量的有機溶劑混合，配置成10wt％的亞硫酸乙烯酯溶液進料，溶劑用量過大，增加了溶劑成本、后續溶劑回收成本及處理污廢水費用，同時較低的原料濃度會使裝置的產能下降。
3、專利cn118530214a提供了一種亞硫酸乙烯酯氧化合成硫酸乙烯酯的生產工藝，其與上述專利類似，也是通過采用固定床反應器實現了該反應的連續化進行，但是該專利也需要將亞硫酸乙烯酯與大量的有機溶劑混合，配置成質量分數為5％的亞硫酸乙烯酯溶液，還需要加入丙酮或正丁醇，不僅原料成本增加，還使溶劑回收難度提升。此外，該專利中雙氧水與亞硫酸乙烯酯的摩爾比為2～3:1，雙氧水的利用率較低。
4、綜上，利用固定床反應器制備硫酸乙烯酯的方法存在溶劑、雙氧水利用率低的問題。
技術實現思路
1、本專利技術的目的是提供一種連續制備硫酸乙烯酯的方法
2、為達到上述目的，本專利技術采用的技術方案是：
3、一種連續制備硫酸乙烯酯的方法，使用固定床反應器制備所述硫酸乙烯酯，所述固定床反應器包括反應模塊、溫控模塊、測溫模塊及控制系統，
4、所述反應模塊包括殼體、所述殼體圍繞形成的腔體以及設于所述腔體的隔板，所述隔板將所述腔體隔開成溫控腔及位于所述溫控腔內的反應腔，所述殼體的頂部和底部分別設有與所述反應腔相連通的加料通道、出料口，所述殼體的側壁上開設有與所述溫控腔相連通的進液口和出液口，所述反應腔內裝填催化劑；
5、所述溫控模塊包括沿所述反應腔的外壁螺旋盤繞的換熱管道以及設于所述殼體外側且受控于所述控制系統的第一換熱器和第二換熱器，所述換熱管道的進液口和出液口連接至所述第一換熱器，所殼體的進液口和出液口連接至所述第二換熱器；
6、所述測溫模塊包括沿高度方向布置在所述反應腔內的多個測溫組件，所述測溫組件用于采集溫度且能夠將采集的溫度實時反饋至所述控制系統，
7、所述方法包括如下步驟：
8、(1)啟動所述第一換熱器、第二換熱器，分別向所述換熱管道、溫控腔內通入循環液，使所述反應腔升至設定溫度；
9、(2)將反應原料由所述加料通道通入所述反應腔進行反應，所述控制系統根據所述測溫組件反饋的溫度控制所述第一換熱器、第二換熱器的運行參數，使所述反應腔各個區域的溫度與設定溫度之間的差值控制在-1℃～1℃，
10、所述反應原料包括亞硫酸乙烯酯和雙氧水。
11、亞硫酸乙烯酯氧化合成硫酸乙烯酯的反應屬于強放熱反應，反應過程中容易出現原料、產物水解或其他副反應，從而影響原料的轉化率及產物的選擇性。本專利技術對固定床反應器的反應模塊進行設計，將反應模塊的腔體隔開成溫控腔、反應腔，通過換熱器向溫控腔內通入循環液，能夠控制反應腔的溫度，進一步通過在反應腔外側加裝換熱管道，結合換熱管道可對反應腔進行精準控溫。此外，本專利技術還通過測溫模塊對反應腔的不同區域進行實時測溫，進一步通過控制系統自動調節換熱器的運行參數，有效控制反應腔內各個區域的溫度基本保持不變，實現高濃度反應的同時保證反應原料的高轉化率及產物的高選擇性。本專利技術的固定床反應器控溫精準、自動化程度高。
12、優選地，使所述反應腔各個區域的溫度與設定溫度之間的差值控制在-0.8℃～0.8℃，進一步優選為-0.5～0.5℃。反應過程中，反應腔的溫度波動越小，越利于提高原料的轉化率及產物的選擇性。
13、優選地，所述步驟(1)還包括：在所述反應腔升至設定溫度后，所述控制系統根據所述測溫組件反饋的溫度控制所述第一換熱器、第二換熱器的運行參數，使所述反應腔各個區域的溫度與設定溫度之間的差值控制在-1℃～1℃，進一步優選為-0.8℃～0.8℃，更進一步優選為-0.5～0.5℃。
14、優選地，所述亞硫酸乙烯酯以亞硫酸乙烯酯溶液的形式進料，所述亞硫酸乙烯酯溶液包括亞硫酸乙烯酯和有機溶劑，所述亞硫酸乙烯酯溶液中亞硫酸乙烯酯的質量濃度為30～55％。
15、進一步優選地，所述亞硫酸乙烯酯溶液中亞硫酸乙烯酯的質量濃度為35～50％，例如35％、40％、45％、50％。
16、優選地，控制所述亞硫酸乙烯酯溶液的進料速度為80～150ml/min，進一步優選為80～120ml/min，更進一步優選為90～110ml/min，例如90ml/min、95ml/min、100ml/min、105ml/min、100ml/min。
17、優選地，所述有機溶劑選自碳酸酯類溶劑中的一種或多種。
18、一些實施方式中，所述碳酸酯類溶劑包括碳酸二甲酯、碳酸二乙酯。
19、優選地，所述雙氧水的質量濃度為40～50％。
20、優選地，控制所述雙氧水的進料速度為20～45ml/min，進一步優選為25～35ml/min，更進一步優選為27～32ml/min，例如27ml/min、28ml/min、29ml/min、30ml/min、31ml/min、32ml/min。
21、優選地，所述設定溫度為55～75℃，進一步優選為65～75℃，更進一步優選為68～72℃。
22、優選地，所述亞硫酸乙烯酯在所述反應腔內的停留時間為150～250s，進一步優選為180～220s，更進一步優選為190～210s。
23、優選地，所述反應腔的反應壓力為0.2～0.5mpa，進一步優選為0.2～0.3mpa。
24、一些實施方式中，所述殼體的出料口上連接出料管道，所述出料管道上安裝背壓閥。通過背壓閥可調節反應腔內的壓力，具體可參照現有技術。
25、優選地，所述方法還包括將所述反應原料進行混合并預熱至50～65℃后，再通入所述加料通道。
26、一些實施方式中，所述固定床反應器還包括混合乳化預熱裝置，用于對所述反應原料進行混合和加熱，所述混合乳化預熱裝置的進料端連接多個進料管道，每個進料管道均設有閥門，所述混合乳化預熱裝置的出料端與所述加料通道相連通。
27、優選地，所述運行參數包括換熱器的進液流速、出液流速和循環液的溫度。
28、優選地，控制所述換熱管道的溫度不高于所述反應溫度。僅通過溫控腔來控溫，僅能將反應腔的溫度大致維持在設定溫度，無法實時精準控溫；而僅本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種連續制備硫酸乙烯酯的方法，使用固定床反應器制備所述硫酸乙烯酯，其特征在于：所述固定床反應器包括反應模塊、溫控模塊、測溫模塊及控制系統，
2.根據權利要求1所述的連續制備硫酸乙烯酯的方法，其特征在于：所述亞硫酸乙烯酯以亞硫酸乙烯酯溶液的形式進料，所述亞硫酸乙烯酯溶液包括亞硫酸乙烯酯和有機溶劑，所述亞硫酸乙烯酯溶液中亞硫酸乙烯酯的質量濃度為30～55％。
3.根據權利要求2所述的連續制備硫酸乙烯酯的方法，其特征在于：控制所述亞硫酸乙烯酯溶液的進料速度為80～150mL/min。
4.根據權利要求2所述的連續制備硫酸乙烯酯的方法，其特征在于：所述有機溶劑選自碳酸酯類溶劑中的一種或多種。
5.根據權利要求1所述的連續制備硫酸乙烯酯的方法，其特征在于：所述雙氧水的質量濃度為40～50％；和/或，
6.根據權利要求1所述的連續制備硫酸乙烯酯的方法，其特征在于：所述設定溫度為55～75℃；和/或，
7.根據權利要求1所述的連續制備硫酸乙烯酯的方法，其特征在于：所述方法還包括將所述反應原料進行混合并預熱至50～65℃
8.根據權利要求1所述的連續制備硫酸乙烯酯的方法，其特征在于：所述運行參數包括換熱器的進液流速、出液流速及循環液的溫度。
9.根據權利要求1所述的連續制備硫酸乙烯酯的方法，其特征在于：控制所述換熱管道的溫度不高于所述設定溫度。
10.根據權利要求1所述的連續制備硫酸乙烯酯的方法，其特征在于：所述測溫組件包括繞所述殼體的軸心線間隔排布的多個熱電偶，所述熱電偶與所述控制系統連接；和/或，
...【技術特征摘要】
1.一種連續制備硫酸乙烯酯的方法，使用固定床反應器制備所述硫酸乙烯酯，其特征在于：所述固定床反應器包括反應模塊、溫控模塊、測溫模塊及控制系統，
2.根據權利要求1所述的連續制備硫酸乙烯酯的方法，其特征在于：所述亞硫酸乙烯酯以亞硫酸乙烯酯溶液的形式進料，所述亞硫酸乙烯酯溶液包括亞硫酸乙烯酯和有機溶劑，所述亞硫酸乙烯酯溶液中亞硫酸乙烯酯的質量濃度為30～55％。
3.根據權利要求2所述的連續制備硫酸乙烯酯的方法，其特征在于：控制所述亞硫酸乙烯酯溶液的進料速度為80～150ml/min。
4.根據權利要求2所述的連續制備硫酸乙烯酯的方法，其特征在于：所述有機溶劑選自碳酸酯類溶劑中的一種或多種。
5.根據權利要求1所述的連續制備硫酸乙烯酯的方法，其特征在于：所述雙氧水的質量...
【專利技術屬性】
技術研發人員：蘇遠海，李建中，邵星浩，倪靖，商敏靜，孫陽，劉塞爾，劉斌，
申請(專利權)人：江蘇國泰超威新材料有限公司，
類型：發明
國別省市：
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