一种2‑丙烯酰胺基‑2‑甲基丙磺酸的制备方法，它涉及一种2‑丙烯酰胺基‑2‑甲基丙磺酸的制备方法。本发明专利技术的目的是提供一种可降低成本、产品纯度高、适合于工业化连续生产的2‑丙烯酰胺基‑2‑甲基丙磺酸的制备方法。方法：先将丙烯腈和发烟硫酸连续加入1#反应釜中，温度为2～7℃，连续溢流至2#反应釜；将异丁烯通入2#反应釜，温度为37～42℃，反应液在沉降结晶釜冷却结晶，再经分离干燥后得粗2‑丙烯酰胺基‑2‑甲基丙磺酸；将粗2‑丙烯酰胺基‑2‑甲基丙磺酸放入重结晶釜中与醋酸混合，升温溶解，降温析出，经离心干燥，得高纯度2‑丙烯酰胺基‑2‑甲基丙磺酸。本发明专利技术用于制备2‑丙烯酰胺基‑2‑甲基丙磺酸。
【技术实现步骤摘要】
一种2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的制备方法
本专利技术涉及一种2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的制备方法。
技术介绍
由于2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)是一种具有强阴离子性的水溶性的磺酸基团，使其具有耐盐性、耐高温、染色亲和性、导电性、离子交换性和对二价阳离子很好的耐受力；酰胺基团使其具有很好的水解稳定性、抗酸碱性及热稳定性；而活泼的双键又使其具有加成聚合性能，能与多种烃类单体生产共聚物。AMPS具有良好的聚合性能，可以自身均聚，也可以与其他多种单体共聚，合成上百万乃至上千万的高相对分子质量聚合物。AMPS的均聚物和AMPS与其他单体的共聚物广泛应用于纺织、印染、塑料、涂料、造纸、废水处理、日化、皮革和油田化学等领域。AMPS用于腈纶纤维的改性单体，可显著提高纤维的可纺性、染色性、抗静电性、耐磨性、白度和透明度；AMPS用于制备高吸水树脂，可改善树脂吸盐水的能力。AMPS是美国LubrizoI石油公司在20世纪70年代初以两步法首先实现工业化生产的。70年代末期日本日东化学公司改进了美国两步法工艺，用间歇法一步法实现了工业化生产，随着AMPS应用的越来越广泛，合成方法也不断改进。90年代初期，我国一些科研院所相继开展了AMPS合成的技术研究，并取得成功。这类方法以异丁烯、丙烯腈和发烟硫酸为原料，采用一步法合成AMPS，其收率一般大于65％，产品纯度99％以上。中国专利(CN91110942.0)公开了一种一步合成AMPS的方法，提出在反应混合液中加入有机酸酐类的化合物，由丙烯腈、硫酸和异丁烯一步反应制得纯度较高的AMPS单体的实验室制备方法，其产率随反应条件不同在75％～90％。中国专利(CN200810016255)公开了一种在一步法合成AMPS，反应过程中加入2％～30％有机磺化物，以提高AMPS产率。中国专利(CN201210331308.5)公开了了一种提高AMPS的纯度和收率的生产方法。中国专利(CN201110246607.4)公开了一种四釜连续合成AMPS的方法，最高产品收率和纯度分别为97.9％和98.2％(以发烟硫酸计)，产品纯度较低，应用受到一定限制。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种可降低成本、产品纯度高、适合于工业化连续生产的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的制备方法。一种2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的制备方法是按以下步骤完成的：一、先向1#反应釜中加入丙烯腈作为预反应液，将1#反应釜内的温度降至2℃～7℃；二、待1#反应釜内的温度降至2℃～7℃后，将丙烯腈和发烟硫酸匀速加入到1#反应釜中，反应停留时间为1h～1.5h，当反应液达到1#反应釜的溢流口时，溢流液流入2#反应釜；三、当溢流液流入2#反应釜后将汽化后的异丁烯匀速通入2#反应釜中，反应停留时间为2.5h～3h，反应温度为37℃～42℃，然后连续溢流到沉降结晶釜中恒温冷却，经离心减压干燥后，得到2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸粗产品；四、将2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸粗产品和醋酸加入到重结晶釜中，在40min内将重结晶釜的温度从室温升温至70℃～100℃，然后匀速降温至20℃，在温度为20℃的条件下保温1～2h，离心干燥，得到2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸。本专利技术优点：本专利技术通过使用过量丙烯腈即是反应物又作溶剂，可以省去引入其他溶剂而带来的分离步骤，还可以提高单体产物收率，重结晶阶段的产品收率达到85％(以粗2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸计)以上，纯度达到99.0％以上。所用溶剂丙烯腈和醋酸还可蒸馏回收重新利用，不但节约成本，还减少了三废排放适合于工业化生产。附图说明图1为本专利技术的工艺流程图。具体实施方式具体实施方式一：本实施方式一种2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的制备方法是按以下步骤完成的：一、先向1#反应釜1中加入丙烯腈作为预反应液，将1#反应釜1内的温度降至2℃～7℃；二、待1#反应釜1内的温度降至2℃～7℃后，将丙烯腈和发烟硫酸匀速加入到1#反应釜1中，反应停留时间为1h～1.5h，当反应液达到1#反应釜1的溢流口时，溢流液流入2#反应釜2；三、当溢流液流入2#反应釜2后将汽化后的异丁烯匀速通入2#反应釜2中，反应停留时间为2.5h～3h，反应温度为37℃～42℃，然后连续溢流到沉降结晶釜3中恒温冷却，经离心减压干燥后，得到2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸粗产品；四、将2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸粗产品和醋酸加入到重结晶釜4中，在40min内将重结晶釜4的温度从室温升温至70℃～100℃，然后匀速降温至20℃，在温度为20℃的条件下保温1～2h，离心干燥，得到2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸。本实施方式中在1#反应釜、2#反应釜和沉降结晶釜中通入氮气进行保护。具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤二中所述丙烯腈的纯度≥99.0％，丙烯腈的含水量为0.01％～1％。其他与具体实施方式一相同。具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是：步骤二中所述发烟硫酸中游离态SO3含量为0.1％～20％。其他与具体实施方式一或二相同。具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：步骤二中所述丙烯腈、发烟硫酸和步骤三中所述汽化后的异丁烯按摩尔比的比值为(5～10):1:1。其他与具体实施方式一至三之一相同。具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是：步骤二中所述丙烯腈、发烟硫酸和步骤三中所述汽化后的异丁烯按摩尔比的比值为9.5:1:1。其他与具体实施方式一至四之一相同。具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是：步骤二中所述丙烯腈的通入速率为150g/h～180g/h。其他与具体实施方式一至五之一相同。具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同的是：步骤二中所述发烟硫酸的通入速率为23g/h～25g/h。其他与具体实施方式一至六之一相同。具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同的是：步骤三中所述汽化后的异丁烯的通入速率为23g/h～25g/h。其他与具体实施方式一至七之一相同。具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一至八之一不同的是：步骤四中所述2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸粗产品和醋酸的摩尔比为1:(2～8)。其他与具体实施方式一至八之一相同。具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式一至九之一不同的是：步骤四中所述2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸粗产品和醋酸的摩尔比为1:(3～5)。其他与具体实施方式一至九之一相同。采用以下实施例验证本专利技术的有益效果：实施例一：一种2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的制备方法是按以下步骤完成的：一、先向1#反应釜中加入50毫升丙烯腈作为预反应液，开启搅拌器，搅拌转速120～160r/min，采用冷冻液将1#反应釜内的温度降至2～6℃；二、待1#反应釜内的温度降至2～6℃后，将丙烯腈和发烟硫酸分别匀速加入到1#反应釜中，反应停留时间为1～1.5h，当反应液达到1#反应釜的溢流口时，溢流液流入2#反应釜；三、当溢流液流入2#反应釜后将汽化后的异丁烯匀速通入2#反应釜中，反应停留时间为2.5～3h，反应温度为37～42℃，然后连续溢流到沉降结晶釜中恒温冷却，经离心减压干燥后，得到900本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种2‑丙烯酰胺基‑2‑甲基丙磺酸的制备方法，其特征在于2‑丙烯酰胺基‑2‑甲基丙磺酸的制备方法是按以下步骤完成的：一、先向1#反应釜(1)中加入丙烯腈作为预反应液，将1#反应釜(1)内的温度降至2℃～7℃；二、待1#反应釜(1)内的温度降至2℃～7℃后，将丙烯腈和发烟硫酸匀速加入到1#反应釜(1)中，反应停留时间为1h～1.5h，当反应液达到1#反应釜(1)的溢流口时，溢流液流入2#反应釜(2)；三、当溢流液流入2#反应釜(2)后将汽化后的异丁烯匀速通入2#反应釜(2)中，反应停留时间为2.5h～3h，反应温度为37℃～42℃，然后连续溢流到沉降结晶釜(3)中恒温冷却，经离心减压干燥后，得到2‑丙烯酰胺基‑2‑甲基丙磺酸粗产品；四、将2‑丙烯酰胺基‑2‑甲基丙磺酸粗产品和醋酸加入到重结晶釜(4)中，在40min内将重结晶釜(4)的温度从室温升温至70℃～100℃，然后匀速降温至20℃，在温度为20℃的条件下保温1～2h，离心干燥，得到2‑丙烯酰胺基‑2‑甲基丙磺酸。
【技术特征摘要】
1.一种2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的制备方法，其特征在于2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的制备方法是按以下步骤完成的：一、先向1#反应釜(1)中加入丙烯腈作为预反应液，将1#反应釜(1)内的温度降至2℃～7℃；二、待1#反应釜(1)内的温度降至2℃～7℃后，将丙烯腈和发烟硫酸匀速加入到1#反应釜(1)中，反应停留时间为1h～1.5h，当反应液达到1#反应釜(1)的溢流口时，溢流液流入2#反应釜(2)；三、当溢流液流入2#反应釜(2)后将汽化后的异丁烯匀速通入2#反应釜(2)中，反应停留时间为2.5h～3h，反应温度为37℃～42℃，然后连续溢流到沉降结晶釜(3)中恒温冷却，经离心减压干燥后，得到2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸粗产品；四、将2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸粗产品和醋酸加入到重结晶釜(4)中，在40min内将重结晶釜(4)的温度从室温升温至70℃～100℃，然后匀速降温至20℃，在温度为20℃的条件下保温1～2h，离心干燥，得到2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸。2.根据权利要求1所述的一种2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的制备方法，其特征在于步骤二中所述丙烯腈的纯度≥99.0％，丙烯腈的含水量为0.01％～1％。3.根据权利要求1所述的一种2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的制备方法，其特征在于步骤二中所...
【专利技术属性】
技术研发人员：曹龙海，于振，田勇，王文彬，姜洪，黎庆，
申请(专利权)人：黑龙江省科学院石油化学研究院，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23
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