一种α‑乙酰基‑γ‑丁内酯连续流微通道反应生产工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种α‑乙酰基‑γ‑丁内酯连续流微通道反应生产工艺，以乙酰乙酸酯和环氧乙烷为原料，在醇类溶剂中加入碱金属成分作用下，反应温度为10‑80℃，反应的停留时间为1秒‑5小时，反应压力为0.1‑2Mpa，经连续流微通道反应器连续缩合反应生成乙酰丁内酯，得到缩合反应液；环氧乙烷对乙酰乙酸酯的摩尔比为1‑1.1，碱金属成分对乙酰乙酸酯的摩尔比为0.9‑1.1，醇溶剂对乙酰乙酸酯的质量比为1‑4。所述缩合反应液用酸溶液中和，控制pH值为5‑8，中和后在10‑50kPa压力下40‑80℃连续蒸发；蒸发后冷却至20‑40℃用0.1‑1:1质量比的有机溶剂萃取分层，萃取得到的有机层经过脱溶剂塔脱除溶剂，再在0.1‑1kpa压力下精馏得到产品α‑乙酰‑γ‑丁内酯。本发明专利技术的方法收率高，综合生产成本低于丁内酯法。同时由于采用连续化合成工艺，安全性也大大提高。

A process for producing alpha acetyl gamma butyrolactone continuous flow micro channel reactor

The invention discloses a process for producing alpha acetyl gamma butyrolactone continuous flow micro channel response to acetoacetic ester and ethylene oxide as raw materials, adding alkali metal components in alcohol solvent, the reaction temperature is 10 DEG C 80, residence time of reaction for a second 5 small, the reaction pressure is 0.1 2Mpa by continuous flow micro channel reactor continuous condensation reaction of acetyl butyrolactone, by condensation reaction liquid; epoxy ethane molar ratio of acetoacetic ester is 1 1.1, molar ratio of alkali metal composition of acetoacetic ester is 0.9 1.1, the quality of alcohol solvent on acetylacetic ester ratio was 1 4. The condensation liquid with acid solution and control pH value of 5 8, and after 40 80 degrees Celsius continuous evaporation in 10 50kPa under pressure; evaporative cooling to 20 DEG C for 0.1 40 1:1 mass ratio of the organic solvent extraction of the organic layer, layer after removal of solvent solvent removal tower then, in the 0.1 1kPa pressure distillation product alpha acetyl gamma butyrolactone. The method of the invention has high yield, and the comprehensive production cost is lower than the method of butylene ester. At the same time, as a result of the use of continuous synthesis process, the safety is also greatly improved.

【技术实现步骤摘要】
一种α-乙酰基-γ-丁内酯连续流微通道反应生产工艺
本专利技术涉及属于化工合成领域，具体涉及α-乙酰基-γ-丁内酯的生产方法。
技术介绍
α-乙酰基-γ-丁内酯英文名为2-Acetylbutyrolactone，简称乙酰丁内酯，英文缩写ABL。分子式：C6H8O3外观：无色透明液体。溶解性：水中溶解度为20％。分子量：128.13沸点：253℃密度：1.191g/cm3闪点：128℃相对密度:1.17用途：α-乙酰-γ-丁内酯(ABL)是制备维生素类的原料(主要用于合成维生素B1)以及叶绿素类的主要中间体,还可用于医药工业制造抗心绞痛药物延心痛等药品。尤其是随着维生素B1、延心痛、氯喹、杀菌剂丙硫菌唑、抗惊厥药物盐酸氯美噻唑、抗精神病药物利培酮嘧啶以及特殊医用高分子材料在国内外市场上的不断开拓,对ABL的需求量逐年增加，市场前景非常广阔。现有技术合成工艺：α-乙酰基-γ-丁内酯其工业合成路线主要有两种方法：一是由γ-丁内酯在惰性溶剂中与乙酸乙酯在醇钠作用下进行缩合反应的方法。该工艺是国内目前工业化生产普遍使用的方法。但是，该生产工艺使用甲苯做溶剂，并在金属钠熔融状态下滴加乙酸乙酯和γ-丁内酯的混合物，在反应引发阶段，产生大量极易气化的乙酸酯和反应生成的副产乙醇、氢气,容易发生冲料、燃烧、甚至爆炸等事故。二是乙酰乙酸酯与环氧乙烷在甲醇或乙醇中与醇钠或氢氧化钠作用缩合再闭环的方法，但是此方法采用间歇法生产，反应时间长，副反应多，收率不高，与前一方法比生产成本高。
技术实现思路
因此，本专利技术要解决的技术问题在于，提供一种工艺简单，反应效率高的α-乙酰基-γ-丁内酯连续流微通道反应生产工艺。本专利技术的技术方案是，一种α-乙酰基-γ-丁内酯连续流微通道反应生产工艺，以乙酰乙酸酯和环氧乙烷为原料，在醇类溶剂中加入碱金属成分作用下，反应温度为10-80℃，反应的停留时间为1秒-5小时，反应压力为0.1-2Mpa，经连续流微通道反应器连续缩合反应生成乙酰丁内酯，得到缩合反应液；环氧乙烷对乙酰乙酸酯的摩尔比为1-1.1，碱金属成分对乙酰乙酸酯的摩尔比为0.9-1.1，醇溶剂对乙酰乙酸酯的质量比为1-4。上述缩合反应得到的缩合反应液用酸溶液中和，控制pH值为5-8，中和后在10-50kPa压力下40-80℃连续蒸发；蒸发后冷却至20-40℃用0.1-1:1质量比的有机溶剂萃取分层，萃取得到的有机层经过脱溶剂塔脱除溶剂，再在0.1-1kpa压力下精馏得到产品α-乙酰-γ-丁内酯。优选的是，反应的停留时间为0.5小时-5小时。根据本专利技术的一种α-乙酰基-γ-丁内酯连续流微通道反应生产工艺，优选的是，所述乙酰乙酸酯为乙酰乙酸烷基酯，选自乙酰乙酸甲酯、乙酰乙酸乙酯、乙酰乙酸丁酯、乙酰乙酸叔丁酯中的一种。进一步地，所述乙酰乙酸酯为乙酰乙酸甲酯。根据本专利技术的一种α-乙酰基-γ-丁内酯连续流微通道反应生产工艺，优选的是，所述醇类溶剂选自甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、乙二醇中的一种。根据本专利技术的一种α-乙酰基-γ-丁内酯连续流微通道反应生产工艺，优选的是，所述碱金属成分选自碱金属氢氧化物或者碱金属的醇盐。进一步地，所述碱金属选自钠和钾。进一步地，碱金属成分优选为氢氧化钠或甲醇钠。即碱金属氢氧化物更优选为氢氧化钠，碱金属的醇盐更优选为甲醇钠。根据本专利技术的一种α-乙酰基-γ-丁内酯连续流微通道反应生产工艺，优选的是，萃取所述的有机溶剂为芳香烃类溶剂、酯类溶剂、卤类溶剂中的一种。根据本专利技术的一种α-乙酰基-γ-丁内酯连续流微通道反应生产工艺，优选的是，所述酸溶液为盐酸溶液、稀硫酸溶液、稀磷酸、稀醋酸的一种或几种。更优选的是，稀硫酸溶液为20-65％硫酸溶液。根据本专利技术的一种α-乙酰基-γ-丁内酯连续流微通道反应生产工艺，优选的是，所述连续蒸发后，回收醇经过脱水后回用；回收的溶剂可循环套用至萃取，精馏中得到的乙酰乙酸酯回收再循环用于缩合反应中。本专利技术主要针对原有生产工艺乙酰乙酸酯与环氧乙烷在醇溶剂中碱金属成分作用下采用间歇法缩合反应时间长，副反应多，收率不高的问题，研制了新的连续法生产工艺。本专利技术的有益效果是：本专利技术将连续流高通量微通道反应系统为核心的工艺技术和反应装备应用到乙酰乙酸酯与环氧乙烷的缩合反应中，强化了工艺条件，提高了反应效率，实现了该产品的连续、安全、高效、稳定生产，产品纯度和品质显著提高，与传统间歇工艺相比，反应工艺过程的可控性大大提升，反应装置效率显著增强，连续化操作和大幅降低的反应区物料量使过程的危险性显著降低，单位体积生产装置的产能成倍增加，在强化传热、传质、环保以及安全方面有了可靠的保障，通过过程强化、精确控温、反应时间短以及减少反应持液量等技术手段大幅度减少了副反应的产生，从而避免了环氧乙烷沸点低易燃易爆的缺点。此工艺使原料乙酰乙酸酯单程转化率达到84％以上，ABL单程收率达到68％以上，总收率达到80％以上。甲醇、甲苯和未反应的乙酰乙酸酯可循环套用，此工艺收率高，综合生产成本低于丁内酯法。同时由于采用连续化合成工艺，安全性也大大提高。该项目整体技术填补了国内空白，达到国际先进水平。采用间歇法工艺，乙酰乙酸酯与环氧乙烷在醇溶剂中碱金属成分作用下进行缩合反应存在反应时间长，副反应多，收率不高等问题，经新型连续流微通道反应器连续缩合反应生成乙酰丁内酯，反应时间短、安全性高、操作稳定可靠、收率明显提高。具体实施方式实施例1：一种α-乙酰基-γ-丁内酯连续流微通道反应生产工艺，包括下列步骤：将固体氢氧化钠加入甲醇配制成20％的甲醇溶液以400g/h,乙酰乙酸甲酯232g/h，环氧乙烷92g/h(n乙酰乙酸甲酯：n环氧乙烷：n氢氧化钠＝1:1.05:1)同时用泵泵入微通道反应器中，于50℃、0.5Mpa、停留时间1小时下反应,出口的反应液将30％硫酸以360g/h的速度加入其中，调节pH至5.5，进入蒸发器连续蒸发甲醇，操作压力20kpa，温度70℃。蒸出的甲醇脱水后回用，釜液冷却至35℃送至萃取塔塔顶，与同时以150g/h进入萃取塔底部的甲苯进行逆流萃取，萃取的有机相进入脱溶剂塔，操作压力15kpa，蒸出的甲苯回用至萃取。脱除甲苯后的釜液进入减压精馏塔，操作压力0.65kpa，得到的乙酰乙酸甲酯36g/h回用于缩合反应，得到的产品α-乙酰基-γ-丁内酯175g/h，含量99.3％(GC)，单程收率68.4％，转化率84.5％，总收率80.9％。实施例2：将固体氢氧化钠加入甲醇配制成20％的甲醇溶液以440g/h,乙酰乙酸甲酯232g/h，环氧乙烷96g/h(n乙酰乙酸甲酯：n环氧乙烷：n氢氧化钠＝1:1.1:1.1)同时用泵泵入微通道反应器中，于50℃、0.5Mpa、停留时间1小时下反应,出口的反应液将30％硫酸以393g/h的速度加入其中，调节pH至5.5，进入蒸发器连续蒸发甲醇，操作压力20kpa，温度70℃。蒸出的甲醇脱水后回用，釜液冷却至35℃送至萃取塔塔顶，与同时以150g/h进入萃取塔底部的甲苯进行逆流萃取，萃取的有机相进入脱溶剂塔，操作压力15kpa，蒸出的甲苯回用至萃取。脱除甲苯后的釜液进入减压精馏塔，操作压力0.65kpa，得到的乙酰乙酸甲酯35g/h回用于缩合反应，得到的产品α-乙酰基-γ-丁内酯174g/h本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种α‑乙酰基‑γ‑丁内酯连续流微通道反应生产工艺，其特征在于：以乙酰乙酸酯和环氧乙烷为原料，在醇类溶剂中加入碱金属成分作用下，反应温度为10‑80℃，反应的停留时间为1秒‑5小时，反应压力为0.1‑2Mpa，经连续流微通道反应器连续缩合反应生成乙酰丁内酯，得到缩合反应液；环氧乙烷对乙酰乙酸酯的摩尔比为1‑1.1，碱金属成分对乙酰乙酸酯的摩尔比为0.9‑1.1，醇溶剂对乙酰乙酸酯的质量比为1‑4。所述缩合反应液用酸溶液中和，控制pH值为5‑8，中和后在10‑50kPa压力下40‑80℃连续蒸发；蒸发后冷却至20‑40℃用0.1‑1:1质量比的有机溶剂萃取分层，萃取得到的有机层经过脱溶剂塔脱除溶剂，再在0.1‑1kpa压力下精馏得到产品α‑乙酰‑γ‑丁内酯。

【技术特征摘要】
1.一种α-乙酰基-γ-丁内酯连续流微通道反应生产工艺，其特征在于：以乙酰乙酸酯和环氧乙烷为原料，在醇类溶剂中加入碱金属成分作用下，反应温度为10-80℃，反应的停留时间为1秒-5小时，反应压力为0.1-2Mpa，经连续流微通道反应器连续缩合反应生成乙酰丁内酯，得到缩合反应液；环氧乙烷对乙酰乙酸酯的摩尔比为1-1.1，碱金属成分对乙酰乙酸酯的摩尔比为0.9-1.1，醇溶剂对乙酰乙酸酯的质量比为1-4。所述缩合反应液用酸溶液中和，控制pH值为5-8，中和后在10-50kPa压力下40-80℃连续蒸发；蒸发后冷却至20-40℃用0.1-1:1质量比的有机溶剂萃取分层，萃取得到的有机层经过脱溶剂塔脱除溶剂，再在0.1-1kpa压力下精馏得到产品α-乙酰-γ-丁内酯。2.根据权利要求1所述的一种α-乙酰基-γ-丁内酯连续流微通道反应生产工艺，其特征在于：所述乙酰乙酸酯为乙酰乙酸烷基酯，选自乙酰乙酸甲酯、乙酰乙酸乙酯、乙酰乙酸丁酯、乙酰乙酸叔丁酯中的一种。3.根据权利要求2所述的一种α-乙酰基-γ-丁内酯连续流微通道反应生产工艺...

【专利技术属性】
技术研发人员：庆九，俞新南，薛金全，刘芳，朱小刚，周新建，朱爱华，
申请(专利权)人：南通醋酸化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32