一种连续生产二甲基亚砜的方法技术

本发明专利技术公开了一种连续生产二甲基亚砜的方法，该方法以二甲基硫醚为原料，过氧化氢为氧化剂，在无溶剂、无催化剂的环境下，将两种物料先通入膜混合器使其充分接触混合，再送入连续流微反应器中生产二甲基亚砜。本方法有效提高了反应过程中的传质和传热效率，提高了原料的转化率，反应条件温和，反应时间短，反应过程安全稳定，可连续化操作，特别适用于进行大规模生产的场合。模生产的场合。模生产的场合。

【技术实现步骤摘要】
一种连续生产二甲基亚砜的方法


[0001]本专利技术属于有机合成
，涉及一种连续生产二甲基亚砜的方法。

技术介绍

[0002]二甲基亚砜是一种含硫有机化合物，具有高极性、高吸湿性可燃和高沸点非质子等特性。二甲基亚砜溶于水、乙醇、丙酮、乙醚和氯仿，是极性强的惰性溶剂，广泛用作溶剂和反应试剂，且具有很高的选择性抽提能力，可用作烷烃与芳香烃分离的提取溶剂，在医药工业中，其不仅可直接作为某些药物的原料及载体，而且还能起到消炎止痛、利尿、镇静等作用，因此常为止痛药物的活性组分添加于药物中，另外，二甲基亚砜也可作为电容介质时防车相稀有金属提取剂等，用途非常广泛。
[0003]当前，国内较为常见的制备二甲基亚砜的工艺为NO2氧化工艺和双氧水氧化工艺。NO2氧化工艺反应剧烈，能耗高，工艺流程复杂，副产物多，排出大量废水废盐；双氧水氧化工艺虽然反应温度有所降低，过程较为清洁，但需要装填钛硅分子筛等昂贵的催化材料，且物料传质方面受到影响较大，反应时间较长，并存在一定的安全隐患，安全性和经济性方面存在缺陷。
[0004]在解决二甲基亚砜制备过程中的传质和传热问题上，目前，普遍的解决方案为利用微通道反应器。微通道反应器是一种具有微结构的小型反应器，与常规反应器相比，连续流微通道反应器具有体积小，过程连续，易放大，快速混合效果好，传热效果好等特点。
[0005]专利CN104418777B、CN104003915B、CN105439921B、CN104557632B等公开了一种二甲基亚砜的制备方法，均采用固定床双氧水工艺，将二甲基硫醚、双氧水、溶剂与至少一种钛硅分子筛接触制备二甲基亚砜，反应温度30～180℃，反应时间0.5～2h，硫醚转化率最高为95％，二甲基亚砜选择性为最高为96％，但由于催化剂制备工艺复杂，加入溶剂不易分离，使整个工艺过程经济性较低，能耗增加。
[0006]专利CN104003914B、CN104418776B等采用浆态床工艺，将二甲基硫醚、双氧水与钛硅分子筛混合进行反应制备二甲基亚砜，原料与催化剂的重量比为0.1
‑
50:1，温度0
‑
80℃，压力0
‑
3Mpa，反应时间0.5
‑
150h，二甲基亚砜选择性为97％，但该工艺存在反应时间较长，催化剂工艺复杂，催化剂与产物的分离问题需要解决。
[0007]本工艺与上述专利所述工艺相比，整个过程无需添加催化剂和溶剂，依靠工艺本身专有的强化传质和传热效果，实现较高原料转化率和产品选择性，过程经济，应用性强。
[0008]专利CN201811270021.X一种硫醚氧化方法，在硫醚氧化条件下，将一种液体混合物与催化剂接触，所述液体混合物含有硫醚、至少一种氧化剂以及可选的至少一种溶剂，所述催化剂含有颗粒尺寸小于20nm的纳米碳材料。在微通道反应器中，反应温度为0～120℃，压力为0～5MPa，硫醚重时空速为0.1～2000h
‑1，能够在温和的条件下提高氧化剂的有效利用率和二甲基亚砜选择性，该工艺同样需要分离催化剂，且在放大过程中，面对公斤/小时或吨/小时的进料量，微通道反应器的尺寸和流通量受到一定程度的限制，如果放大微通道管径尺寸，同样会面临二甲基硫醚与水不互溶而导致物料传质较差的问题。
[0009]为解决传质问题，本工艺加入了纳米膜混合器，采用了纳米尺寸的孔，可以将硫醚气相分散成纳米级气泡与液体错流接触，增大了气液相际界面的传质面积，提高了气液传质效率，增大了气体溶解速率，提高了气液混合效果，再配合微通道反应器的高效取热及连续性优势，可为二甲基亚砜的工业化连续生产提供一条重要的途径。

技术实现思路

[0010]本专利技术针对以上存在的问题，提供了一种连续生产二甲基亚砜的方法。本方法采用无催化剂无溶剂体系，将膜强化传质混合器与微反应器相结合，使物料体系传质、传热均有较好的效果，反应时间短，生产效率高。
[0011]本方法更进一步的目的在于，通过本专利技术的工艺方法，实现工艺过程稳定可控，通过传质传热过程的强化和优化，提高反应原料的转化率，提高产品选择性，大大提高生产效率，从而有效改进现有工业化生产的安全性和经济性。
[0012]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为一种连续生产二甲基亚砜的方法，按照下述步骤进行：
[0013](1)以二甲基硫醚为原料，过氧化氢为氧化剂，无需加入溶剂和催化剂，将两种物料按一定的配比通入膜混合器中进行充分接触混合，其中二甲基硫醚为气化后进料，过氧化氢为液体进料；
[0014](2)将混合物料送入连续流微反应器中，反应温度由外部循环换热系统控制，在特定的工艺条件下进行反应；
[0015](3)反应产物经冷却盘管冷却后进入收集罐，即得到二甲基亚砜产品；
[0016](4)通过计量泵控制反应物料的摩尔比，通过调节进料流量和流速以及改变微反应器的体积来控制反应的停留时间。
[0017]所述的氧化剂为过氧化氢浓度10～70％的双氧水溶液。
[0018]所述的膜混合器分布有膜管结构，膜管为多孔陶瓷膜管，膜管孔道为纳米级，膜管孔道为纳米级，可提升气液混合效率；膜管孔径为200～1200nm。
[0019]所述的微反应器可选自微通道反应器和微管式反应器，微通道反应器模块微结构包括市售所有结构的微通道结构，微管式通道形式包括盘管式结构和直管式结构。微反应器通道直径为1～6mm。
[0020]所述的反应物料摩尔比(硫醚:过氧化氢)为1:0.5～1:5，优选配比为1:1～1:3；反应温度为40～120℃，优选温度为40～80℃；反应压力为常压～2.0MPa，优选压力为0.2～0.6MPa，压力为表压；停留时间为2～30min，优选停留时间为5～20min。
[0021]所述的混合过程在膜混合器中进行，反应过程在特定结构的微反应器中进行，该反应流程包括进料系统、混合系统、反应系统、产品收集系统等不同功能区域。
[0022]本专利技术与现有技术相比较有以下主要优点：
[0023]1、本专利技术采用一种连续化生产二甲基亚砜的方式，本工艺加入了纳米膜混合器，采用了纳米尺寸的孔，可以将硫醚气相分散成纳米级气泡与液体错流接触，增大了气液相际界面的传质面积，提高了气液传质效率，增大了气体溶解速率，提高了气液混合效果，将纳米膜强化传质混合器与微反应器相结合，传质、传热过程大幅度提升，原料转化率与产品选择性达到较高的水平。
[0024]2、反应条件温和，停留时间短，可操作性强，生产效率高，反应过程安全可靠，清洁环保。
[0025]3、反应过程无需添加溶剂和催化剂，不产生固废，具有较好的经济性，发展空间大。
附图说明
[0026]图1为连续生产二甲基亚砜的工艺原则流程图。
[0027]图2为连续生产二甲基亚砜装置示意图。
具体实施方式
[0028]下面结合实施例和对比例详细说明本专利技术，下面的实施例为本专利技术较佳的实施方式，本专利技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种连续生产二甲基亚砜的方法，该方法包括以下步骤：(1)以二甲基硫醚为原料，过氧化氢为氧化剂，无需加入溶剂和催化剂，将两种物料通入膜混合器中进行充分接触混合，其中过氧化氢为液体进料，二甲基硫醚为气化后通过膜混合器的膜管与液体混合；(2)将混合物料送入连续流微反应器中进行反应，反应温度由外部循环换热系统控制；(3)通过计量泵控制反应物料的摩尔比，通过调节进料流量和流速以及改变微反应器的体积来控制反应的停留时间；(4)反应产物经冷却盘管冷却后进入收集罐，即得到二甲基亚砜产品。2.根据权利要求1所述的连续生产二甲基亚砜的方法，其特征在于步骤(1)所述氧化剂过氧化氢是浓度10～70％的双氧水溶液。3.根据权利要求1所述的连续生产二甲基亚砜的方法，其特征在于步骤(1)所述膜混合器分布有膜管结构，膜管为多孔陶瓷膜管，膜管孔道为纳米级。4.根据权利要求1所述的连续生产二甲基亚砜的方法，其特征在于步骤(1)所述反应物料硫醚:过氧化氢的摩尔比为1:0.5～1:5，优选配比为1:1～1:3。5.根据权利要求1所述的连续生产二甲基亚砜的方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘晨，文彬，陈伟君，包建国，伍小驹，汪博，何驰剑，
申请(专利权)人：湖南长炼新材料科技股份公司，
类型：发明
国别省市：