一种采用微通道连续流反应器制备原膜散酯的方法技术

本发明专利技术公开了一种采用微通道连续流反应器制备原膜散酯的方法，包括：将水杨酸酯和异佛尔醇混合预热，然后与酯交换催化剂通入微通道连续流反应器中进行反应，反应完成之后经过后处理得到所述的原膜散酯；所述的微通道连续流反应器包括一个或者N个串联的反应单元，每个反应单元由一个微通道反应器和一个降膜蒸发器串联形成。该方法反应条件温和，反应产生的副产物少，反应选择性高，并且可以实现连续化生产。化生产。

【技术实现步骤摘要】
一种采用微通道连续流反应器制备原膜散酯的方法


[0001]本专利技术涉及原膜散酯制备的
，具体涉及一种采用微通道连续流反应器制备原膜散酯的方法。

技术介绍

[0002]原膜散酯，化学名3,3,5
‑
三甲基环己醇水杨酸酯，分子式C
16
H
22
O3，是一种高效的紫外线吸收剂，可高效吸收波长为295～315nm的紫外线。原膜散酯具有较高的脂溶性，可以用于添加到聚氯乙烯塑料、硝酸纤维素、丙烯酸树脂以及聚氨酯涂料中作为光稳定剂使用；原膜散酯的生物相容性很好，安全性好，可以作为化学防晒剂添加到高级化妆品中，保护皮肤不受紫外线照射损伤。
[0003]1944年Fries公司的专利US2369084A中首次公开了原膜散酯的结构，目前，原膜散酯大多通过酯交换法来实现工业生产。美国专利US462802A公开了使用甲醇钠为催化剂进行酯交换反应合成原膜散酯的方法，该方法催化剂价格高且无法循环套用，并且处理碱性废水产生的大量废盐也难以处理。
[0004]专利JP2006104192A公开了一种原膜散酯的制备方法，该制备方法采用水杨酸甲酯与异佛尔醇在反应釜中生产，利用有机锡作为催化剂，反应温度为140～170℃，反应2～20h后，通过酯交换法制得原膜散酯，其实施例中收率约有75～92％，反应式如下：
[0005][0006]现有制备方法主要采用间歇操作，反应时间长，反应温度较高，返混程度高，大量物料长时间的高温加热加剧了副反应的发生，生成较多副产物，这些副产物不仅对原料转化率、产品收率影响巨大，而且副反应生成的产物分离困难，会随着原料套用不断积累，最终对工业化生产产生不良影响。

技术实现思路

[0007]研究者在一系列酯交换合成原膜散酯的过程中发现，有如下两种副反应导致了产品选择性较低，产品收率下降：
[0008]副反应1：
[0009][0010]副反应2：
[0011][0012]副反应1是水杨酸甲酯的酚羟基与副产物甲醇在长时间高温加热的条件下断键产生邻甲氧基苯甲酸甲酯(由图2和3的GC图以及图4的质谱图推测为该副产物)，并生成水，该副反应的发生导致水杨酸甲酯转化率降低，并且生成的水会导致水杨酸甲酯水解生成水杨酸和甲醇，水杨酸的产生可能会使反应体系中的碱性催化剂变质失活，而甲醇的产生不仅会抑制主反应的进行，并且会继续参与其他副反应，邻甲氧基苯甲酸甲酯在反应过程中的含量常达到1％
‑
3％，因此抑制邻甲氧基苯甲酸甲酯的产生是生产过程中急需解决的问题。
[0013]副反应2是原膜散酯与甲醇在高温下生成(3,3,5
‑
三甲基环己基)
‑2‑
甲氧基苯甲酸酯(由图2和3的GC图以及图5的质谱图推测为该副产物)的过程，由于反应过程及后续分离过程中操作温度均较高，导致该反应大量发生,该反应的发生也是导致原膜散酯最终收率降低的关键因素，该产物在后期常达到2％
‑
5％，并且其与原膜散酯沸点接近，分离困难，因此抑制该产物的产生有利于提高原膜散酯收率和产品纯度。
[0014]本专利技术所要解决的技术问题为提供一种采用微通道连续流反应器制备原膜散酯的方法，该方法反应条件温和，反应产生的副产物少，反应选择性高，并且可以实现连续化生产。
[0015]本专利技术的技术方案如下：
[0016]一种采用微通道连续流反应器制备原膜散酯的方法，包括：
[0017]将水杨酸酯和异佛尔醇混合预热，然后与酯交换催化剂通入微通道连续流反应器中进行反应，反应完成之后经过后处理得到所述的原膜散酯；
[0018]所述的微通道连续流反应器包括一个或者N个串联的反应单元，每个反应单元由一个微通道反应器和一个降膜蒸发器串联形成；
[0019]其中，2≤N≤10。
[0020]同现有技术的间歇釜式反应方式相比，本专利技术利用微通道反应器在降低了反应温度的同时提高了反应速率，同时意外地发现解决了传统反应方式不能解决的问题，抑制了副产物(邻甲氧基苯甲酸甲酯、(3,3,5
‑
三甲基环己基)
‑2‑
甲氧基苯甲酸酯)的产生；并与降膜蒸发器联用，由于降膜蒸发器停留时间短，适于处理热敏性物料等特点，可以快速脱去甲醇等副产物，推动反应向右进行，同时由于微通道反应器持液量少等特点，安全系数较高，可以连续不断运转，微通道中物料连续不断的向前运行，返混程度低，从而实现连续生成，具有工业化应用价值。
[0021]作为优选，所述串联的反应单元的个数为3～6个。
[0022]作为优选，预热的温度为80℃～100℃，在所述微通道反应器中的反应温度为80℃～100℃。由于反应液在微通道壁面进行高效热交换，从而有效降低反应温度，避免局部过热、传热不均匀等问题，减少副产物的产生，有利于目标产物原膜散酯的合成，降低了后处理的难度。
[0023]所述微通道反应器中为微负压状态，作为优选，反应压力为
‑
0.01MPa～
‑
0.05MPa。
[0024]由于内部通道尺寸微型化，传热、传质系数比常规反应高1
‑
3个数量级，强化了反
应物的传质与传热，反应液在极短的时间内便完成了混合，反应时间由6～10h降低至0.3～30min，极大的提高了反应效率，作为优选，反应物料在所述微通道反应器中停留时间为0.5min～20min(当反应单元为多个时，停留时间为总停留时间)；作为进一步优选，停留时间为1.5min～10min。
[0025]作为优选，所述异佛尔醇的流速为5g/min～200g/min，所述水杨酸酯的流速为5g/min～300g/min；作为进一步的优选，所述异佛尔醇的流速为5g/min～50g/min，所述水杨酸酯的流速为5g/min～75g/min；作为更进一步的优选，所述异佛尔醇的流速为14g/min～30g/min，所述水杨酸酯的流速为18g/min～38g/min。
[0026]作为优选，水杨酸酯为水杨酸甲酯、水杨酸乙酯、水杨酸异丙酯、水杨酸异丁酯和水杨酸异戊酯中的一种或几种。
[0027]作为优选，所述的酯交换催化剂为酸性催化剂或碱性催化剂、有机钛、有机锡(二丁基氧化锡、甲基苯基氧化锡、四乙基锡、二乙酸二丁基锡、二月桂酸二苯基锡)的一种或多种的组合。
[0028]作为优选，所述的酸性催化剂为硫酸或对苯磺酸；
[0029]所述的碱性催化剂为甲醇钠。
[0030]作为优选，所述的异佛尔醇和所述的水杨酸酯的摩尔比为1:1～3；
[0031]所述催化剂与所述水杨酸酯的摩尔比为0.01％～10％。
[0032]作为优选，所述微通道反应器中微通道的水力半径为0.1mm～1.0mm，微通道长度为100m～200m，微通道反应器的微通道结构为增强混合型的心形结构、Z型结构，T型结构、T型带波浪结构或凸脊混沌型结构。
[0033]作为优选，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种采用微通道连续流反应器制备原膜散酯的方法，其特征在于，包括：将水杨酸酯和异佛尔醇混合预热，然后与酯交换催化剂通入微通道连续流反应器中进行反应，反应完成之后经过后处理得到所述的原膜散酯；所述的微通道连续流反应器包括一个或者N个串联的反应单元，每个反应单元由一个微通道反应器和一个降膜蒸发器串联形成；其中，2≤N≤10。2.根据权利要求1所述的采用微通道连续流反应器制备原膜散酯的方法，其特征在于，所述串联的反应单元的个数为3～6。3.根据权利要求1所述的采用微通道连续流反应器制备原膜散酯的方法，其特征在于，混合预热的温度为80℃～100℃；在所述微通道反应器中的反应温度也为80℃～100℃。4.根据权利要求1所述的采用微通道连续流反应器制备原膜散酯的方法，其特征在于，反应压力为
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0.01MPa～
‑
0.05MPa。5.根据权利要求1所述的采用微通道连续流反应器制备原膜散酯的方法，其特征在于，反应物料在所述微通道反应器中停留时间为0.5min～20min。6.根据权利要求1所述的采用微通道连续流反应器制备原膜散酯的方法，其特征在于，所述异佛尔醇的流速为5g/min～200g/min，所述水杨酸酯的流速为...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁昊昱，毛建拥，苗凯，耿广仁，胡鹏翔，王盛文，范金皓，
申请(专利权)人：山东新和成精化科技有限公司浙江新和成股份有限公司，
类型：发明
国别省市：