一种微反应器制备对苯二甲酸二丁酯的方法技术

本发明专利技术提供了一种微反应器制备对苯二甲酸二丁酯的方法，涉及化学合成及生产工艺领域。该方法包括步骤：将对苯二甲酸和醇类溶剂混合，研磨，得到对苯二甲酸浆料；预热微通道反应器，反应温度为330

【技术实现步骤摘要】
一种微反应器制备对苯二甲酸二丁酯的方法


[0001]本专利技术属于化学合成及生产工艺领域，具体涉及一种微反应器制备对苯二甲酸二丁酯的方法。

技术介绍

[0002]对苯二甲酸二丁酯是白色晶体或粉末，低毒，可燃。溶于碱溶液，微溶于热乙醇，可溶于DMF(N,N
‑
二甲基甲酰胺)、DEF(N,N
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二乙基甲酰胺)和DMSO(二甲基亚砜)等强极性有机溶剂，不溶于水、乙醚、冰醋酸、乙酸乙酯、二氯甲烷、甲苯、氯仿等大多数有机溶剂。遇高热、明火或与氧化剂接触，有引起燃烧的危险。对苯二甲酸二丁酯在工业方面具有多种用途，主要应用于电缆料及其他PVC软质制品的制备中，也可用于人造革膜的生产。对苯二甲酸二丁酯在增塑剂方面也有广泛的用途，主要用于丙烯腈衍生物、聚乙烯醇缩丁醛荃、丁腈橡胶、硝酸纤维素和合成橡胶的增塑剂；还可作用涂料添加剂、精密仪器润滑剂或纸张的软化剂。
[0003]目前，合成对苯二甲酸二丁酯的常用的方法为，以对苯二甲酸(PTA)为原料，与醇类溶剂发生酯化反应制得。传统的制备方法，酯化反应多数采用浓硫酸作为催化剂，危害较大，废液处理较为复杂，且副产物较多。而且，在生成对苯二甲酸二丁酯的过程中，常常会生成大量的水，影响反应的顺利进行，产物的纯度和收率受到影响。
[0004]有研究记载(吴俊华，齐彦伟，张志全.用对苯二甲酸残渣合成混合苯二甲酸二丁酯的研究[J].石化技术与应用，2007，No.115(05):402
‑
405.)，以脱除轻组分的对苯二甲酸残渣与正丁醇为原料,通过酯化反应并对粗产物进行常压和减压蒸馏后制得混合苯二甲酸二丁酯；反应压力0.5MPa，反应温度230℃，醇酸比2.8：1，反应时间5h。在此条件下，酯化产物的收率最高，约为93％。制得的混合苯二甲酸二丁酯的产品质量基本符合工业常用增塑剂邻苯二甲酸二丁酯的质量要求。但是该方法的反应时间长，且制得的产物为混合苯二甲酸二丁酯，并非单纯的对苯二甲酸二丁酯，增大了产物分离的难度。
[0005]微通道反应器，是指连续流动的腔体式反应器。微通道反应器内部是由微管组成，但管的尺寸远小于传统管式反应器的尺寸，这增加了表面积，提高了混合效率和传热效率。因此，微通道反应器可以实现反应温度的精细控制，是提高产量、选择性、安全性和产品质量的关键。目前，微通道反应器已广泛应用于化合物的合成，比如引发剂过氧化新癸酸叔丁基酯、过氧化新癸酸异丙苯酯等的合成。但现有技术还没有关于对苯二甲酸二丁酯使用微通道反应技术合成的记载。
[0006]本专利技术通过连续流微通道反应器，以对苯二甲酸(PTA)和醇类溶剂为原料，在高温高压反应下不使用催化剂制备对苯二甲酸二丁酯。且较传统工艺来看，其显著优势是避免了催化剂的使用，使用微反应器高效稳定连续运行，较短的反应时间也减少了传统工艺中正丁醚的副产物的生产，提高了产物的稳定性、得率和纯度，大大提高生产效率。

技术实现思路

[0007]本专利技术针对现有技术存在的问题，提供了一种微反应器制备对苯二甲酸二丁酯的
方法，以对苯二甲酸和醇类溶剂为原料，在高温微反应器中进行反应，该反应避免了催化剂的使用，在较短的运行时间内完成较好的原料混合和产物合成效果，减少副产物的生成；同时降低反应危险系数，连续流工艺生产提高产品的稳定性。
[0008]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0009]首先，本专利技术提供一种微反应器制备对苯二甲酸二丁酯的方法，包括步骤：
[0010](1)原料预处理：将对苯二甲酸和醇类溶剂混合，研磨，得到对苯二甲酸浆料；
[0011](2)预热微通道反应器：设定反应温度为330
‑
390℃，控制出口温度为室温，流量设置为20
‑
60mL/min，开启微通道反应器加热；
[0012](3)进料反应：将步骤(1)中的对苯二甲酸浆料通入步骤(2)预热的微通道反应器中，背压为13
‑
27MPa，出料口流量为35
‑
45mL/min，反应停留时间为12
‑
15min，反应结束后，经过后处理，得到二丁酯及其中间体单酯单酸和回用的醇类溶剂；
[0013](4)重复进料反应：将步骤(3)的二丁酯及其中间体单酯单酸与醇类溶剂混合，进行二次进料，重复步骤(3)的进料反应1
‑
3次，经过后处理，得到对苯二甲酸二丁酯。
[0014]优选地，步骤(1)中，所述研磨具体为，研磨时间为50
‑
90min，使得对苯二甲酸颗粒研磨至纳米级，200
‑
500nm。
[0015]优选地，步骤(1)中，所述醇类溶剂选自正丁醇、异辛醇、甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、二甘醇中的至少一种。
[0016]进一步优选地，所述醇类溶剂选自正丁醇、异辛醇、丙醇、丁醇、二甘醇中的至少一种。
[0017]更进一步优选地，所述醇类溶剂选自正丁醇、异辛醇中的至少一种。
[0018]优选地，步骤(1)中，所述对苯二甲酸浆料的固含量为7
‑
12％。
[0019]进一步优选地，所述对苯二甲酸浆料的固含量为9
‑
10％。
[0020]优选地，步骤(2)中，所述反应温度为340
‑
370℃，所述流量设置为30
‑
50mL/min。
[0021]进一步优选地，所述反应温度为360
‑
365℃，所述流量设置为40
‑
45mL/min。
[0022]优选地，步骤(2)中，所述微通道反应器的通道为工字型孔道。
[0023]优选地，步骤(3)中，所述进料反应，需在微通道反应器的背压和流量稳定后进行；所述稳定为：将醇类溶剂泵入微通道反应器内，缓慢增加背压至13
‑
27MPa，出料口的流量控制在35
‑
45mL/min。
[0024]优选地，步骤(3)中，所述背压为15
‑
25MPa，出料口的流量为38
‑
42mL/min，反应停留时间为12.5
‑
14min。
[0025]进一步优选地，所述背压为15
‑
20MPa，出料口的流量为40mL/min，反应停留时间为13min。
[0026]优选地，步骤(3)中，所述后处理具体为，旋蒸，60
‑
80℃，在
‑
0.090
‑‑
0.15MPa的压力下旋蒸掉40
‑
60％的体积，蒸出液回收，脱水，得到回用的醇类溶剂。
[0027]进一步优选地，所述脱水，使用的试剂为硫酸钠和/或碳酸钠。
[0028]进一步优选地，所述脱水，使用的试剂为硫酸钠。
[0029]优选地，步骤(4)中，所述醇类溶剂选自新鲜醇类溶剂和/或步骤(3)回用的醇类溶剂。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微反应器制备对苯二甲酸二丁酯的方法，其特征在于，包括步骤：(1)原料预处理：将对苯二甲酸和醇类溶剂混合，研磨，得到对苯二甲酸浆料；(2)预热微通道反应器：设定反应温度为330
‑
390℃，控制出口温度为室温，流量设置为20
‑
60mL/min，开启微通道反应器加热；(3)进料反应：将步骤(1)中的对苯二甲酸浆料通入步骤(2)预热的微通道反应器中，背压为13
‑
27MPa，出料口流量为35
‑
45mL/min，反应停留时间为12
‑
15min，反应结束后，经过后处理，得到二丁酯及其中间体单酯单酸和回用的醇类溶剂；(4)重复进料反应：将步骤(3)的二丁酯及其中间体单酯单酸与醇类溶剂混合，进行二次进料，重复步骤(3)的进料反应1
‑
3次，经过后处理，得到对苯二甲酸二丁酯。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述研磨具体为，研磨时间为50
‑
90min，使得对苯二甲酸颗粒研磨至纳米级，200
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500nm。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述醇类溶剂选自正丁醇、异辛醇、甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、二甘醇中的至少一种；优选为，醇类溶剂选自正丁醇、异辛醇、丙醇、丁醇、二甘醇中的至少一种；进一步优选为，醇类溶剂选自正丁醇、异辛醇中的至少一种。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述对苯二甲酸浆料的固含量为7
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12％；优选为，对苯二甲酸浆料的固含量为9
‑
10％。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述反应温度为340
‑
370℃，所述流量设置为30
‑
50m...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵建坤，王康杨，胡才勇，李玉龙，
申请(专利权)人：杭州迈科瑞科技有限公司，
类型：发明
国别省市：