【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于甲基四氢苯酐制备领域，特别涉及一种甲基四氢苯酐连续化生产工艺及装置。
技术介绍
1、甲基四氢苯酐又称甲基四氢邻苯二甲酸酐，简称methpa，是由马来酸酐与间戊二烯/异戊二烯进行狄尔斯阿尔德反应及异构反应后得到的化合物，分子量166.17，淡黄色透明油状液体，相对密度1.20-1.22，凝固点<-20℃，沸点115-155℃，黏度(25℃)40-80mpa·s，折射率1.4960-1.4980，酐基含量≥40％，中和当量81-85，闪点137-150℃，溶于丙酮、乙醇、甲苯等，在空气中稳定性较好不易析出结晶，低毒。甲基四氢苯酐主要作为环氧树脂固化剂使用，与环氧树脂发生酸酐开环反应生成酸酐酯，酸酐酯会与环氧树脂中的氧原子发生亲核加成反应，形成环氧基和酯基。这些反应会不断进行，直到环氧树脂完全固化。
2、目前国内生产甲基四氢苯酐主要采用间歇法制备，如专利cn116535372a一种甲基四氢苯酐的制备方法中顺丁烯二酸酐在60-70℃搅拌熔化，然后开始滴入碳五溶液，温度控制在55-60℃，滴加完成后保温反应1-1.5小时，反应结束，再减压蒸尽存留的碳五溶液和阻聚剂，得到甲基四氢苯酐料液则是目前常见工艺。
3、近年来在工业化装置中针对间歇法制备甲基四氢苯酐的工艺一直在不断优化中，如专利cn109158067a一种化工合成异构分子蒸馏精制甲基四氢苯酐工艺装置中提出将原料重量比顺丁烯二酸酐：异戊二烯：间戊二烯(1：0.967：0.367)超声波合成反应釜甲基四氢苯酐60min合成，合成反应釜进行合成甲
4、当然近年来随着工业的不断发展，对于连续法制备甲基四氢苯酐产品的工艺开发也取得了一定成果。如专利cn215250523u甲基四氢苯酐连续化生产系统中提出将定量的混合碳五及马来酸酐泵入塔式反应器中在固定的停留时间下进行双烯合成反应，脱除未反应的碳五后进入装有异构催化剂的固定床中进行固定床异构反应，异构产品再进入绝热蒸发器中脱除重组分即可得到异构化液体甲基四氢苯酐产品。
5、如专利cn112973612a一种连续合成甲基四氢苯酐的系统装置和方法中提出将通过反应装置和混合装置的配合实现了连续化的可控生产，分别通过第一储罐碳五储罐和第二储罐马来酸酐储罐向反应装置内分别通入混合碳五和马来酸酐，反应后得到反应产物以及未完全反应的混合碳五，混合碳五进入混合装置后与马来酸酐再次混合，进行合成反应，不仅实现了产物的回收利用，还能实现设备的连续化运行，提高了反应的转化率，提升了反应效率，缩短了反应时间。但该工艺对于反应器如何及时撤除反应热以及控制反应温度没有明确提及，且混合碳五中有效组分异戊二烯及反式间戊二烯在不断地循环套用后，被转化为甲基四氢苯酐，不与马来酸酐反应的惰性碳五如顺式间戊二烯累积量会越来越多且无法排出系统，导致活性碳五与马来酸酐的接触几率越来越低，会导致碳五自聚几率增加，单程转化率降低，装置长久运行效果略差。
6、在上述提到的甲基四氢苯酐合成流程中可以看出，不管是间歇法还是连续法对于甲基四氢苯酐合成工艺描述都较模糊，从实际生产中反馈由于碳五密度为0.63g/ml左右，马来酸酐密度1.484g/ml，两者密度差距较大，且两者的合成反应为狄尔斯阿尔德反应，反应放热量较大，导致合成中较难以控制反应器内温度。从反应机理来看，在甲基四氢苯酐合成反应时会出现三种反应并存，一种是碳五自聚，生成c10及以上自聚物，一种是马来酸酐自聚生成聚马来酸酐，另一种则是主反应碳五及马来酸酐合成反应，副反应会生成高聚物渣子，而控制反应温度和加大碳五及马来酸酐的混合防止两种单体自聚集则是抑制副反应的核心，而且如何提高两种单体的单程转化率且不造成较多的副反应是目前面临的问题。现有的工艺为马来酸酐或碳五先进入合成釜内，开始通入热水进行加热，待温度达到预设温度后，开始滴加另一股原料(液酐或碳五)，再由反应釜顶部碳五冷凝器进行碳五回流换热及夹套通入循环水对合成釜进行控温，此方法中控温难度较大，合成温度在60-80℃之间波动，温度过高时只能通过暂停进料控制釜内合成放热量来控制釜内温度，同时由于合成过程中甲基四氢苯酐的浓度越来越大，物料体系粘度增加，釜内物料传热难度增加，釜内出现局部过热现象，导致碳五及马来酸酐溶剂自聚，生成高聚物，一方面降低产品收率且副产物生成较多，致使产物转化率低，产品收率低，另一方面合成釜内容易累积较多的高聚物渣子，需要间歇停止生产，加入碱液对反应釜进行清理，影响生产效率且清理反应釜造成大量废水。生成的高聚物部门以渣子的形态留在合成釜内，通过定期清理出去，另一部分聚合度略低的则以重组分的形态留在甲基四氢苯酐产品中，在甲基四氢苯酐异构后，与异构催化剂一起通过切除重组分的形式切除，成为重馏分，此流程则反映出在合成阶段形成的高聚物渣子不仅影响生产效率还增加异构阶段生产工序，造成能源损耗较大，如何合理的防止高聚物的生成且优化异构阶段工序具有重要研究意义。
7、上述提到的碳五为混合物，其中包括间戊二烯粗馏分与异戊二烯馏分，其中间戊二烯粗馏分具体组成如下：
8、 组成 含量/％ 异戊烷 0.39 1，4-戊二烯 0.04 1-戊烯 0.18 2-甲基-1-丁烯 0.24 正戊烷 2.2 异戊二烯 0.34 反-2-戊烯 1.13 顺-2-戊烯 1.19 2-甲基-2-丁烯 6.5 反-1，3-戊二烯 40.54 环戊二烯 0.14 本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种甲基四氢苯酐连续化生产工艺，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于：所述步骤(1)中送入第一动态混合器(1)的间戊二烯重量占比为20-50％，送入第二动态混合器(3)的间戊二烯重量占比为50-80％。
3.根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于：所述步骤(1)中的列管式换热器(2)的换热介质为温度40-70℃的热水，保持列管内物料温度为30-65℃。
4.根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于：所述步骤(1)中送入第一反应器(4)的预反应产物重量占比为20-80％，通过第一外循环加热器(5)的预反应产物重量占比为20-80％。
5.根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于：所述步骤(1)中通过第一外循环加热器(5)的第一反应器(4)的部分反应产物重量占比为30-80％；所述步骤(2)中送入第三动态混合器(6)的第一反应器(4)的反应产物重量占比为20-70％。
6.根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于：所述步骤(1)中第一反应器(4)的温度为60-80℃；所述步骤(2)中的第二反应器
7.根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于：所述步骤(2)中通过第二外循环加热器(8)的第二反应器(7)的部分反应产物重量占比为20-80％；所述步骤(3)中送入碳五分离塔(10)的第二反应器(7)的部分反应产物重量占比为20-80％。
8.根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于：所述步骤(4)中的催化剂为Na/CH3COONa/γ-Al2O3。
9.根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于：所述步骤(4)中循环至第一异构釜(13)内继续反应的反应产物重量占比为20-80％，送入第二异构釜(15)中进行反应的反应产物重量占比为20-80％。
10.一种甲基四氢苯酐连续化生产工艺装置，其特征在于：
...【技术特征摘要】
1.一种甲基四氢苯酐连续化生产工艺，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于：所述步骤(1)中送入第一动态混合器(1)的间戊二烯重量占比为20-50％，送入第二动态混合器(3)的间戊二烯重量占比为50-80％。
3.根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于：所述步骤(1)中的列管式换热器(2)的换热介质为温度40-70℃的热水，保持列管内物料温度为30-65℃。
4.根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于：所述步骤(1)中送入第一反应器(4)的预反应产物重量占比为20-80％，通过第一外循环加热器(5)的预反应产物重量占比为20-80％。
5.根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于：所述步骤(1)中通过第一外循环加热器(5)的第一反应器(4)的部分反应产物重量占比为30-80％；所述步骤(2)中送入第三动态混合器(6)的第一反应器(4)的反应产物重量占比为2...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨孟君，祁国华，孙向东，王忠宇，周志超，吴彬，
申请(专利权)人：恒河材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。