【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于有机合成，具体涉及一种过氧化二异丙苯的制备方法。
技术介绍
1、过氧化二异丙苯是一种最常用的对称的二烷基有机过氧化物，又被称为硫化剂dcp，白色结晶，熔点39℃～40℃，分解温度120℃～125℃，室温下稳定，见光逐渐变成微黄色，理论活性氧含量5.92％。过氧化二异丙苯可用作天然橡胶、合成橡胶的硫化剂，例如用作三元乙丙橡胶(epdm)、丁腈橡胶和硅橡胶等的硫化剂。过氧化二异丙苯还可用作聚合反应的引发剂以及用作聚乙烯树脂的交联剂，例如通常用作聚乙烯(pe)、氯化聚乙烯(cpe)、聚苯乙烯(ps)的交联剂。过氧化二异丙苯还可用作合成可发性聚苯乙烯(eps)的引发剂，聚乙烯醋酸乙烯酯(eva)的发泡剂等。dcp交联后，使聚合物的物理性质大为改善，其抗热性、耐化学性、耐压性、抗裂性及机械强度均有所增加。dcp广泛应用于电线电缆、制鞋、建材等行业，近年来随着高分子材料市场的不断扩大，dcp的需求量逐年增加，市场潜力巨大。
2、目前，工业上过氧化二异丙苯的生产均采用间歇釜式工艺，该工艺以异丙苯为原料，通过空气氧化将异丙苯氧化成过氧化氢异丙苯(简称chp)，并将部分过氧化氢异丙苯通过还原反应生成α,α-二甲基苄醇(简称dmba)，然后过氧化氢异丙苯与α,α-二甲基苄醇在酸性催化剂作用下发生缩合反应生成过氧化二异丙苯(简称dcp)，再经过碱洗、水洗和结晶等过程得到合格产品。缩合反应过程如下：
3、主反应：
4、
5、副反应：
6、
7、由反应过程可知，主反应是
8、因此，该缩合工艺存在以下技术问题：(1)主反应为酸催化反应，但是chp和dcp在酸催化作用下易发生二次分解；(2)主反应为平衡反应，需要将体系生成的水及时脱除。(3)反应终点难控制，原料反应不完全，影响产品质量，过度反应导致dcp的二次分解。
9、us4266081a公开了一种以强酸弱碱盐(如氯化锌)为催化剂制备过氧化二异丙苯的方法，该专利存在催化剂易水解、腐蚀性强和用量大的问题。
10、us4413148a公开了一种过氧化二异丙苯的制备方法，该专利采用连续去除反应中生成水的过程中几乎不会被水蒸馏掉的极性溶剂如磷酸三乙酯等达到抑制chp和dcp分解的目的，但仍然存在dcp选择性低的问题，尤其是chp转化率达到90％以上时，dcp的选择性只有90％左右，同时存在高沸点极性溶剂加入量大的问题。
11、cn103145597b和cn104860861a公开了一种过氧化二异丙苯的生产方法，涉及一种过氧化二异丙苯缩合反应过程中，减少副产物的生产方法。该专利采用间歇生产工艺，dcp选择性为低于94％，仍然存在缩合反应dcp选择性低的问题。
12、cn102827051a涉及过氧化二异丙苯的合成方法，公开了一种精苄醇和氧化液为原料合成过氧化二异丙苯的方法。该专利虽然已经降低了苯酚、丙酮等副产物的含量，但是苯酚、丙酮等副产物含量仍然高达3.5-4.2％，存在dcp产品收率低，副产物含量高的问题。
13、cn117690069a涉及一种过氧化二异丙苯的反应方法及装置，该专利使反应液在反应釜和薄膜式反应器之间循环流动，反应过程中产生的水通过与反应釜和薄膜式反应器连接的真空系统抽吸脱除。该专利存在反应温度范围控制窄，dcp产品选择性差，副产物含量高的问题。
14、综上所述，目前工业化生产过氧化二异丙苯的缩合工艺存在催化剂用量大、产品选择性差、过程可控性差、安全系数低和/或生产效率低等问题。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的之一在于提供一种过氧化二异丙苯的制备方法，该方法能够实现原料高转化率和产品高选择性的兼顾，反应过程安全。
2、本专利技术为达到其目的，提供如下技术方案：
3、一种过氧化二异丙苯的制备方法，所述制备方法在抑制剂和酸性催化剂条件下，过氧化氢异丙苯和α,α-二甲基苄醇发生缩合反应，缩合反应过程中同时进行真空脱水。
4、本专利技术主反应是一个化学平衡反应过程，随着缩合反应的进行产生水的量逐渐累积，反应体系中酸催化剂浓度逐渐降低从而导致反应速率变慢。本专利技术在缩合反应过程中在真空下将反应产生的水及时移除反应体系，保证足够的酸催化剂浓度以达到催化目的。chp和dmba缩合反应制备dcp的反应温度控制极其苛刻，chp和dcp在酸性催化剂作用下极易发生二次分解，尤其到反应末期，chp的转化率大于95％时，dcp极易发生二次分解导致超温超压甚至爆炸事故的发生。
5、专利技术人研究发现，有机多元膦酸和咪唑类化合物两种抑制剂的协同作用终止了自由基roo·的分解以及自由基c6h5(ch3)2co·的分解，尤其是在反应末期，chp高转化率情况下，在酸性催化剂存在条件下，dcp基本不分解，最终实现原料高转化率、产品高选择性以及反应过程的本质安全。其中，过氧化氢异丙苯的转化率99.5％以上，过氧化二异丙苯的选择性98％以上。同时，由于在组合抑制剂的作用下，chp和dcp基本不分解，因此，对于本专利技术的原料浓度的选择范围较宽，反应温度的操作弹性大，易于控制，有利于实现工业化大生产。
6、在本专利技术的一种实施方案中，所述抑制剂为有机多元膦酸和咪唑化合物的组合物；优选地，所述有机多元膦酸选自亚甲基和/或亚乙基膦酸，优选氨基三亚甲基膦酸、羟基亚乙基二膦酸、乙二胺四亚甲基膦酸和二乙烯三胺五亚甲基膦酸中的一种或多种，更优选氨基三亚甲基膦酸和/或羟基亚乙基二膦酸；优选地，所述咪唑化合物选自咪唑及其衍生物，优选咪唑、甲硫咪唑、2-巯基咪唑、2-巯基苯并咪唑中的一种或多种，更优选咪唑和/或甲硫咪唑；优选地，所述抑制剂中有机多元膦酸和咪唑化合物的质量比为1：1-1:20，优选1：4-1:16，更优选1:8-1:12；优选地，基于所述过氧化氢异丙苯的总质量，所述组合抑制剂的用量为50-300ppm，优选100-200ppm，更优选120-160ppm。
7、在本专利技术的一种实施方案中，所述酸性催化剂选自无机酸和/或有机酸，优选硫酸、盐酸、磷酸、高氯酸、对甲苯磺酸、十二烷基苯磺酸和三氯乙酸中的一种或多种，更优选硫酸、高氯酸、对甲苯磺酸和十二烷基苯磺酸中的一种或多种；优选地，所述酸性催化剂的用量为10-200ppm，优选50-150ppm，更优选80-120ppm，以过氧化氢异丙苯的总质量计。优选地，所述酸性催化剂配置为水溶液，优选水溶液的质量浓度为10-50wt％，更优选20-40wt％。
8、在本专利技术的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种过氧化二异丙苯的制备方法，其特征在于，所述制备方法在抑制剂和酸性催化剂条件下，过氧化氢异丙苯和α,α-二甲基苄醇发生缩合反应，缩合反应过程中同时进行真空脱水。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述抑制剂为有机多元膦酸和咪唑化合物的组合物；
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述酸性催化剂选自无机酸和/或有机酸，优选硫酸、盐酸、磷酸、高氯酸、对甲苯磺酸、十二烷基苯磺酸和三氯乙酸中的一种或多种，更优选硫酸、高氯酸、对甲苯磺酸和十二烷基苯磺酸中的一种或多种；
4.根据权利要求1-3中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述缩合反应中过氧化氢异丙苯和α,α-二甲基苄醇的摩尔比为(0.8-1.5)：1，优选(0.9-1.2)：1，更优选(1.0-1.1)：1；
5.一种过氧化二异丙苯，所述过氧化二异丙苯采用权利要求1-4中任一项所述的制备方法制备。
【技术特征摘要】
1.一种过氧化二异丙苯的制备方法，其特征在于，所述制备方法在抑制剂和酸性催化剂条件下，过氧化氢异丙苯和α,α-二甲基苄醇发生缩合反应，缩合反应过程中同时进行真空脱水。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述抑制剂为有机多元膦酸和咪唑化合物的组合物；
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述酸性催化剂选自无机酸和/或有机酸，优选硫酸、盐酸、磷酸、高氯酸、对甲苯磺酸、...
【专利技术属性】
技术研发人员：任树杰，李俊平，杨峻懿，刘振峰，刘释水，蒋帅，薛勇勇，范立耸，
申请(专利权)人：万华化学集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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