本发明专利技术公开了一种制备四丙基溴化铵的方法及其所用的卧式反应釜。在卧式反应釜中，１－溴丙烷液体和三正丙胺液体反应合成四丙基溴化铵固体；反应完成后，过滤反应釜中的混合物，滤饼用有机溶剂洗涤并干燥，即得到Ｎａ↑［＋］含量＜０．１ｐｐｍ的四丙基溴化铵。本发明专利技术采用卧式反应釜制备四丙基溴化铵操作方便，更有利于液固相分散，更有利于传热，能耗低，改善了反应过程，反应收率高，产品性能好。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及四丙基溴化铵的制备领域，特别涉及一种用1-溴丙垸和三正 丙胺反应制备四丙基溴化铵的方法及所使用的反应釜，特别是一种卧式反应 釜。
技术介绍
钛硅分子筛TS-1是一种高效的选择性氧化催化剂，在具有沸石分子筛择形效果的同时对H202具有独特的吸附活化性能，可以用于对多种有机物进行选择性催化氧化，在烯烃的环氧化、苯和苯酚的羟基化(A. Thangaraj, R. Kumar, P. Ratnasamy, et al. Catalytic Properties of Crystalline Titanium Silicalites. II. Hydroxylation of Phenol with Hydrogen Peroxide over TS-1 Zeolites. Journal of Catalysis. 1991, 131: 294-297)、环己酮的肟化(A. Thangaraj, S. Sivasanker, P. Ratnasamy. Catalytic Properties of Crystalline Titanium Silicalites. III. Ammoximation of Cyclohexanone. Journal of Catalysis. 1991, 131: 394-400)等工艺工程中具有良好的应用前景。然而合 成TS-1的模板剂四丙基氢氧化铵(TPAOH)价格十分昂贵，占TS-1合成原 料成本的70%以上，使得TS-1的合成成本很高，特别是要求TPAOH的碱 金属离子的含量极低(Na+含量0.1ppm)，这严重阻碍了TS-1的广泛应用。 因此采用新的TPAOH生产工艺，降低其生产成本是降低TS-1合成成本的关 键。目前TPAOH的制备方法有氧化银法，电解法和离子交换法。氧化银法 价格昂贵，且溶渡中含有较多的溴。电解法价格昂贵，碱金属含量高，不符 合制备TS-1分子筛催化剂的要求。以四丙基溴化铵(TPABr)为原料的离子交换法制得的TPAOH具有合成成本低、品质可控的优点。其关键步骤是首 先合成TPABr，然后经阴离子交换树脂进行离子交换制备TPAOH。文献(孙斌，吴巍，王恩泉.四丙基氢氧化铵合成工艺技术的研究.石 油炼制与化工.2002， 33(5》24-27)采用I-溴丙烷和三正丙胺反应合成 TPABr，其反应条件是13(TC， 0.5MPa。其合成在立式反应釜中进行，随着 反应的进行，生成的产物TPABr不溶于反应物1-溴丙烷和三正丙胺，以固 体的形式析出。在立式反应釜中进行反应时，随着反应生成的固体含量逐渐 增多，TPABr会附着在搅拌桨、反应釜壁和热电偶套管等内部构件上，并最 终在反应釜壁和反应釜底部集结成硬块，所得产品颗粒粗、粘且不均匀，呈 黄褐色。这会严重影响反应器内的传热状态，不仅使反应釜内温度无法稳定 控制，还会因局部过热而发生副反应，影响反应收率(通常小于40%)，影 响反应产物TPABr的品质。目前解决的方法就是改变搅拌桨形式、采用合适 的搅拌转速(700 800rpm)。尽管如此，在反应末期，温度的波动幅度依然很 大，反应控制难度增加，产品质量下降，影响高品质TS-1的合成。因此， 要在立式反应釜中通过提高搅拌转速来完全避免固体产物对反应器内传热 的影响，进而提高TPAOH的品质是很困难的，而且高转速所需的能耗也非 常咼。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是为了克服在立式反应釜中制备四丙基溴化 铵存在的问题，提供一种制备四丙基溴化铵的新方法，该方法能耗低，反应 收率高，所得产品颗粒细而均匀，呈白色，无杂色，Na+含量低。在任何化学品生产过程中，反应器是关键设备，决定了化工产品的品质、 品种和生产能力。目前在化工生产中，反应器按结构型式的特征，可以分为 釜式反应器(或称槽形反应器)、管式反应器、塔式反应器、固定床反应器 和流化床反应器等。其中，釜式反应器(反应釜)更是普遍应用的设备，主 要用于进行液相均相、液相非均相或气液相反应。目前普遍使用的釜式反应 器有立式、卧式两种，釜体都是圆柱筒体结构，依其釜体轴方向来区分，前 者为垂直(竖)向，而后者为水平(横)向。本专利技术人经过多次试验与研究后发现，利用卧式反应釜来将l-溴丙垸和三正丙胺反应合成TPABr，可以在 较低搅拌转速下就能产生较高搅拌混合效果。与立式反应釜相比，由于其结 构设计上的优势，反应釜内流体流动性能可得到明显改善，不存在固体回转 部这样的"死区"，液、固相分散性好，反应釜内温度分布均匀，反应产生 的热量可以及时被带走，不会产生物料局部温度过热现象，反应温度容易控 制，操作方便，反应结束后，反应釜内不存在结块、粘壁等现象。另外，卧 式反应釜达到相同搅拌效果所需转速大大低于立式反应釜所需的转速，能耗 低。故而，本专利技术采用卧式反应釜更有利于液固相分散，更有利于传热，可 改善反应过程，提高反应收率，改善产品性能。因此，本专利技术为解决上述技术问题所采用的技术方案是 一种制备四丙 基溴化铵的方法，其包括将反应原料液体三正丙胺和1-溴丙垸在反应釜中进 行反应，其中所述的反应釜可为卧式反应釜。根据本专利技术，所说的卧式反应釜是指釜体轴及其搅拌器的转动轴均为水 平向的反应釜。本专利技术可选用现有卧式反应釜装置，这些装置现用于其它各 种化学反应，例如专利号为200620101514.7的中国专利中所公开的装置，以 及其它各种可市购的商品化装置。由于卧式反应釜达到相同搅拌效果所需转速大大低于立式反应釜所需 的转速，本专利技术卧式反应釜的搅拌器的搅拌速度优选45~200ipm，更优选 100 160rpm。而本专利技术方法的其它工艺条件，如原料配比、反应时间、反应温度、反 应釜中的液含量比、后处理的纯化工艺等都可以采用现有技术。具体来说， 1-溴丙垸与三正丙胺的投料摩尔比通常为0.5 1.7，较好的投料摩尔比为 0.8~1.45，最佳的投料摩尔比为U 1.3;反应温度为80 250'C，较好的反应温度为120 180°C，最好的反应温度水平为145-170°C;反应时间0.5~25h， 较好的反应时间为8 20h,最佳的反应时间为10~15h;液含量(加入的原料 液体与釜体容量的体积比)为0.3~0.8，较好的液含量为0.4~0.7，最佳的液 含量为0.5~0.6。在实际操作过程中，反应时间因投料比和反应温度而异。生 成的TPABr是不溶于反应原料液的固体，通过离心过滤即可实现分离。过滤 后用有机溶剂洗涤固体产物，并真空干燥以除去残留的反应原料和可能的副 产物，即可得到Na+含量0.1ppm的TPABr。所提的有机溶剂为不溶解反应 产物，但能与反应原料互溶的化合物，可在乙醚、乙醇、苯、甲苯、乙酸乙 酯、氯仿中选其一或几种的混合物，较好的溶剂为乙醇、乙酸乙酯，最好的 溶剂为乙酸乙酯。本专利技术要解决的另一个技术问题是提供一种为实施上述反应而专门设 计的卧式反应釜。本专利技术人通过进一步研究，对现有卧式反应釜的釜体、以 及搅拌器中的搅拌浆的尺寸大小进行合理配置，使搅拌更均匀、反应温度更 稳定，从而更好地提高了反应收率，并改善了产品性能。本专利技术解决上述第二个技术问题所采用的技术方案是 一种为实施上述 方法而采用本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种制备四丙基溴化铵的方法，其包括将反应原料三正丙胺和１－溴丙烷液体在反应釜中进行反应，其特征是所述的反应釜为卧式反应釜。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：曹贵平，张明华，白伟民，张大伟，
申请(专利权)人：华东理工大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]
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