[发明专利]一种反应分离耦合连续生产环氧氯丙烷的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用氯丙烯和过氧苯甲酸生产环氧氯丙烷的方法，涉及在化工领域中环氧氯丙烷的制备技术。

背景技术

环氧氯丙烷是一种重要的有机化工原料和精细化工产品，主要用于生产环氧树脂、增强树脂、水处理树脂、合成甘油（占需求量的10%～15%）和弹性体等，少量用于制备环氧丙基醚类和酯类。同时，还用于生产涂料、胶粘剂、增强材料和浇铸材料、生产汽车工业和航空工业使用的密封材料和油路软管以及用于生产化学稳定剂、化工燃料和水处理剂等的原料。

目前环氧氯丙烷的生产工艺主要是丙烯高温氯化法和醋酸丙烯酯法。其中丙烯高温氯化法是工业上生产环氧氯丙烷的经典方法，占全球环氧氯丙烷总产能的90%以上。其工艺流程主要包括丙烯高温氯化制备氯丙烯；氯丙烯次氯酸化合成二氯丙醇和二氯丙醇皂化合成环氧氯丙烷等反应过程。该法的缺点是从原料丙烯需要经过三步反应才能得到最终产物环氧氯丙烷，过程较长，能耗大，副产物多，产品收率低。

近年来，以有机过酸环氧化氯丙烯制备环氧氯丙烷的工艺由于反应选择性高，反应条件温和，无污染等优点成为了国内外环氧氯丙烷生产中一种新颖的方法。目前对该方法的研究鲜有报道，其中仅有1977年荷兰专利NL 7609148公开了一种利用过氧乙酸来环氧化氯丙烯生产环氧氯丙烷的方法，该专利是将乙醛在空气中经金属Co催化氧化，再通入过氧乙酸溶液中得到环氧氯丙烷。但是该方法最后还需要经过离子交换树脂来去除其中的金属离子，增加了后处理工序和工艺成本。但是在这些反应中，反应产物环氧氯丙烷和苯甲酸在体系中不断累积，这不利于反应向正方向进行，影响了反应的转化率，同时也给产物的分离造成了困难。

发明内容

本发明的技术目的是提供一种由氯丙烯和过氧苯甲酸生产环氧氯丙烷的方法，使得反应过程中的产物可以被同时地分离出来，提高了反应转化率以及产物环氧氯丙烷的收率，实现低能耗、简单、快速地连续生产，得到的反应产物中环氧氯丙烷的转化率大于90%，反应底物利用率明显提高。

为实现本发明的技术目的，本发明的技术方案是：将按摩尔配比混合的氯丙烯和过氧苯甲酸泵入反应釜中，加热至反应温度，强烈搅拌反应，反应过程中将反应液注入一级精馏塔中，精馏塔顶的轻组分氯丙烯和过氧苯甲酸经冷凝后回流至反应釜中，塔底重组分被泵入二级精馏塔中进行二次精馏，塔顶的轻组分环氧氯丙烷经塔顶冷凝器冷凝后收集得高纯度产品，重组分苯甲酸在塔底收集。

本发明所述的氯丙烯和过氧乙酸的摩尔配比是1:1～1:5。

本发明所述的反应温度为45～80 ℃。

本发明所述的反应时间为1～4 h。

本发明提出的环氧氯丙烷生产方法的有益效果在于：通过本发明中的二级精馏装置可以将反应生成的环氧氯丙烷和苯甲酸及时地从反应体系中分离出来，并通过二级精馏塔可分离得到高纯度的主产物环氧氯丙烷。

附图说明

图1本发明结构示意图

图1中的标记为：1、反应釜、2、搅拌器、3、一级精馏塔、4、塔顶冷凝器、5、二级精馏塔、6、塔底收集器。

具体实施方式

实施例1

本实施例的反应底物及产物定性定量检测方法为：采用 SE-54（30 m×0.25 mm×0.5 μm）石英毛细管柱，汽化室温度200 ℃；柱温130 ℃；FID检测器温度260 ℃；载气：高纯N₂；柱流速：0.66 mL/min；分流比：60:1。

将氯丙烯38.26 g（0.5 mol）和过氧苯甲酸69.06 g（0.5 mol）泵入反应釜1中，加热至反应温度80 ℃，强烈搅拌反应2.5 h，反应过程中将反应液注入一级精馏塔3中，精馏塔3顶的轻组分氯丙烯和过氧苯甲酸经冷凝后回流至反应釜1中，塔底重组分被泵入二级精馏塔5中进行二次精馏，塔顶的轻组分环氧氯丙烷经塔顶冷凝器4冷凝后收集得高纯度产品环氧氯丙烷43.21 g，收率93.4%。。

实施例2

反应底物及产物定性定量检测方法以及操作均与实施例1相同，改变反应物摩尔配比及各操作参数的实施步骤如下：

将氯丙烯38.26 g（0.5 mol）和过氧苯甲酸207.18 g（1.5 mol）泵入反应釜1中，加热至反应温度60 ℃，强烈搅拌反应1 h，反应过程中将反应液注入一级精馏塔3中，精馏塔3顶的轻组分氯丙烯和过氧苯甲酸经冷凝后回流至反应釜1中，塔底重组分被泵入二级精馏塔5中进行二次精馏，塔顶的轻组分环氧氯丙烷经塔顶冷凝器4冷凝后收集得高纯度产品环氧氯丙烷42.42 g，收率91.7%。。