[发明专利]一种电子级四氢呋喃的低耗能生产方法

说明书

本发明涉及化工领域，公开了一种电子级四氢呋喃的低耗能生产方法，本发明通过选择更高活性的催化材料，进一步降低反应的温度。本发明通过仅采用两级精馏塔，进一步降低蒸汽的消耗，减少对精馏塔的依赖。本发明采用气体搅拌，解决常规反应釜需要机械搅拌，而导致催化剂容易破碎的问题。本发明在提纯用的常压精馏塔添加特殊填料，解决常规精馏提纯方式难以达到高端电子行业对四氢呋喃的要求。

技术领域

本发明涉及化工领域，尤其涉及一种电子级四氢呋喃的低耗能生产方法。

背景技术

四氢呋喃号称是万能溶剂，在医药、化工、电子等各个领域都有广泛的应用。因其拥有高极性、低沸点及良好的溶解性能，被广泛应作溶剂、电路板清洗、合成高分子化工产品等。

四氢呋喃可以采用多种工艺路线进行制备。其主要有以下几种：1、通过糠醛法生产四氢呋喃的技术在上世纪90年代就出现过工业化生产的案例，但是由于其高消耗和高污染逐渐被淘汰。2、丁二烯法。此法又分为丁二烯氯化法、丁二烯乙酰氧基化法、丁二烯环氧化法、丁二烯和正丁醇反应法。3、顺酐加氢法。4、Reppe法，改法又称之为炔醛法和1，4-丁二醇催化脱水环合法，是德国IG公司和Reppe博士合作开发成功的。是以甲醛和乙醛为原料，先在乙炔酮催化下生成1，4-丁炔二醇，再以含镍、铜的催化剂作用下加氢制得1，4丁二醇。

国外专利SU1158562公开了一种以γ-Al₂O₃或含氯的γ-Al₂O₃为催化剂生成四氢呋喃的工艺，合成反应为320℃。中国专利CN1283620也公开了一种l，4-丁二醇脱水环化制备四氢呋喃的方法，是在170-250℃下，使1，4-丁二醇于H-ZSM-5分子筛催化剂接触，进行反应制备四氢呋喃。

由上可知，现今所公开的四氢呋喃生成方法，都是通过催化剂的作用合成四氢呋喃，但是合成温度一般都较高，且由于原料不纯和催化剂部分失效和副反应等原因，在合成四氢呋喃反应产物中，通常并不只是四氢呋喃和水两种成分，通过常规的精馏技术可以将四氢呋喃的纯度提高到99.95％以上，水分降低到0.01％左右。但是实际生产中要达到上述纯度和水分的四氢呋喃通常需要三级精馏才能实现，其中第一、第二级精馏塔通过差压方式脱水，第三级精馏塔提纯。

如图2所示即为常用的二级除水方式：含有19-21％水分的THF粗产品进入精馏塔，压力控制小于0.05MPa，塔釜采出污水，塔顶采出含水5-7％的THF；塔顶THF经过冷凝收集后经过输送泵送入精馏塔，压力0.6-0.9MPa，塔釜采出水分小于0.01％的THF，塔顶采出水分大于10％的THF返回前一精馏塔。这种采用差压精馏脱水的方式需要两个精馏塔(加上后续提纯所用精馏塔一种为三个精馏塔)，且有大量的THF在两个精馏塔之间循环，虽然通过这种方式提纯得到的四氢呋喃可以满足大多数对于四氢呋喃的需求，但是通过这种方式生产四氢呋喃需要消耗大量的蒸汽，且不能满足电子行业对于金属离子、各种固体粒子的痕量(小于1ppm)要求。

发明内容

本发明提供了一种电子级四氢呋喃的低耗能生产方法，本发明所要解决的技术问题或取得的技术效果主要包括以下几点：1、通过选择更高活性的催化材料，进一步降低反应的温度。2、仅采用两级精馏塔，进一步降低蒸汽的消耗，减少对精馏塔的依赖。3、采用气体搅拌，解决常规反应釜需要机械搅拌，而导致催化剂容易破碎的问题。4、在提纯用的常压精馏塔添加特殊填料，解决常规精馏提纯方式难以达到高端电子行业对四氢呋喃的要求。

本发明的具体技术方案为：一种电子级四氢呋喃的低耗能生产方法，包括以下步骤：1)向反应釜中加入含季铵基团的交联苯乙烯二乙烯基苯共聚物作为催化剂，再加入1，4-丁二醇，再加入硫酸作为催化助剂，并从反应釜底部通入惰性气体进行气体搅拌，温度控制在70～120℃，生成四氢呋喃和水。