[发明专利]一种利用微通道技术制备C21

说明书

本发明涉及一种利用微通道技术制备C₂₁二元酸的方法，属表面活性剂制备技术领域。该方法首先将油酸与催化剂碘放入高压反应釜中，通氮气置换反应釜中的空气，磁力搅拌并加热升温至指定温度反应一段时间；然后将管道反应器放入加热装置中加热至指定温度；之后将得到的高压反应釜釜液与丙烯酸按一定摩尔配比混合，并加入阻聚剂对苯二酚，利用平流泵将混合液通入管道反应器中进行反应，流速在平流泵上设定；最后对粗产品进行减压蒸馏得到较为纯净的C₂₁二元酸。与现有技术相比，该方法反应温度和压力低，时间短，耗能少，安全隐患小，生产效率和经济效益高，为表面活性剂连续化制备提供重要借鉴。

技术领域

本发明涉及一种利用微通道技术制备C₂₁二元酸的方法，属于表面活性剂制备技术领域。

背景技术

C₂₁二元酸与KOH中和得到的C₂₁二元酸钾盐阴离子表面活性剂，羧基作为亲水基，长链烃作为疏水基，在溶液中定向地吸附在两相界面上，从而降低了溶液的表面张力。由于C₂₁二元酸中两个羧基可生成一元或二元的脂肪酸衍生物，双键可发生加成、氧化和卤化，因此也被应用于制备油墨、润滑剂、粘合剂、环氧树脂固化剂、涂料等。目前国内尚未实现C₂₁二元酸的自主生产，完全依赖国外进口，严苛的生产条件和高生产成本是我国C₂₁二元酸合成工业面临的主要问题。

目前已开发出了许多合成C₂₁二元酸的方法，按制备工艺主要分为高压反应釜化学合成法和微生物发酵生成法。高压反应釜法需要高压高功率的反应条件，能耗大，制备过程成本高，操作步骤繁琐且不安全。微生物法利用生物的特异性底物转化能力，通过添加不同的底物来控制C₂₁二元酸的碳链长度，通常发酵生产过程存在电能消耗大、设备投资高、生产成本高等问题。同时，以上方法均无法连续化制备C₂₁二元酸。因此，开发一种低能耗、操作简单、可连续化制备C₂₁二元酸的方法具有重要的基础研究意义和应用价值。

本发明提出以油酸和丙烯酸为原料，结合管道反应器实现C₂₁二元酸连续化制备。与传统合成方法相比，本方法能耗低，操作简单、安全，耗时短，生产效率和转化率高且能实现连续化生产，为C₂₁二元酸的高效、连续化工业生产开辟一条新路径。

专利CN103113228A提供了一种利用高压反应釜制备C_21-38饱和脂环族二元酸或酯的方法。此方法反应温度为160～180℃，反应时间为6～8小时，反应压力为1.5～2MPa，存在高温高压下反应能耗高，时间长，效率低等问题。而本发明利用管道反应器制C₂₁二元酸在170℃、100psi下反应3小时即可制得C₂₁二元酸，且转化率超89％，不仅大大缩短反应时间，降低反应压力和温度，提高反应安全性，还提高转化率和经济效益。

专利CN1928100A提供了一种利用微生物合成长链α、ω-二羧酸的方法。此方法中菌体自身会产生呼吸代谢作用，致使温度升高，需要大量的冷却水为发酵体系冷却降温，因而耗能大，人员投入量增加，生产成本加大。而本发明利用管道反应器制C₂₁二元酸具有操作简单，人员投入量少，可连续化工业生产，反应效率高等优势。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用微通道技术制备C₂₁二元酸的方法，针对现有C₂₁二元酸制备工艺中的不足，结合管道反应器在过程强化方面的优势，提出以油酸和丙烯酸为原料，利用管道反应器实现高效节能且连续可控地制备C₂₁二元酸的方法。该方法具有制备过程简易，能耗低，耗时短，连续化生产、反应效率高，生产过程更安全等优势。

本发明的技术方案：

一种利用微通道技术制备C₂₁二元酸的方法，步骤如下：