[发明专利]一种微通道反应器制备亚硫酸乙烯酯的方法

说明书

本发明公开了一种微通道反应器制备亚硫酸乙烯酯的方法，包括如下步骤：以乙二醇和氯化亚砜为起始原料，以氯代烷烃为反应溶剂，在微通道反应器内，在30～50℃条件下进行亲核取代反应，通过控制反应液的流速来控制反应的停留时间，反应结束后，收集微通道反应器的流出液，获得所述亚硫酸乙烯酯粗品，对亚硫酸乙烯酯粗品进行分离，经脱溶、精馏即可获得亚硫酸乙烯酯产品。本发明极大的提高了反应效率和产品收率，产物的选择性高达97.89％，将产品的收率由91％提升至96％，此外通过微通道反应，实现连续化生产，自动化程度和安全性大大提高，较现有工艺相比，具有工艺流程简单，生产周期短，产品质量稳定等特点。

技术领域

本发明涉及精细化工领域，具体涉及一种微通道反应器制备亚硫酸乙烯酯的方法。

背景技术

亚硫酸乙烯酯是制备锂离子电池电解液成膜添加剂硫酸乙烯酯的重要中间体，因而近年来其研究方法受到了人们的广泛关注。目前，合成亚硫酸乙烯酯的方法主要有两种：以环氧乙烷和二氧化硫或者乙二醇和氯化亚砜为起始原料来制备。以环氧乙烷和二氧化硫为原料的方法，主要存在的问题是该方法中环氧乙烷和二氧化硫都是有毒的致癌物质，且环氧乙烷易燃易爆，不易长途运输，贮存要求很高。此外该反应还需要使用专用催化剂，需要在高温、高压条件下反应，存在副产物多、收率低等缺点。而以乙二醇和氯化亚砜为原料的方法，主要优点是反应原料易得，安全性较高，且反应条件温和，不需要使用催化剂，因此成为近年来研究的重要课题和方向。

传统的釜式间歇生产工艺，由于反应时间较长，或局部反应温度过高，导致乙二醇生成较多的副产物氯乙醇，影响产物的选择性，造成后续分离困难。微通道反应器微反应技术作为一项新兴的强化反应技术，是用建立在连续流动基础上的微通道反应器替代传统间歇釜式反应器。由于微反应器内工艺流体的通道尺寸非常小，相对于常规管式反应器而言，其比表面积体积比非常大，因此具有高的混合效率、强的换热能力和窄的停留时间分布，在化学合成、化学动力学研究和工艺开发等领域具有广阔的应用前景。

发明内容

本发明通过微通道反应，实现连续化生产，自动化程度和安全性大大提高，较现有工艺相比，具有工艺流程简单，生产周期短，产品质量稳定等特点。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案，一种微通道反应器制备亚硫酸乙烯酯的方法，所述步骤如下：

1)以乙二醇和氯化亚砜为起始原料，以氯代烷烃为反应溶剂，在微通道反应器内，在30～50℃条件下进行亲核取代反应，通过控制反应液的流速来控制反应的停留时间；

2)反应结束后，收集微通道反应器的流出液，获得所述亚硫酸乙烯酯粗品；

3)对亚硫酸乙烯酯粗品进行分离，经脱溶、精馏即可获得亚硫酸乙烯酯产品。

反应方程式如下：

优选的，所述的步骤1)，采用微通道反应器，反应停留时间为40～60s。

优选的，乙二醇：氯化亚砜：氯代烷烃的质量比为1:2:4～6，所述的氯代烷烃反应溶剂为二氯甲烷或二氯乙烷。

本发明所达到的有益效果是：

本发明的一种微通道反应器制备亚硫酸乙烯酯的方法，以乙二醇和氯化亚砜为起始原料，以氯代烷烃为反应溶剂，在微通道反应器内，在30～50℃条件下进行亲核取代反应，通过控制反应液的流速来控制反应的停留时间，反应结束后，收集微通道反应器的流出液，获得所述亚硫酸乙烯酯粗品，对亚硫酸乙烯酯粗品进行分离，经脱溶、精馏即可获得亚硫酸乙烯酯产品。本发明极大的提高了反应效率和产品收率，将反应时间从传统的釜式间歇法的4～5小时缩短为40～60s，产物的选择性高达97.89％，将产品的收率由91％提升至96％，较传统釜式间歇工艺提高了5％。此外通过微通道反应，实现连续化生产，自动化程度和安全性大大提高，较现有工艺相比，具有工艺流程简单，生产周期短，产品质量稳定等特点。

具体实施方式