间、对位混合双-(叔丁基过氧化异丙基)苯的缩合方法技术领域
本发明涉及有机物的化学合成方法,尤其是指一种间、对位混合双-(叔丁基过氧化异丙基)苯的缩合方法。
背景技术
目前以二-(2-羟基-2-丙基)苯(简称DC)是有机过氧化物双-(叔丁基过氧化异丙基)苯(Di-(2-tert-butyl peroxy isopropyl)benzene,以下简称DBP)和中间体单体过氧化物叔丁基过氧化氢(简称TBHP)的重要起始原料,间、对位混合双-(叔丁基过氧化异丙基)苯普遍采用的缩合合成技术是使用浓硫酸作为催化剂,它的缺点是反应温度低,一般需控制在0~15℃,超温容易引起分解,降低DBP收率;同时由于浓硫酸酸性强,缩合反应较难控制,在反应中物料逐步碳化,颜色变黑,降低产品品质和收率。
同时,作为上述反应中使用的TBHP中含有30%左右的水分,而生产中,并未在反应前去除TBHP中的水分,并且在缩合反应中没有采取氮气鼓泡去除反应水,使得反应时间延长和降低收率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种间、对位混合双-(叔丁基过氧化异丙基)苯缩合方法,克服现有工艺的缺点,使得缩合反应较易控制,缩短反应时间、减少副反应、提高收率和提高产品品质。
本发明目的通过下述技术方案实现:一种间、对位混合双-(叔丁基过氧化异丙基)苯的缩合方法,以DC和TBHP为起始原料,特点是采用重量百分比浓度为50%~52%的高氯酸作为催化剂,以6#溶剂油(又称为橡胶溶剂油,沸程80~120℃)为溶剂,至少包括以下步骤:
(1)各物料配比:DC:TBHP (mol比)1:2.30~ 2.90;DC:高氯酸(重量比) 100:0.35~0.75,DC:6#溶剂油(重量比) 100:250~410;
(2)在缩合釜中按配方量先加入溶剂6#溶剂油后,开始搅拌并加入TBHP,经搅拌20~30分钟,控制温度20~30℃,萃取、静置分层除水;
(3)在搅拌状态下,室温条件下按配料比例投入计量好的DC投入缩合反应釜,然后投入高氯酸,开启缩合釜夹套热水升温,控制釜温在39~56℃,开真空泵抽真空,保持反应压力0~-0.056MPa,同时进行釜底N2鼓泡,完成回流脱水反应;
(4)缩合反应气相经缩合冷凝器冷凝后,不凝气体高空排放,凝液进油水分离器分离,溶剂6#溶剂油自上部溢流入油水分离器分离,溶剂6#溶剂油回流进缩合釜,循环使用;
(5)反应3小时后,取样分析,监测中间体单体过氧化物的含量,当单过氧化物TBHP含量≤3.0%wt时,反应结束,降温至45℃以下后,缓慢向釜内加入3~5%碱液终止反应;
(6)终止反应后,降温至反应液40℃以下,再加入碱液进行碱洗及水洗,至缩合液pH值达6.5~7.5,洗涤的碱水放入缩合废碱槽,洗涤水放入缩合废水槽,缩合液放至粗DCB槽;
(7)将缩合液投入提浓器中提浓:采用与水共沸减压脱溶剂和减压氮气鼓泡工艺进行提浓,控制提浓液相温度在50~80℃,压力-0.095MPa~常压,脱出溶剂经冷凝器冷凝后,进提浓顶液槽回收,提浓系统真空由提浓真空泵提供;
(8)提浓液放至出料釜进行提浓液的保温,供成品处理岗进行BIPB刨片。得到间、对位混合双-(叔丁基过氧化异丙基)苯(简称DBP)。
本发明原理如下:
(1)缩合原理:
主反应(以p-DC为例):
副反应(以p-DC为例):
(2)提浓原理:
利用不同液相物质沸点的差异,在50~80℃温度下、压力-0.095~常压条件下将混合液体中的轻组分挥发出以达到提纯的目的。得到双-(叔丁基过氧化异丙基)苯(简称DBP)。
使用低高氯酸代替浓硫酸作为可以减少副反应,将DBP收率从85%提高到95%以上。用氮气鼓泡脱除反应水,可以提高系统的安全性,同时缩短反应时间。
其中,步骤(6)中所述的水洗,水量200~500kg后关闭进水阀,搅拌20~30分钟后,停搅拌,静置20~30分钟后,排水。
在上述方案基础上,所述的提浓过程分2~3次补加自来水,单釜提浓的整个过程自来水的加入量不大于提浓液总量10%。
本发明有益效果:使得缩合反应较易控制,缩短反应时间、减少副反应、提高收率和提高产品品质。使用低浓度50%~52%高氯酸代替浓硫酸作为催化剂,可以减少副反应,将DBP收率从85%提高到95%以上。用氮气鼓泡脱除反应水,可以提高系统的安全性,同时缩短了反应时间。
附图说明
图1反应式1,为主反应;
图2反应式2为副反应。
具体实施方式
一种间、对位混合双-(叔丁基过氧化异丙基)苯的缩合方法,以DC和TBHP为起始原料,采用重量百分比浓度为50%~52%的高氯酸作为催化剂,以6#溶剂油(又称为橡胶溶剂油,沸程80~120℃)为溶剂,各物料配比为:
DC:TBHP(mol比)1:2.30~ 2.90;
DC:高氯酸(重量比) 100:0.35~0.75;
DC:6#溶剂油(重量比) 100:250~410。
实施例1
间、对位混合双-(叔丁基过氧化异丙基)苯(DBP)的缩合合成方法探险以下步骤:
按配方先将900kg6#溶剂油投入缩合釜中,开启搅拌;
按配方将178kgTBHP投入缩合釜,控制温度23℃,搅拌25分钟,沉降30分钟,排除水分,因为,市场购买的含量70±1 % TBHP含水量高,必须经过萃取除水;
按配方在釜温20℃左右,在缩合反应釜中依序投入300kg精DC、1.2kg高氯酸,由高温热水槽经热水泵提供的夹套热水进行升温,开启缩合釜夹套热水升温,控制釜温在42±1℃;
开缩合真空泵抽真空,反应压力控制在-0.052MPa,来自装置N2缓冲罐(P< 0.15MPa)经针形阀、现场流量计控制进行釜底N2鼓泡,进行“减压、N2鼓泡”回流脱水反应;
缩合反应气相经缩合冷凝器冷凝后,不凝气体高空排放,凝液进油水分离器分离,溶剂6#溶剂油自上部溢流入油水分离器分离,溶剂6#溶剂油回流进缩合釜;
反应3小时后,取样分析,监测中间体单过氧化物的含量,根据取样分析数据来概算达到缩合反应终点的时间,反应4.5小时后单过氧化物含量≤1.9%Wt,达反应终点,缩合釜内由鼓入的氮气泄至常压后,由内盘管冷却水冷却反应液,降温至45℃以下时缓慢自缩合碱液槽中加入浓度为3~5%wt的氢氧化钠水溶液100kg终止反应;
终止反应后,由内盘管冷却水继续降温至反应液40℃以下,再加入缩合碱液槽中碱液进行碱洗,搅拌23分钟后,停搅拌,静置30分钟后,打开釜底阀排碱,洗涤的碱水放入缩合废碱槽;
加水洗涤,水量300kg后关闭进水阀,搅拌23分钟后,停搅拌,静置30分钟后,排水至缩合废水槽中,按此进行第二次或第三次水洗,测洗涤水层PH=7.1,经碱洗和水洗的缩合液放至粗DBP槽中;
将300kg缩合液从粗DBP槽中用氮气压至提浓器中,由高温热水槽经热水泵提供的热水进夹套加热,采用与水共沸减压脱溶剂和减压氮气鼓泡工艺进行提浓,提浓液相温度在50~80℃,压力-0.095MPa~常压,在提浓过程中,分3次补加自来水,单釜提浓的整个过程自来水的加入量不大于提浓液总量10%,得到DBP,脱出溶剂经冷凝器冷凝后,进提浓顶液槽回收。提浓系统真空由提浓真空泵提供。
提浓液放至出料釜进行提浓液的保温,供成品处理岗进行DBP刨片,得到间、对位混合双-(叔丁基过氧化异丙基)苯。
实施例2
间、对位混合双-(叔丁基过氧化异丙基)苯(DBP)的缩合合成方法至少包括以下步骤:
按配方先将1200kg6#溶剂油投入缩合釜中,开启搅拌;
按配方将238kgTBHP投入缩合釜,控制温度25℃,搅拌25分钟,沉降30分钟,排除水分;
按配方在釜温20℃左右将400kg精DC投入缩合反应釜;
按配方在釜温20℃左右将1.6kg高氯酸投入缩合反应釜;
开启缩合釜夹套热水升温,控制釜温在45±1℃;
开真空泵抽真空,反应压力控制在-0.053MPa,同时进行釜底N2鼓泡,进行“减压、N2鼓泡”回流脱水反应;
反应3小时后,取样分析,根据取样分析数据来概算达到缩合反应终点的时间,反应4.8小时后单过氧化物含量=2.9%Wt,反应结束;
降温至45℃以下后,向釜内加入3~5%的氢氧化钠水溶液120kg终止反应;
搅拌25分钟后,停搅拌,静置30分钟后,打开釜底阀排碱;
加水洗涤,水量350kg后关闭进水阀,搅拌25分钟后,停搅拌,静置30分钟后,排水。按此进行第二次或第三次水洗,测洗涤水层PH=6.8;
将350kg缩合液投入提浓器,控制提浓液相温度在50~80℃,压力-0.095MPa~常压 。在提浓过程分3次补加自来水,单釜提浓的整个过程自来水的加入量不大于提浓液总量10%。得到DBP。
实施例3
间、对位混合双-(叔丁基过氧化异丙基)苯(DBP)的缩合合成方法至少包括以下步骤:
按配方先将1500kg6#溶剂油投入缩合釜中,开启搅拌;
按配方将298kgTBHP投入缩合釜,控制温度28℃,搅拌30分钟,沉降30分钟,排除水分;
按配方在釜温20℃左右,在缩合反应釜中依序投入将500kg精DC、2.0kg高氯酸;
开启缩合釜夹套热水升温,控制釜温在48±1℃;
开真空泵抽真空,反应压力控制在-0.055MPa,同时进行釜底N2鼓泡,进行“减压、N2鼓泡”回流脱水反应;
反应3小时后,取样分析,根据取样分析数据来概算达到缩合反应终点的时间,反应4.9小时后单过氧化物含量=2.2%Wt,反应结束;
降温至45℃以下后,向釜内加入3~5%的氢氧化钠水溶液150kg终止反应;
搅拌25分钟后,停搅拌,静置30分钟后,打开釜底阀排碱;
加水洗涤,水量450kg后关闭进水阀,搅拌25分钟后,停搅拌,静置30分钟后,排水,按此进行第二次或第三次水洗,测洗涤水层PH=6.9;
将450kg缩合液投入提浓器,控制提浓液相温度在50~80℃,压力-0.095MPa~常压 。在提浓过程分2次补加自来水,单釜提浓的整个过程自来水的加入量不大于所述提浓液总量10%,得到DBP。
应当理解,在阅读了本发明的上述发明内容后,本领域普通技术人员可以对本发明作各种改动或修改,这些等价形式的的修改同样落入本申请所述权利要求书所限定的保护范围内。