[发明专利]一种采用连续化法合成溴丙烷的方法

说明书

技术领域

本发明属于精细化工合成领域，具体涉及一种采用连续化法合成溴丙烷的方法。

背景技术

溴丙烷又称正丙溴、正溴丙烷、溴代正丙烷、丙基溴、(正)丙基溴，一种无色透明的液体，用来制备多溴化合物，用作汽油添加剂、阻燃剂、农药杀虫剂、杀菌剂的原料，消毒剂和熏蒸剂、选矿剂和沉淀剂的原料，是医药、香料、染料等的中间体。

目前，国内的生产厂家用溴素硫化法和氢溴酸浓硫酸催化法进行制备溴丙烷。通过将氢溴酸加入到硫酸中，再加入正丙醇进行反应得到产品，这种方法的生产成本高，对反应容器要求高；溴素硫化法是将溴素首先进行硫化，再与正丙醇进行反应，此种方法涉及到溴素的使用，溴素的运输以及存储都很困难，无形中增加成本，且反应过程中，会产生尾气，污染空气。另外还可用丙烯和溴化氢进行反应，反应过程中存在过氧化物，且反应产生异构体，导致产率大大降低。传统的方法生产溴丙烷工艺落后，设备陈旧，生产成本高，且对环境造成一定的污染，不符合绿色化学的宗旨。无法从成本，生产方法，所需的物料进行权衡。

本发明可以做到连续化生产溴丙烷，且生产成本低，操作简便，易于工业化生产，不会产生对人有害的废气，实验中产生的废水可以回收利用，保护环境，符合绿色化学生产的要求。

发明内容

本发明的目的在于发明一种连续化生产溴丙烷的方法，克服传统工艺不连续的缺陷，改善环境，减少安全隐患，并且反应的转化率高。

本发明通过以下技术方案实现：

一种连续化生产溴丙烷，其合成方法如下：以活性炭为催化剂，以氢溴酸水溶液和正丙醇为原料合成溴丙烷。

优选，以酸改性的活性炭为催化剂，以氢溴酸水溶液和正丙醇为原料合成溴丙烷；所述的改性方法为用饱和的氢溴酸水溶液或25％-37％盐酸或20-35％硝酸水溶液浸泡0.5-3h，水洗过滤后80-120℃下烘干得到。酸溶液浸泡主要是因为未经过处理的活性炭表面会有很多杂质，活性炭长时间放置会使孔道堵塞，通过酸溶液的浸泡处理不仅使活性炭的孔道得到疏通，同时也使活性炭表面具有一定的活性羟基，使活性炭具备催化性能。活性炭浸泡的时间为0.5-3h，优选为0.5-2h。浸泡时间太短，活性炭表面的杂质不能去除干净，孔道打通不完全；浸泡时间太长，拖延实验，且对实验结果没有太大的改善。

具体包括如下步骤：

(1)将上述活性炭作为反应催化剂填装于反应器中；

(2)再次，将氢溴酸水溶液和正丙醇分别按照一定配比分别用计量泵经计量后输送至反应管预热段中预热；

(3)控制反应体系反应温度为100～180℃，反应压力为0～1.0Mpa；

(4)将得到的反应液冷凝收集后并静置分层，得到溴丙烷的粗品；

(5)最后，将得到的溴丙烷粗品先碱洗后再水洗，用无水碳酸钠进行干燥，粗产品精馏提纯得溴丙烷纯品。干燥后，进行精馏提纯得溴丙烷得纯品(含量在99.5％以上)。

本发明中的所采用的活性炭催化剂为柱状活性炭或椰壳状活性炭。柱状活性炭主要以优质的木屑，椰壳为主要原料，加工制成，此类活性炭的灰尘少，杂质少，孔道分布合理，催化作用大。椰壳活性炭以优质椰子壳为原料，加工而成，具有发达的孔隙结构、强度大、化学性能稳定、经久耐用。本发明中，所使用的反应器为玻璃或陶瓷反应器等具有耐酸性腐蚀性材质，在反应器的中间部位加入150-300g预先处理好的活性碳，优选为150-200g活性炭，两端填充玻璃珠作为物料的预热段和冷却段。

本发明中的氢溴酸溶液是溴化氢的水溶液，氢溴酸水溶液的质量浓度为1％-60％，优选浓度为40％-50％。正丙醇的浓度没有固定的要求，浓度可以为不低于30％，进一步的浓度可以为不低于80％，优选浓度为90％以上，这里的浓度是指正丙醇的质量分数。

本发明中在通入原料之前需对反应器进行预热，氢溴酸水溶液的浓度不同，实验所选的预热温度就不同，预热温度为20-130℃，优选预热温度为90-120℃。预热温度要低于实验的反应温度。

本发明中溴化氢水溶液溴化氢和正丙醇的摩尔比为1-3：1，优选1-1.5:1。反应总空速为0.1-1h^-1，优选0.2-0.5h^-1。

本发明中在所控制的反应温度为100-180℃，优选温度为110-160℃，更利于反应的温度为120-140℃。

本发明中反应后的物料经过冷却后收集，静置分层，静置时间为1-3h，优选时间为1.5h以上，静止时间太短会导致油层和水层分层不完全。