[发明专利]连续制备3,3,3-三氟-1,2-丙二醇的方法

权利要求书

1.一种连续制备3,3,3-三氟-1,2-丙二醇的方法，其特征在于，包括以下步骤：

a、将含水量2000ppm-5000ppm的3,3,3-三氟环氧丙烷、二溴氟代烷烃、液体有机碱混合均匀后，输送至预热器预热，再与二氧化碳在混合器高效混合后，进入环加成反应器反应，得到含4-三氟甲基碳酸乙烯酯、3,3,3-三氟-1,2-丙二醇、3,3,3-三氟环氧丙烷以及二氧化碳的产物流；

所述二溴氟代烷烃具有式C_nH_2n-a-bF_aCl_bBr₂结构，且n＝2-4的整数、a＝3～8的整数、b＝0～5的整数、a+b≤2n，二溴氟代烷烃的用量为3,3,3-三氟环氧丙烷摩尔质量的2％-10％；液体有机碱是烷基咪唑、三烷基胺、吡啶、1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯、1,5-二氮杂双环[4.3.0]-5-壬烯，有机碱的用量为3,3,3-三氟环氧丙烷摩尔质量的2％-10％；

环加成反应条件：预热器温度50℃～70℃，混合器温度80℃～180℃，反应温度90℃～150℃，反应压力0.1MPa～5MPa，反应停留时间20min～90min；

b、步骤a的产物流进入气液分离罐，顶部组分为二氧化碳，进入二氧化碳回收系统，循环使用；底部物料进入第一精馏塔进行3,3,3-三氟环氧丙烷的分离，塔顶组分为含3,3,3-三氟环氧丙烷的物料，返回至有机物料回收单元，循环使用；塔釜组分与3,3,3-三氟环氧丙烷摩尔质量20％-50％的水进入搅拌单元，在120℃下搅拌6h后，输送至第二精馏塔；第二精馏塔塔顶组分为4-三氟甲基碳酸乙烯酯、3,3,3-三氟-1,2-丙二醇，作为步骤c的原料输送至酯交换反应器；塔釜组分返回至有机物料回收单元，循环使用；

c、4-三氟甲基碳酸乙烯酯、3,3,3-三氟-1,2-丙二醇在Zr-Ce-Cu-Mg-Al复合催化剂的存在下，与具有1-4个碳原子的短链醇发生酯交换反应得到含3,3,3-三氟-1,2-丙二醇、碳酸二烷基酯以及未反应完的4-三氟甲基碳酸乙烯酯、短链醇的产物流；

所述Zr-Ce-Cu-Mg-Al复合催化剂的制备方法包括：将一定比例的Zr、Ce、Cu、Mg、Al五种金属的可溶性盐与沉淀剂反应，控制pH在8.5-9，老化、洗涤、过滤、干燥、烘干后，再在200℃-500℃温度下，在不少于三个温度梯度的条件下进行分段焙烧，最后再通过氮气稀释的氟化氢活化处理得到；其中，Zr、Ce、Cu、Mg、Al五者的摩尔比为(2～3)：(2～3)：1：(2-3)：1；

酯交换反应条件：反应温度70℃～150℃，反应压力0.5MPa～5MPa，反应停留时间60min～120min，短链醇与3,3,3-三氟环氧丙烷的摩尔比为(2-6)：1；

d、步骤c的产物流进入第三精馏塔进行短链醇的分离，塔顶组分为相应的短链醇，返回至酯交换反应器，循环使用；塔釜组分进入第四精馏塔进行碳酸二烷基酯的分离；第四精馏塔塔顶组分为碳酸二烷基酯；塔釜组分为3,3,3-三氟-1,2-丙二醇、4-三氟甲基碳酸乙烯酯，进入第五精馏塔；第五精馏塔中，塔顶组分为3,3,3-三氟-1,2-丙二醇，经精制、干燥工艺制得目标产品3,3,3-三氟丙二醇；塔釜组分返回至第二精馏塔。

2.根据权利要求1所述的连续制备3,3,3-三氟-1,2-丙二醇的方法，其特征在于，步骤a所述的二溴氟代烷烃选自1,2-二溴四氟乙烷、2,3-二溴-1,1,1-三氟丙烷、2,3-二溴-1,1,1,2-四氟丙烷、2,3-二溴-1,1,1,3-四氟丙烷、2,3-二溴-1,1,1,2,3-五氟丙烷，2,3-二溴-1,1,1,2,3,3-六氟丙烷、2,3-二溴-1,1,1,4,4,4-六氟丁烷或2,3-二溴-1,1,1,2,3,4,4,4-八氟丁烷中的一种或多种；液体有机碱选自N-烷基咪唑或三乙胺。

3.根据权利要求1所述的连续制备3,3,3-三氟-1,2-丙二醇的方法，其特征在于，步骤a所述的环加成反应器是列管式反应器。

4.根据权利要求1所述的连续制备3,3,3-三氟-1,2-丙二醇的方法，其特征在于，步骤a所述的环加成反应条件中反应温度为100℃～120℃，反应压力0.5MPa～2MPa，反应停留时间30min～60min。