[实用新型]一种用于合成甲基丙烯酸缩水甘油酯的微通道反应装置

说明书

本实用新型公开了一种用于合成甲基丙烯酸缩水甘油酯的微通道反应装置，该装置包含有甲基丙烯酸甲酯与催化剂的第一混合溶液、包含有缩水甘油与催化剂的第二混合溶液分别经多个分料管在第一混合器中充分混合，然后混合后的原料进入两个支管，每个支管中的原料混合液分别依次经多个并列的反应器进行反应、混合、分流、再次反应，两个支管得到的初始反应产物在第四混合器中进一步充分混合，并再一次经分流后在多个并列的反应器中进行反应最终得到反应产物。反应原料在该装置中充分均匀混合，反应彻底且有效避免产生团聚，反应副产物少，产物转化率高。

技术领域

本实用新型涉及化工设备技术领域，具体涉及一种用于合成甲基丙烯酸缩水甘油酯的微通道反应装置。

背景技术

甲基丙烯酸缩水甘油酯(简称GMA)，CAS号：106-91-2。甲基丙烯酸缩水甘油酯是一种重要的丙烯酸酯类功能性单体，其分子结构内包含双键及环氧基两个活性官能团，具有较高的反应活性。主要用于制造丙烯酸类粉末涂料，用作软单体与甲基丙烯酸甲酯及苯乙烯等硬性单体共聚，可调节玻璃化温度及挠性，提高涂膜的光泽度、附着力及耐候性等。也用于制造丙烯酸乳剂及无纺布。作为功能性单体，可用于制造感光树脂、离子交换树脂、螯合树脂、医疗用选择性滤过膜、牙科材料、抗血凝剂、免溶吸附剂等。还用于对聚烯烃树脂、橡胶及合成纤维进行改性。

目前合成甲基丙烯酸缩水甘油酯的方法有一步法，具体步骤是：首先将甲基丙烯酸和氢氧化钠在有机溶剂中进行酸碱中和反应制得甲基丙烯酸钠盐，干燥后的甲基丙烯酸钠盐和环氧氯丙烷及相转移催化剂按一定比例经脱水，高温下反应，减压蒸馏得到产品。

合成甲基丙烯酸缩水甘油酯的另一种方法是两步法(酯化闭环法)，具体步骤是：第一步甲基丙烯酸和环氧氯丙烷在开环催化剂作用下，先进行开环酯化反应，生成中间产物甲基丙烯酸-2-羟基-3-氯丙酯。第二步生成的甲基丙烯酸-2-羟基-3-氯丙酯在氢氧化钠水溶液或固体氢氧化钠存在下进行脱氯化氢闭环反应，也可在碳酸钾的丙酮溶液中回流，即可得到产品。

上述两个工艺存在以下不足：

1、工艺中使用了含氯元素的原料(环氧氯丙烷)，产品中不可避免含有超过50ppm以上的氯离子，无法满足医药、食品及高端航空航天材料的要求。

2、传统的反应设备，由于反应过程受传质传热的影响，极易产生聚合现象，既影响了产品质量，又增加了产品成本。

微通道反应装置也称微反应器，是一种利用精密加工技术制造的特征尺寸在10到300微米(或者1000微米)之间的一种连续流动的管道式微型反应器。微反应器的通道在微米级别，一个微反应器中可以包含有成百万上千万的微型通道，每条通道都能独立进行生产，因此也实现很高的产量。目前微反应器在化工工艺过程的研究与开发中已经得到广泛的应用，但不同的化工工艺，因为涉及到各原料的反应活性以及工艺本身的特性，需要采用不同结构的微通道反应装置。

实用新型内容

为了解决现有技术存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种用于合成甲基丙烯酸缩水甘油酯的微通道反应装置，反应原料在该装置中充分均匀混合，反应彻底且有效避免产生团聚，反应副产物少，产物转化率高。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案为：