[发明专利]一种叔丁基丙烯酰胺磺酸的生产装置和生产方法

说明书

本发明提供一种叔丁基丙烯酰胺磺酸的生产装置，包括依次连接的微通道反应器、反应发生装置和固液分离装置，其中，所述微通道反应器的内径为0.1mm～20mm，长度为0.1m～10m。本发明通过使用微通道反应器混合硫酸和丙烯腈，使得硫酸与丙烯腈的放热对反应的影响减小到最少，而且提高了物料混合的均匀性，显著减少副产物生成，提高产品质量。

技术领域

本发明涉及化工产品的生产工艺技术领域，具体涉及一种叔丁基丙烯酰胺磺酸的生产装置和生产方法。

背景技术

叔丁基丙烯酰胺磺酸(2-Acrylamide-2-methylpropane sulfonic acid，以下简称AMPS)是应用最广泛的聚合单体之一。其分子结构中具有碳碳双键、酰胺基和磺酸官能团，其均聚和共聚物有许多特殊的性质，具有广阔的应用前景，可广泛应用于油田化学、水处理剂、纤维合成、涂料、医药水凝胶等领域。

如JP 2904444、JP 2904465和JP 81533062所公开的，AMPS最常见的合成方法是将过量的丙烯腈兼作反应溶剂，并于低温下加入发烟硫酸，然后在搅拌下通入异丁烯使其反应，产物AMPS从混合液中析出，得到泥浆状产物，经过干燥后，可以得到AMPS粗品。所述粗品经过乙酸水溶液提纯后得到纯品，再经过碱性试剂中和后，得到AMPS盐类单体，将其与丙烯酰胺进行聚合反应，能够生产三次采油用助剂，具有高分子量，高粘度的特点。

但是，由于AMPS合成过程中，丙烯腈与硫酸混合以及异丁烯的加入都是放热过程，极易使局部反应温度升高，杂质的控制变的困难。AMPS生产过程中杂质的控制直接影响到聚合物的分子量，高品质的AMPS作为单体的聚合物拥有更大的分子量，应用领域也更广。

因此，目前存在的问题是急需研究开发一种能显著降低叔丁基丙烯酰胺磺酸中的杂质含量的生产方法。

发明内容

鉴于上述现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种叔丁基丙烯酰胺磺酸的生产装置和生产方法，通过使用微通道反应器混合硫酸和丙烯腈，使得硫酸与丙烯腈的放热对反应的影响减小到最少，而且提高了物料混合的均匀性，显著减少副产物生成，提高产品质量。

本发明一方面提供一种叔丁基丙烯酰胺磺酸的生产装置，包括依次连接的微通道反应器、反应发生装置和固液分离装置，其中，所述微通道反应器的内径为0.1mm～20mm，长度为0.1m～10m。

根据本发明，所述微通道反应器的内径为1mm～10mm，长度为1m～5m。

根据本发明，所述微通道反应器提供硫酸和丙烯腈混合的场所。

本申请的发明人经研究发现，与传统反应器相比，微通道反应器在传质传热方面具有显著优势，并可有效提高反应效率，降低副反应的发生，易于操作和控制。将具有特定尺寸的微通道反应器用于硫酸和丙烯腈混合，使得硫酸与丙烯腈的放热对反应的影响减小到最少，而且提高了物料混合的均匀性，显著减少副产物生成，提高产品质量。

根据本发明，反应发生装置可以是任何能够提供异丁烯和硫酸和丙烯腈发生反应的场所的装置，例如反应釜和三口烧瓶。

根据本发明，固液分离装置可以是任何能够实现固液分离的装置。

本发明另一方面提供一种叔丁基丙烯酰胺磺酸的生产方法，利用上述的生产装置进行下述步骤：

a)使硫酸和丙烯腈在微通道反应器内混合，得到混合液；

b)在第一进料温度下，将所述混合液通入到反应发生装置中，之后调整到第二进料温度，将异丁烯通入到反应发生装置中，从而使所述混合液和所述异丁烯发生反应，得到反应液；

c)对所述反应液进行熟化处理，得到熟化液；以及

d)使所述熟化液在固液分离装置中发生固液分离，得到粗品叔丁基丙烯酰胺磺酸。