二叔丁基过氧化物的制备方法与流程

本发明涉及二叔丁基过氧化物制备领域，具体地涉及一种二叔丁基过氧化物的制备方法。

背景技术：

1、近年来，我国的高分子产业快速发展，国内对过氧化物的需求量也随之日益增长。过氧化物因含有键能较弱的o-o键，使得其化学性质极不稳定，对生产、储存以及运输提出了较高的要求。二叔丁基过氧化物(dtbp)就是过氧化物中应用最广泛、最典型的一类。它被广泛用作合成树脂引发剂、光聚合敏化剂、橡胶硫化剂、柴油添加剂，还可用作不饱和聚酯和硅橡胶的交联剂。

2、传统过氧化工艺多采用釜式反应器进行生产，在硫酸催化下，叔丁醇与双氧水发生反应得到dtbp。反应时间通常需要几个小时、安全系数低，控制不当极易发生失控事故，目前国内外已发生多起过氧化物的生产安全事故。

3、cn110204472b公开了一种采用微通道连续流反应器进行dtbp合成的方法，此发明采用片式反应器，第二微通道连续流反应器由8-12片长度为0.3-5m内径尺寸为0.3-2mm的基片连接而成。反应停留时间为2min-5min，导致反应通量很小，满足不了工业化生产需求。

4、cn107056670b公开了一种采用微通道式的管式反应器制备二叔丁基过氧化氢的方法，管式反应器的长度为10-30m，单根处理量在5-30ml/min，管式反应器混合能力有限，不能消除传质传热影响同时反应装置规模不能满足工业化需求。

5、cn109553560a公开了一种由醇或烷烃直接制备有机过氧化物的在线全连续流生产工艺，本发明仅公开了连续化生产流程没有具体公开反应器形式，同时存在产能放大的问题。

6、cn101298429a公开了一种叔丁基过氧化氢及二叔丁基过氧化物的制备方法，此方法通过添加磷钨酸改变反应条件但仍采用釜式反应器进行生产且增加了产物后续分离处理流程。

7、目前，利用微反应器进行连续流工艺开发是研究热点，微反应器的优势主要得益于其独特的特征尺寸，但同时也存在通量低、压降大，不易进行大规模工业化生产的问题，开发大通量的面向工业化生产的工艺还是现在亟需解决的难题。

8、二叔丁基过氧化物的生产目前还面临着工艺安全生产难题，二叔丁基过氧化物本身性质不稳定同时易受温度以及硫酸浓度的影响，现有生产工艺以及公开专利都没有考虑二叔丁基过氧化物在不同反应阶段对温度、硫酸浓度等因素的敏感度，工艺条件不适合进行大规模工业化安全生产。

技术实现思路

1、为了克服现有技术存在的通量低、压降大、不易进行大规模工业化生产的问题，本发明的发明人根据叔丁醇过氧化反应在不同阶段传质传热要求、放热速率、反应速率以及二叔丁基过氧化物在不同阶段下的热稳定性不同等，开发了一种叔丁基过氧化氢的安全制备方法，该方法能够增大反应通量，保持较高的反应速率、缩短物料停留时间，可满足工业化生产要求。

2、为了实现上述目的，本发明提供一种二叔丁基过氧化物的制备方法，其特中，该方法包括：将硫酸、叔丁醇和双氧水连续送入到串联的第一反应模块、第二反应模块和换热模块中进行反应的步骤，其中，所述第一反应模块包括依次串联的第一微通道反应器和第一管式反应器，所述第二反应模块包括依次串联的第二微通道反应器和第二管式反应器，其中，所述第一微通道反应器的温度控制在20-50℃，且所述第一微通道反应器中的反应条件满足下述式(1)和式(2)，

3、0.1<(t-273)×(t/83)0.95<10   式(1)

4、式(1)中，t表示所述第一微通道反应器控制的绝对温度，单位为k；t表示物料在所述第一微通道反应器中的停留时间，单位为s，

5、780lt>q>48lt   式(2)

6、式(2)中，q表示所述第一微通道反应器的移热能力，单位为kj；l表示双氧水的供给量，单位为ml/s；t表示物料在所述第一微通道反应器中的停留时间，单位为s。

7、优选地，所述第一微通道反应器和所述第二微通道反应器各自为微通道或微通道反应器片。

8、优选地，所述第一微通道反应器中的反应条件进一步满足下述式(3)和式(4)，

9、0.15<(t-273)×(t/83)0.95<9   式(3)

10、700lt>q>45lt式(4)。

11、优选地，所述第一微通道反应器中的反应条件进一步满足下述式(5)，1.5<(t-273)×(t/83)0.95<4式(5)。

12、优选地，所述第一管式反应器和所述第二管式反应器各自为具有内构件的管式反应器。

13、优选地，所述内构件为挡板和/或填料。

14、优选地，所述换热模块为管式换热器和/或所述微通道反应器。

15、优选地，双氧水、叔丁醇和硫酸的摩尔比为1：(1.8-2.5)：(1.5-2.8)。

16、优选地，所述双氧水的浓度为27-60重量％。

17、优选地，所述硫酸的浓度为65-98重量％。

18、优选地，所述叔丁醇的浓度为85-100重量％。

19、优选地，所述第一微通道反应器的温度控制为20-50℃。

20、优选地，所述第一管式反应器的温度控制为35-75℃，停留时间控制为15-250s；所述第二微通道反应器的温度控制为40-75℃，停留时间控制为1-20s；第二管式反应器的温度控制为40-75℃，停留时间控制为15-250s；所述换热模块的温度控制为20-40℃。

21、优选地，该方法还包括：将通过所述换热模块的反应产物进行静置分层，分离出水相和有机相，并将所述有机相进行中和、洗涤和干燥的步骤。

22、通过上述技术方案，本发明具有以下优点：

23、1)与釜式反应器相比，可实现连续化生产，降低反应持液量，降低反应风险，同时减少事故的发生。

24、2)针对生产二叔丁基过氧化物反应的特点提供了一种生产工艺，保证了产品的纯度、装置的通量以及工艺的安全性。

技术特征：

1.一种二叔丁基过氧化物的制备方法，其特征在于，该方法包括：将硫酸、叔丁醇和双氧水连续送入到串联的第一反应模块、第二反应模块和换热模块中进行反应的步骤，其中，所述第一反应模块包括依次串联的第一微通道反应器和第一管式反应器，所述第二反应模块包括依次串联的第二微通道反应器和第二管式反应器，其中，所述第一微通道反应器的温度控制在20-50℃，且所述第一微通道反应器中的反应条件满足下述式(1)和式(2)，

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一微通道反应器和所述第二微通道反应器各自为微通道或微通道反应器片。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一微通道反应器中的反应条件进一步满足下述式(3)和式(4)，

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述第一微通道反应器中的反应条件进一步满足下述式(5)，

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的方法，其中，所述第一管式反应器和所述第二管式反应器各自为具有内构件的管式反应器。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述内构件为挡板和/或填料。

7.根据权利要求1-4中任意一项所述的方法，其中，所述换热模块为管式换热器和/或所述微通道反应器。

8.根据权利要求1-4中任意一项所述的方法，其中，双氧水、叔丁醇和硫酸的摩尔比为1：(1.8-2.5)：(1.5-2.8)。

9.根据权利要求1-54中任意一项所述的方法，其中，所述双氧水的浓度为27-60重量％。

10.根据权利要求1-4中任意一项所述的方法，其中，所述硫酸的浓度为65-98重量％。

11.根据权利要求1-4中任意一项所述的方法，其中，所述叔丁醇的浓度为85-100重量％。

12.根据权利要求1-4中任意一项所述的方法，其中，所述第一微通道反应器的温度控制为20-50℃。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述第一管式反应器的温度控制为35-75℃，停留时间控制为15-250s；所述第二微通道反应器的温度控制为40-75℃，停留时间控制为1-20s；第二管式反应器的温度控制为40-75℃，停留时间控制为15-250s；所述换热模块的温度控制为20-40℃。

14.根据权利要求1-4中任意一项所述的方法，其中，该方法还包括：将通过所述换热模块的反应产物进行静置分层，分离出水相和有机相，并将所述有机相进行中和、洗涤和干燥的步骤。

技术总结本发明涉及二叔丁基过氧化物制备领域，公开了一种二叔丁基过氧化物的制备方法。该方法包括：将硫酸、叔丁醇和双氧水连续送入到串联的第一反应模块、第二反应模块和换热模块中进行反应的步骤，其中，所述第一反应模块包括依次串联的第一微通道反应器和第一管式反应器，所述第二反应模块包括依次串联的第二微通道反应器和第二管式反应器，其中，所述第一微通道反应器的温度控制在20‑50℃，且所述第一微通道反应器中的反应条件满足0.1<(T‑273)×(t/83)<supgt;0</supgt;<subgt;.</subgt;<supgt;95</supgt;<10和780Lt>Q>48Lt。根据本发明的方法，能够增大反应通量，保持较高的反应速率、缩短物料停留时间，可满足工业化生产要求。技术研发人员：孙冰,朱红伟,赵辰阳,李亚辉,刘聿嘉,朱云峰,徐伟受保护的技术使用者：中国石油化工股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/13