[发明专利]一种连续制备1-溴丁烷的方法

说明书

本发明公开了一种连续制备1‑溴丁烷的方法。它是在微型反应器以正丁醇、氢溴酸为原料，在无催化剂的情况下，在短时间内反应连续生产1‑溴丁烷。两股物料经计量泵进入微反应器后，经过预热、混合、反应，得到粗产品1‑溴丁烷。与现有技术相比，该方法避免使用催化剂硫酸，从而减少后端对硫酸的处理，简化分离工艺，降低环境污染，氢溴酸利用率高，反应物转化率高、目标产物选择性和收率较高等优点。同时本发明操作简单、安全，能够高收率连续化生产1‑溴丁烷，具有良好的工业应用前景。

技术领域

本发明属于有机合成工艺，涉及一种连续制备1-溴丁烷的方法，尤其是一种以正丁醇、氢溴酸为原料，在无催化剂的情况下连续生产1-溴丁烷的方法。

背景技术

1-溴丁烷时一种重要的精细化工产品，主要用在有机合成中用作烷基化剂；是杀菌剂二甲嘧酚和乙嘧酚的中间体；有机膦化合物三丁基膦、相转移催化剂和表面活性剂四正丁基溴化铵。也用作溶剂、稀有元素萃取剂，也是合成农药、医药、染料、香料的原料，还可用作制冷剂和溶剂。

现有溴丁烷的合成技术主要有正丁醇与溴化钠硫酸法、正丁醇与氢溴酸硫酸法、正丁醇与氢溴酸固体酸催化法、正丁醇与溴素硫化法等几种。

根据文献资料报道，国内生产厂家大都采用溴化钠硫酸法工艺路线。但是该方法为间歇生产，催化剂浓硫酸用量很大，副产大量的稀硫酸，对环境污染很严重，产品的生产成本高、产品含量低，设备腐蚀严重、利用率低，环保处理或者原料回收利用相对复杂，且处理成本高，提高了生产成本。

氢溴酸和正丁醇在催化剂的存在下反应生成1-溴丁烷。由于氢溴酸是大量生产芳基溴化物阻燃剂的副产物，经济上合理，是近几年研究的热点。硫酸作催化剂在生产过程中会产生大量的稀硫酸，后处理相对麻烦；固体酸催化法易受催化剂失效的影响导致产品收率不稳定，同时催化剂的合成与再生过程复杂影响了该工艺的推广。

中国发明专利CN102826954公开了一种“一种溴代烷的制备方法”，按正丁醇和氢溴酸摩尔比1:5混合，加热至回流状态后连续均匀滴加并调节出气速度，使液体的滴加量和蒸出量相应，使釜液保持稳定。但该方法反应时间长，需要6-12h，且氢溴酸用量大，利用率低。

中国发明专利CN102766013A公开了一种“一种环境友好制备溴基烷的方法”，先将一定量氢溴酸溶液在反应器中预热至有蒸汽产生，按正丁醇和氢溴酸摩尔比1:1混合加入反应器中，边提高反应温度。但该方法的反应时间仍然较长，为间歇生产，无法连续生产。

中国发明专利CN102875323B公开了一种利用微通道反应器溴化叔丁醇制备溴代叔丁烷的方法，以浓硫酸作催化剂，叔丁醇和氢溴酸在微通道反应器中反应制备溴化叔丁醇。然而，该方法仍然使用了浓硫酸，因此需要处理浓硫酸造成的设备腐蚀问题以及废酸造成的环境污染问题。

因此，仍然需要开发新的工艺以便高效、高收率、高选择性、低成本、低副产物、无污染地制备1-溴丁烷。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供了一种微通道反应器制备溴丁烷的连续化工艺。与现有工艺相比，该工艺具有反应条件精准控制、不使用催化剂、反应时间短、选择性好、收率高、副产物少、产品纯度高、操作灵活安全高效等优点。为解决上述现有技术中的问题，发明提供以下技术方案。

在一个方面，本发明提供一种连续制备1-溴丁烷的方法，包括：在无催化剂的情况下，将氢溴酸和正丁醇分别连续地导入微通道反应器的反应段中进行溴代反应生成1-溴丁烷。

进一步地，所述溴代反应的反应温度为100-180℃，例如100-170℃、120-160℃、130-150℃、约140℃等；反应时间为20-300秒，例如30-200秒，40-150秒，50-100秒，60-80秒等；反应压力为1.0-1.8MPa，例如1.1-1.7MPa、1.2-1.6MPa、1.3-1.5MPa、约1.4MPa等。