[发明专利]一种反应装置及其在连续制备植物油多元醇中的应用

说明书

本发明公开了一种反应装置及其在连续制备植物油多元醇中的应用，所述的反应装置，由若干个反应釜依次串联而成；其中，所述反应釜的釜体外部设有夹套；所述反应釜的釜体内部设有隔板，每相邻的两层隔板之间设有若干个圆弧挡板，所述的圆弧挡板固定于两侧的隔板。本发明制备工艺易操作控制，将多级反应釜的反应温度进行区间化，有效的使副反应弱化。生产装备中的挡板设计，有效的解决了连续制备植物油多元醇放大生产中粘度问题，产生了较好的混合效果，同时，挡板设计有效的解决了压差问题，通过反应釜上压力表显示，可以将各级反应釜的压差控制在1个大气压以内，对泵的性能要求低。

技术领域

本发明属于化工领域，具体涉及一种反应装置及其在连续制备植物油多元醇中的应用。

背景技术

随着石油消耗量增加，石化资源储量的日益减少，石化产品价格持续上涨，用可再生资源生产材料和燃料越来越引起人们的重视，利用可再生资源作为化工产品的原料备受人们关注。植物油多元醇是石油基多元醇的替代品，环保价值突出。据生物圈分析数据表明，与石油基多元醇相比，植物油多元醇总体能源消耗降低23％，非可再生资源消耗降低61％，向大气排放温室气体减少36％。植物油多元醇原料来源广泛，植物油包括花生油、菜籽油、大豆油、蓖麻油、橄榄油、棕榈油等可食用油以及麻疯树油、黄连木油等非食用油。

植物油多元醇主要应用于聚氨酯领域，其制备的植物油基聚氨酯材料完全符合环境保护的要求；并且由于植物油的主要成分脂肪酸甘油酯的疏水性，植物油基聚氨酯材料具有良好的理化性能，特别是具备更好的耐水解性和热稳定性。因此植物油多元醇及其聚氨酯材料得到了迅速发展。

植物油主要由脂肪酸甘油酯组成，大多数植物油包含14～22碳链的脂肪酸，每个脂肪酸有0～3个不饱和双键。除蓖麻油外，植物油必须经过羟基官能化后得到多元醇才能用于聚氨酯材料的合成。植物油多元醇按照合成方法的不同，主要分为以下5种：①醇解法：利用植物油中的酯基，用多官能度的小分子醇对植物油进行醇解，在分子链上引入羟基。②环氧开环法：植物油的碳碳双键经Prileshajev环氧化后，以官能单体开环环氧基团，引入羟基。③臭氧氧化法：利用臭氧的强氧化性氧化植物油中的双键，使双键断裂形成伯羟基或羧酸基团，再对羧酸基团进行酯化等反应制得植物油多元醇。④氢甲酰化法：利用植物油的双键，采用贵金属催化剂在一定压力下与氢气、一氧化碳反应生成醛，然后加氢将醛转化成羟基。⑤烷氧基化法：类似石油基多元醇的生产方法，以植物油与小分子醇直接混合作为起始剂(或直接将含有羟基的植物油作起始剂)经过烷氧基化制备植物油多元醇。其中环氧开环法制备植物油多元醇的成本较低，是目前公认的最有可能在聚氨酯行业实现产业化的方法。

环氧植物油在硫酸或氟硼酸催化下，经水、醇、醇胺、羧酸等开环制备出植物油多元醇。其中，环氧植物油经水开环可生成具有邻双羟基结构的植物油多元醇。CN1837180A和CN101139252A分别公开了“一种利用菜籽油制备的生物基多元醇”和“利用小桐子油制备的生物基多元醇”，分别以菜籽油和小桐子油为主要原料，经醇解/环氧化/开环三步反应制得植物油多元醇。CN1837181A和CN101108803A公开了“一种采用菜籽油制备的生物基多元醇”和“一种采用小桐子油制备的生物基多元醇”，分别以菜籽油和小桐子油为主要原料，经环氧化/开环/醇解三步反应制得植物油多元醇。CN1907944A公开了“一种采用环氧菜籽油制备的生物基多元醇”，直接以环氧菜籽油为主要原料，经开环/醇解二步反应制得植物油多元醇。CN101906016A公开了“一种橡胶籽油多元醇及其制备方法”，以橡胶籽油为主要原料，经过环氧化/开环二步反应制得植物油多元醇。CN101659627A公开了“采用环氧植物油经一步反应制备的高羟值生物基多元醇”，由环氧植物油与二醇胺同时发生环氧基开环反应和酯基酰胺化反应，制备得到植物油多元醇。CN101747184A和CN101230020A分别公开了“一步法由大豆油制备多元醇的方法”和“植物油合成聚合物多元醇用大分子单体的方法及其用途”，利用环氧化和开环都在酸性条件下反应，一步法制备出植物油多元醇。