[发明专利]连续制备3,3,3-三氟-1,2-丙二醇的方法

摘要

本发明公开了一种连续制备3,3,3‑三氟‑1,2‑丙二醇的方法，包括以下步骤：a、含水3,3,3‑三氟环氧丙烷在二溴氟代烷烃、有机碱的存在下，与二氧化碳进行反应，得到含4‑三氟甲基碳酸乙烯酯、3,3,3‑三氟‑1,2‑‑丙二醇、3,3,3‑三氟环氧丙烷以及二氧化碳的产物流；b、步骤a的产物流经分离、回收、水处理后，得到4‑三氟甲基碳酸乙烯酯、3,3,3‑三氟‑1,2‑‑丙二醇；c、4‑三氟甲基碳酸乙烯酯在复合催化剂的存在下，与短链醇发生反应，得到含3,3,3‑三氟‑1,2‑丙二醇、碳酸二烷基酯以及未反应的4‑三氟甲基碳酸乙烯酯、短链醇的产物流；d、步骤c的产物流通过精馏工艺完成短链醇、碳酸二烷基酯以及目标产品的分离。本发明具有工艺连续、产物易分离、制备效率高的特点，主要用于3,3,3‑三氟‑1,2‑丙二醇的制备。

主权项

1.一种连续制备3,3,3-三氟-1,2-丙二醇的方法，其特征在于，包括以下步骤：a、将含水量2000ppm-5000ppm的3,3,3-三氟环氧丙烷、二溴氟代烷烃、液体有机碱混合均匀后，输送至预热器预热，再与二氧化碳在混合器混合后，进入环加成反应器反应，得到含4-三氟甲基碳酸乙烯酯、3,3,3-三氟-1,2-丙二醇、3,3,3-三氟环氧丙烷以及二氧化碳的产物流；所述二溴氟代烷烃具有式CnH2n-a-bFaClbBr2结构，且n＝2-4的整数、a＝3～8的整数、b＝1～5的整数、a+b≤2n，二溴氟代烷烃的用量为3,3,3-三氟环氧丙烷摩尔质量的2％-10％；液体有机碱是烷基咪唑、三烷基胺、吡啶、1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯或1,5-二氮杂双环[4.3.0]-5-壬烯，有机碱的用量为3,3,3-三氟环氧丙烷摩尔质量的2％-10％；环加成反应条件：预热器温度50℃～70℃，混合器温度80℃～180℃，反应温度90℃～150℃，反应压力0.1MPa～5MPa，反应停留时间20min～90min；b、步骤a的产物流进入气液分离罐，顶部组分为二氧化碳，进入二氧化碳回收系统，循环使用；底部物料进入第一精馏塔进行3,3,3-三氟环氧丙烷的分离，塔顶组分为含3,3,3-三氟环氧丙烷的物料，返回至有机物料回收单元，循环使用；塔釜组分与3,3,3-三氟环氧丙烷摩尔质量20％-50％的水进入搅拌单元，在120℃下搅拌6h后，输送至第二精馏塔；第二精馏塔塔顶组分为4-三氟甲基碳酸乙烯酯、3,3,3-三氟-1,2-丙二醇，作为步骤c的原料输送至酯交换反应器；塔釜组分返回至有机物料回收单元，循环使用；c、4-三氟甲基碳酸乙烯酯、3,3,3-三氟-1,2-丙二醇在Zr-Ce-Cu-Mg-Al复合催化剂的存在下，与具有1-4个碳原子的短链醇发生酯交换反应得到含3,3,3-三氟-1,2-丙二醇、碳酸二烷基酯以及未反应完的4-三氟甲基碳酸乙烯酯、短链醇的产物流；所述Zr-Ce-Cu-Mg-Al复合催化剂的制备方法包括：将一定比例的Zr、Ce、Cu、Mg、Al五种金属的可溶性盐与沉淀剂反应，控制pH在8.5-9，老化、洗涤、过滤、干燥、烘干后，再在200℃-500℃温度下，在不少于三个温度梯度的条件下进行分段焙烧，最后再通过氮气稀释的氟化氢活化处理得到；其中，Zr、Ce、Cu、Mg、Al五者的摩尔比为(2～3)：(2～3)：1：(2-3)：1；酯交换反应条件：反应温度70℃～150℃，反应压力0.5MPa～5MPa，反应停留时间60min～120min，短链醇与3,3,3-三氟环氧丙烷的摩尔比为(2-6)：1；d、步骤c的产物流进入第三精馏塔进行短链醇的分离，塔顶组分为相应的短链醇，返回至酯交换反应器，循环使用；塔釜组分进入第四精馏塔进行碳酸二烷基酯的分离；第四精馏塔塔顶组分为碳酸二烷基酯；塔釜组分为3,3,3-三氟-1,2-丙二醇、4-三氟甲基碳酸乙烯酯，进入第五精馏塔；第五精馏塔中，塔顶组分为3,3,3-三氟-1,2-丙二醇，经精制、干燥工艺制得目标产品3,3,3-三氟丙二醇；塔釜组分返回至第二精馏塔。