丙烯酸酐的制备

背景与概述^[1]

丙烯酸酐是一种较强的酯化剂，是制备丙烯酸硫酯、丙烯酰胺和甲基丙烯酸酯(尤其是叔醇的酯)所必需的试剂，同时可作为聚合反应交联剂用于光固化涂料、交联树脂等材料的合成，也可作为原料用于特种精细化学品的合成，具有广阔的市场应用前景。

目前，现有技术公开的合成丙烯酸酐的工艺主要分为两类：类为先合成反应，待反应完成后开始精馏；第二类为间歇式反应精馏，在反应的过程中同时精馏。由于类合成反应生产效率低下、能耗高、副产物较高，在实际生产中普遍采用第二类的间歇式反应精馏合成丙烯酸酐。第二类间歇反应精馏工艺虽然较类方法效率有所提高，但始终不能克服间歇式生产方式，生产效率及能耗仍然较高，容易产生副产物，不适用于工业化生产。

丙烯酸酐

制备^[2]

方法一：

反应釜中投入1mol丙烯酸钠、3mol丙酰氯和0.1mol聚合抑制剂，升温至90-100℃并回流加热8h，经过蒸馏、分流后收集100-105℃下的馏份即得丙烯酸酐，产品纯度为98.98%，产品的收率为98.33%。

方法二：

(1)丙烯酸在丙烯酸入口(014)进入换热器(01)进行预热，预热后通过控制温度控制装置(011)控制温度为95℃，进入反应精馏塔(04)，反应精馏塔(04)内保持真空度-11KPa，丙烯酸通过反应精馏塔(04)内负压吸入反应精馏塔(04)内，并经过雾化器(045)进行雾化；同时乙酸酐在乙酸酐入口(024)进入第二换热器(02)进行预热，预热后通过控制温度控制装置(021)控制温度为85℃，进入反应精馏塔(04)，乙酸酐通过反应精馏塔内负压吸入反应精馏塔(04)内，并经过塔内的雾化器(045)进行雾化，实现丙烯酸和乙酸酐的雾化接触。

(2)通过流量控制装置(012)控制丙烯酸的进料流量，通过流量控制装置(022)控制丙烯酸的进料流量，使所述丙烯酸和乙酸酐的进料流量比为2.4：1；所述丙烯酸和乙酸酐在反应区(041)进行反应，所述反应区(041)通过蒸汽加热系统保持反应温度在90℃～100℃，并保持真空度-11KPa；反应生成的低沸点的乙酸粗品直接向所述反应区(041)上侧精馏区(043)向顶部精馏，得到乙酸；反应生成的高沸点的丙烯酸酐经所述反应区(041)上侧精馏区(043)向底部精馏，得到丙烯酸酐进入丙烯酸酐塔釜(042)。

(3)步骤(2)得到的乙酸由所述反应精馏塔(04)顶部蒸出后，经冷凝器(03)降温冷凝后，进入回流罐(05)，控制回流比为1：2.5，将用于回流的乙酸经回流泵(07)加压后，送至塔顶回流；剩余乙酸经乙酸出口(051)产出；用于回流的乙酸在进入反应精馏塔(04)前，添加阻聚剂，阻聚剂由阻聚剂罐(06)提供，所述阻聚剂为2,6-二叔丁基对甲酚，沸点较高，能够从塔顶降至丙烯酸酐塔釜(042)；同时，丙烯酸酐塔釜(042)设有蒸汽加热系统，极少量轻介质再经精馏区(043)进入塔顶，剩余纯度为96％的丙烯酸酐，连续从丙烯酸酐出口(046)产出；最终使整个工艺趋于稳定。

经检测，由乙酸出口(051)产出的乙酸纯度为99.3％；丙烯酸的转化率为99％，丙烯酸酐的收率为90％。

主要参考资料

[1] J·-M·保尔, A·里翁代, F·法比斯, & S·劳尔特. (0). 改进的制备高纯度混合(甲基)丙烯酸酐的方法. CN.

[2] 奚强, 张晓, 陈建, 郭志荣, & 王庆利. (2011). Research on process for synthesis of 2-methacrylic anhydride%2-甲基丙烯酸酐的合成工艺. 武汉工程大学学报, 033(004), 20-22.

[3] 徐娜, 王学川, 任龙芳, 马向东, & 石叶叶. (2018). 甲基丙烯酸酐改性胶原蛋白的研究. 中国皮革(3).