製備環氧化物的方法

2023-11-03 05:13:47

專利名稱：製備環氧化物的方法
技術領域：
本文公開的實施方案總體上涉及製備環氧化物的方法和設備，特別涉及用於經由 相應的滷代醇形成環氧化物的方法和設備。更具體地，本文公開的實施方案用於經滷代醇 與鹼的反應連續製備環氧化物的脫滷化氫方法和設備。
背景技術：
環氧化物，包括環氧丙烷、環氧丁烷、表氯醇等是用於製備其它化合物廣泛使用的 前體。多數環氧化物經由滷代醇中間體形成，這些方法是本領域技術人員眾所周知的，如美 國專利5，532，389和英國專利2，173，496中所公開的方法。最經常使滷代醇與鹼性含水流 反應以製備環氧化物和後來的滷化物鹽。有利地從含水流中汽提環氧化物-水共沸物而使 由水與環氧化物反應形成二醇如乙二醇、丙二醇、3-氯-1，2-丙二醇、縮水甘油和甘油而導 致的副產物損失最小化。隨後將此包含水和環氧化物的塔頂餾出物冷凝並在液-液相分離 器中分離以形成含水餾分和含有粗製環氧化物的有機餾分，所述粗製環氧化物可以進一步 純化。將來自塔頂的含水餾分作為回流返回到蒸餾塔中。環氧化物的水解可以通過酸或鹼 的存在而進一步提高，並且在PH為7時降低。通過鹼作用閉環的方法也由以下術語描述 環氧化，皂化，和在滷素氯的情況下，脫氯化氫。在工業過程中，通過使低分子量的含烯烴化合物如丙烯、丁烯和烯丙基氯與氯 (或其它滷素)和水在被稱為次氯酸化(hypochlorination)的反應中反應而製備滷代醇。 因而丙烯和丁烯轉化為氯代醇，而烯丙基氯轉化為二氯丙醇，並隨後轉化為它們各自的環 氧化物(例如環氧丙烷、環氧丁烷和表氯醇)。此過程產生滷代醇的兩種異構體，並且所得 的滷代醇常常在水中是稀的(< 10重量％)並含有一當量的來自反應的滷代酸。可以隨 後將通過次滷酸化(hypohalogenation)製備的滷代醇流與鹼一起直接進料到反應性蒸餾 塔中，或者在引入到反應性蒸餾塔中之前首先進料到預反應器中，用於中和滷代酸並部分 地轉化滷代醇。例如，日本專利6，025，196公開了這樣的方法將稀的二氯丙醇與Ca(OH)2 於40°C在預反應器中混合，隨後進料到反應性蒸餾塔中，其中將環氧化物(表氯醇)在塔頂 用水汽提並在塔頂相分離器中進行與水的相分離以獲得表氯醇。在工業中使用程度較小的另一種技術是二醇用HCl和羧酸催化來製備滷代醇的 反應，如美國專利申請公布20080015370中所公開的。如其中公開的，主要製備了滷代醇的 一種異構體(1，3_ 二氯丙醇)並且餘下的流含有少於30%水和少於10% HC1，各自按重量 計。將此滷代醇流與10% NaOH流一起進料到反應性蒸餾塔中，其中將表氯醇在塔頂用水汽 提，並且在塔頂相分離器中進行與水的相分離以獲得表氯醇。特別用於製備表氯醇的第三種技術是如美國專利4，634，784中所公開的，丙烯成 為乙酸烯丙酯的催化乙酸化、乙酸烯丙酯成為烯丙醇的水解、烯丙醇成為二氯丙醇的催化 氯化。如其中所公開的，主要製備了滷代醇的一種異構體0，3-二氯丙醇)並且餘下的流 含有少於20%水和5% HC1，各自按重量計。將此滷代醇流與9. 5% Ca(OH)2漿液一起進料 到塔中，其中將表氯醇在塔頂用水汽提，並且在塔頂相分離器中進行與水的相分離以獲得表氯醇。在將滷代醇轉化為環氧化物的工藝過程中發生三個主要反應滷代酸的中和，滷 代醇的脫滷化氫，和環氧化物至二醇的水解。滷代醇的脫滷化氫，例如，可以用鹼進行。滷 代醇在含水流或主要有機的流中可能是稀的，並且通常由兩種異構體以及滷代酸組成。所 述鹼典型地為由在鹽如NaCl和CaCl2的存在或不存在下的NaOH或Ca(OH)2組成的含水流 或漿液。為了防止環氧化物水解的收率損失，通常在蒸餾塔內的反應過程中汽提環氧化物， 並且將PH保持在儘可能地接近中性，因為水解速率由酸和鹼都催化。產生的二醇和一些殘 餘的有機物是不可汽提的並且損失在含有形成的鹽的含水流中，所述含水流離開蒸餾塔的 底部並構成來自脫滷化氫過程的主要收率損失。可以對塔底含水流在排出或再循環之前進 行處理。從而，水解損失不僅影響環氧化物收率，還影響廢水處理成本以及資本投資。在現有技術中提出了各種各樣的用於主要有機的滷代醇的脫滷化氫的方法和裝 置的實施方案。例如，俄羅斯專利2，198，882公開了在連續攪拌釜式反應器(CSTR)中混合 無水二氯丙醇流與NaOH以製備表氯醇，然後接著將其汽提，所述無水二氯丙醇流是從 含有來自烯丙基氯用氯和水的次氯酸化的二氯丙醇異構體的混合物的稀流蒸餾的。此體系 是雙相的，具有有機二氯丙醇相和含有NaOH的水相。由於所有反應主要在水相中發生，所 以傳質是獲得環氧化物高收率的主要因素。美國專利4，496，753公開了類似的雙相體系， 其中在具有CSTR接著是活塞流反應器(PFR)的2-級反應器中，二氯丙醇在有機溶劑(CCl4) 中。然而，這些方法具有技術和經濟缺點。一個這樣的缺點是需要另外的設備如CSTR，另一 個缺點是取決於混合的強度，在CSTR中的回混將環氧化物暴露於與進來的酸和鹼的水解。 在有溶劑的情況下，需要用於溶劑回收的另外的蒸餾塔，並且取決於環氧化物在雙相之間 的分配，還可能導致另外的環氧化物損失。美國專利4，634，784(『 784專利)公開了丙烯成為乙酸烯丙酯的催化乙酸化，乙 酸烯丙酯成為烯丙醇的水解，烯丙醇成為二氯丙醇的催化氯化，和二氯丙醇成為表氯醇的 脫氯化氫。佔優勢地，在75重量％有機流中僅生成2，3-二氯丙醇異構體。此體系是雙相 的，具有有機二氯丙醇相和含有鹼的水相或漿液。由於所有反應主要在水相中發生，所以傳 質是獲得環氧化物高收率的主要因素。描述了幾種脫氯化氫的方法將二氯丙醇和石灰乳 (1)直接進料至蒸餾塔的頂部，( 在攪拌的同時混合，和C3)在不溶於水的惰性溶劑中反 應。方法( 和(3)的缺點已經在上面討論。對於方法(1)，對蒸餾塔的直接進料，混合強 度在蒸餾塔中的塔板上不如在CSTR的情況下大，從而導致較低的轉化率。在'784專利中 給出的實例顯示將2，3- 二氯丙醇流與9. 5 % Ca (OH) 2漿液進料至塔中獲得88 %的轉化率和 97%的選擇性。低的二氯丙醇轉化率要求較大的回收設備，較高的再循環和較高的成本。WO 2006/020234公開了二醇用HCl和羧酸催化來製備滷代醇的反應，特別用於甘 油至二氯丙醇至表氯醇。製備的二氯丙醇佔優勢地為1，3_ 二氯丙醇異構體，其具有比2， 3- 二氯丙醇異構體快得多的脫氯化氫反應速率。使用的鹼可以是NaOH或Ca(OH)2,並且優 選為20-60重量％。此體系是雙相的，具有有機二氯丙醇相和含有鹼的水相。由於所有反 應主要在水相中發生，所以傳質是獲得環氧化物高收率的主要因素。由於反應是傳質限制 的，沒有提及混合強度和高的比界面表面積的重要性。WO 2006/020234給出了將二氯丙醇 與10% NaOH進料至蒸餾塔的實例並且獲得了良好的產物質量，而沒有提及收率。因此，存在對用於滷代醇的脫滷化氫的改進方法和裝置的需要，其中可以減少總副產物水解反應以獲得良好的環氧化物選擇性和轉化率。公開內容概述在一方面，本文公開的實施方案涉及一種用於製備環氧化物的方法，該方法包括 使包含至少一種滷代醇的有機相與至少一種包含至少一種鹼的水相在活塞流混合器/反 應器系統中接觸，以經由給予至少0. 2ff/kg的功率質量比的混合裝置將有機相分散在水相 中，從而將所述至少一種滷代醇的至少一部分轉化成環氧化物。令人驚訝地，當在混合過程 中加入足夠的功率產生高表面積時，反應速率和產物收率均可以得到改善。在另一方面，本文公開的實施方案涉及一種用於製備表氯醇的方法，該方法包括 使包含至少一種二氯丙醇的有機相與至少一種包含至少一種鹼的水相在活塞流混合器/ 反應器系統中接觸，以經由給予至少0. 2ff/kg的功率質量比的混合裝置將有機相分散在水 相中，將所述至少一種二氯丙醇的至少一部分轉化成表氯醇。其它方面和優點將從以下描述和後附權利要求變清楚。詳細描述一方面，本文中公開的實施方案總體上涉及製備環氧化物的方法和設備，特別地 涉及用於經由滷代醇形成環氧化物的方法和設備。在一個更具體的方面，本文中公開的實 施方案涉及用於通過滷代醇與鹼的反應連續製備環氧化物的脫滷化氫方法和設備，其中可 以從鹼性反應混合物中蒸餾環氧化物。如在本文中使用，術語「環氧化物」是指含有與分開的飽和相鄰碳原子結合的氧的 化合物。環氧化物，也被稱為環氧乙烷類(oxiranes)，是環醚並且可以含有2至約10個碳 原子，其被布置為直鏈的、支鏈的或環狀的，通過碳鍵與環氧基結合。與環氧化物結合的碳 可以是未取代的，但也可以是惰性取代的。用「惰性取代的」表示環氧化物被任何沒有不適 宜地妨礙滷代醇或環氧化物形成的基團取代。惰性取代基包括氯、溴、氟、苯基等。環氧化 物的實例可以包括環氧乙烷、環氧丙烷、表氯醇和環氧丁烷等。如在本文中使用，術語「滷代醇」是指含有至少一個羥基和至少一個滷原子的化合 物，所述羥基和滷原子結合於分開的飽和碳原子如鄰接的碳原子。滷代醇可以含有2至約 10個碳原子，並且可以為直鏈的、支鏈的或環狀的。滷代醇可以是未取代的，但也可以是惰 性取代的。用「惰性取代的」表示滷代醇被任何沒有不適宜地妨礙滷代醇或環氧化物形成 的基團取代。惰性取代基包括氯、溴、氟、苯基等。滷代醇的實例可以包括溴代醇和氯代醇， 例如但不限於1-氯-2-乙醇；1-氯-2-丙醇；2-氯-1-丙醇；1，3-二氯-2-丙醇；2，3-二 氯-1-丙醇；1-氯-2-丁醇；和2-氯-1-丁醇。如在本文中使用，術語「副產物」和「水解產物」是指通過環氧化物的水解產生的 化合物，包括來自已水解化合物的衍生化合物。實例包括乙二醇、丙二醇、3-氯-1，2-丙二 醇、縮水甘油、甘油、丁二醇，以及它們相應的醚。根據本文公開的實施方案，通過用鹼使滷代醇脫滷化氫，可以以良好的收率製備 環氧化物。可以將主要有機的流，包括滷代醇和任選的滷代酸，與包含鹼的含水流接觸。為 了將酸或鹼催化的環氧化物水解最小化，可以使用高混合強度以有利地利用中和、脫滷化 氫和水解反應的反應速率的不同。當將滷代醇流與酸和鹼流接觸時，高混合強度可以提供 更好的PH控制，如在美國專利3，886，187中公開的，其中將湍性射流混合用於兩種含水流 的接觸以進行PH控制。可以通過使混合物經根據本文公開的實施方案在大於至少0. 2瓦/公斤(W/kg)的臨界功率質量比(power-to-mass ratio)的混合器/反應器通過而促進組 分的接觸。在其它實施方案中，使用至少3W/kg的功率質量比使相分散。功率/質量比由入口流的動能之和連同混合區域中的質量計算功率=IA=Km1V1i^m2V22)質量=密度*混合體積，其中Hi1和V1分別是流1的質量速率和速度，而m2和V2分別是流2的質量速率和 速度。對於相關性而言，將撞擊式混合器的混合體積取為由混合室的直徑D與軸長2D限定 的圓柱體的體積。靜態混合器的混合體積由相同直徑和長度的圓柱體的體積限定。相應 地限定功率/質量比。應當指出由以上方程定義的功率僅對於射流的非彈性碰撞才是嚴 格成立的；但是，對於相關性而言，發現其適於在本發明中使用，從而認識到動能的一部分 損失於合併的流體的偏轉和加速而非混合的機械能。參見，例如，Mahajan, A. J.，Kirwan, D. J. , 「 Micromixing Effects in a Two-Impinging-Jets Precipitator, " AIChE J.1996,42,1801-1814, Johnson, B. K. ， Prud ' homme, R. K. ， 「 Chemical Processing and Micromixing of Confined Impinging Jets, 「 AIChE J. ，2003，49，2264—2282，禾口 Demyanovich, R. J. , Bourne, J. R. , " Rapid Micromixing by the Impingement of Thin Liquid Sheets. 1. A Photographic Study of the Flow Pattern," Ind. Eng. Chem. Res., 1989，28，825-830。對於傳質計算，適宜的是將功率/質量與有關的液滴直徑相關，從而可以推知界 面面積。最大的穩定滴大小，dmax，表示當將液滴撕開的湍流剪切力與界面張力的恢復力之 間存在平衡時的直徑。其通常與功率/質量比Pm相關，具有以下形式的方程(1_=常數*(0/^。)°_屮/_4其中σ是界面張力，並且P。是連續相的密度。方程中的常數通常在0.5至1之 間。沙得(Sauter)平均直徑，d32，則通常採取為通過1. 5的比例因子與dmax相關；dmax = 1. 5d32d32 (也稱作體禾只-比一表面禾只直徑(volume-to-surface area diameter))對於界 面過程如傳質計算特別有用，因為其表示具有與整個液滴大小分布相同的體積與表面積比 的球的直徑。對此話題的更多討論參見例如，0&￥168，.1\，" A Physical Interpretation of Drop Sizes in Homogenizers and Agitated Tanks, Including the Dispersion of Viscous Oils, 「 Chem. Eng. Sci.，1987，42，1671-1676。在一些實施方案中，混合器/反應器可以包括具有內部混合元件的管道混合器/ 反應器，所述內部混合元件被設計為提供合適的局部功率質量比(能量耗散)來打破並分 散有機相，以提供足夠的界面面積從而確保在10秒以內完全反應(full reaction)。典型 地，這需要d32小於1000微米的液滴。混合元件可以位於反應器內有機和含水流進入管道中 的撞擊點處，可以位於沿管道長度的其它位置，或它們的組合。在一些實施方案中，初始接 觸可以由撞擊混合器，交叉流噴射(T型(tee)-混合器，噴霧器等)，在管線中的(inline) 動態混合器，轉子定子混合器，或它們的組合提供。在另一個實施方案中，已經發現使用靜態混合器呈現如下優點提供在高的均一 功率質量比的區域中的停留時間，通過提供另外的液滴破碎而保持高的界面面積並且使來 自液滴聚結的表面積減小的影響最小化。
在另一個實施方案中，已經發現環氧化物產物由於其在其形成的水相中的低溶解 性而成核並且形成第三液相。這是有利的運行模式，因為將環氧化物基本上從不期望的水 解反應所需的含滷代酸、鹼和水的相中移除。隨著最初的滷代醇有機相反應掉，混合物回到 具有水相和環氧化物佔優勢的有機相的雙相模式。向反應混合物中加入能夠限制在鹼性水 相中的環氧化物溶解度的溶劑也將有益於使不期望的水解反應最小化。在另一個實施方案中，已經發現，對於含有滷代醇和鹼的雙相介質，混合不僅是為 了 PH控制而且是為了控制滷代醇從有機相至含水鹼的傳質速率所需要的。上述提供分散 兩種相的剪切水平的混合器/反應器系統可以改善兩種相之間的傳質，從而獲得高轉化率 和選擇性。本文公開的實施方案的另一個優點在於相同的設備和方法可以用於單相和雙相 體系。在一些實施方案中，滷代醇進料流可以佔優勢地包括滷代醇的一種異構體。例如， 在某些實施方案中，滷代醇進料可以包括25至100%的滷代醇異構體，在0至約20重量％ 範圍內的量的滷代酸如鹽酸(HCl)，和至多約75重量％水。在其它實施方案中，滷代醇進 料可以包括55至100%的滷代醇異構體，在0至約10重量％範圍內的量的滷代酸如鹽酸 (HCl)，和至多約30重量％水。總的滷代醇進料可以為有機的且單相，或可以是雙相的。鹼可以包括含水鹼金屬氫氧化物，如氫氧化鈉，氫氧化鉀，氫氧化鈣，或它們的混 合物。在一些實施方案中，水相還可以包括鹼金屬鹽，如鈉滷化物鹽或鈣滷化物鹽等。含水 鹼金屬氫氧化物的量和濃度適宜地是導致形成環氧化物的任何量和濃度。使用的無機鹼的 量沒有特別限定。在一些實施方案中，基於滷代醇和可以存在的任何可中和的滷化劑如HCl 的摩爾數，使用的無機鹼的量可以在1.0至1.5倍化學計量的範圍內。在其它實施方案中， 使用的無機鹼的量可以在1.01至1.3倍化學計量的範圍內；並且在其它實施方案中可以在 1. 02至1. 1倍化學計量的範圍內。高濃度的含水鹼金屬氫氧化物可以降低輸入到體系中的 水和產生的廢水。在一些實施方案中可以使用至少約1重量％濃度的含水鹼金屬氫氧化物 或其滷化物鹽；在其它實施方案中至少約5重量％ ；在其它實施方案中至少約10重量％ ； 在其它實施方案中在約10至約50重量％的範圍內的濃度；而在再其它的實施方案中在約 5至約35重量％範圍內的濃度。使用的濃度應當使得在反應過程中及之後，鹼金屬氯化物 不從溶液中沉澱。溫度和壓力的條件在混合器/反應器中不是關鍵的，並且任何在該條件下滷代醇 和含水鹼金屬氫氧化物反應而生產至少一種環氧化物的條件都是適宜的。滷代醇與鹼反應 的速率，如例如，氯丙醇與8重量％氫氧化鈉的量的苛性鹼的反應，速率非常快，在90°C的 溫度需要約1秒以導致99.5摩爾％轉化率。可以控制溫度和壓力以防止滷代醇汽化。例 如，對於氯丙醇，這將為在1個大氣壓(101.3kPa)下低於約95°C。在一些實施方案中，合併 的進料溫度至少為約40°C;在其它實施方案中在約40°C至約80°C的範圍內；而在其它實施 方案中在約55°C至約80°C的範圍內。反應物在混合器/反應器中的停留時間在一些實施 方案中可以大於IOms並高達60s ；在一些實施方案中高達15秒；在其它實施方案中高達10 秒；在其它實施方案中為約0. 01至約15秒；而在再其它的實施方案中為約1至約10秒。在滷代醇的至少一部分在混合器/反應器中已經轉化為環氧化物之後，可以將反 應混合物進料至反應性蒸餾塔以完成反應並回收環氧化物。這可以通過導致環氧化物分離 的任何方法實現。這樣的方法可以包括蒸餾和蒸汽汽提，例如，如在JP06025196B和美國專利4，634，784和5，532，389中公開的。作為環氧化物回收的一個實例，可以將來自反應器/ 混合器的含環氧化物的流出物進料至共沸蒸餾塔。水和環氧化物可以作為塔頂餾分回收， 可以將所述塔頂餾分冷凝以形成兩種相。可以將水相回流回到塔中，而粗製有機相可以向 前進，以純化並回收環氧化物。根據本文公開的實施方案，環氧化物在混合器/反應器中的製備可以由以下示 例表氯醇從1，3-二氯丙醇和2，3-二氯丙醇的混合物的製備，如WO 2006/020234中所述。 通過本文公開的混合器/反應器獲得的傳質的益處，包括高選擇性、高轉化率和低水解速 率，可以在1，3_ 二氯丙醇異構體比2，3_ 二氯丙醇異構體的比率大於10比1，並且鹼為氫氧 化鈉的情況下示例。由於大部分進入的二氯丙醇是較快反應的1，3-異構體，因此大部分的反應將在 混合器/反應器步驟中發生。1，3_ 二氯丙醇的脫氯化氫速率大大快於在鹼存在下的表氯醇 水解速率。但是，在雙相體系中，反應速率是由二氯丙醇從有機相至含水鹼性反應介質的傳 質決定的。允許表氯醇長時間保持在水相中的傳質速率將允許生成的表氯醇有更多時間水 解。根據本文公開的實施方案，提供將有機相分散成約200微米以下的平均液滴大小的剪 切水平的混合器/反應器，改善了傳質，並且可以導致高的滷代醇轉化率和選擇性，其中每 個可以超過97%。所有反應主要在含有鹼的水相中發生。由於1，3_ 二氯丙醇和HCl均是非常快的 反應並且是傳質限制的，各自如上所述，在反應區中需要高度的節段化來獲得良好的表氯 醇收率。通過提供有效的混合，可以迅速中和HCl並且大部分苛性鹼可以被1，3_ 二氯丙醇 反應(在競爭中出局(out-competed))從而將在反應水相中的酸和鹼濃度最小化。根據本 文公開的實施方案由混合器/反應器提供的傳質可以限制水解反應發生的時間。在根據本 文公開的實施方案用混合器/反應器獲得的傳質速率的情況下，進料溫度和停留時間對表 氯醇收率具有較小影響。按照本文公開的實施方案的脫滷化氫即使在高滷代醇轉化率下也可以導致對環 氧化物的高選擇性。例如，在一些實施方案中，脫滷化氫可以導致至少97摩爾％的滷代醇 轉化率和至少97%的對環氧化物選擇性；在其它實施方案中至少98%的選擇性。在其它實 施方案中，脫滷化氫可以導致至少98摩爾％的滷代醇轉化率和至少98 %的對環氧化物選 擇性；而在再其它的實施方案中至少99摩爾％的轉化率和至少98%的選擇性。
實施例如表1中給出，使用不同混合器構造使二氯丙醇進料(72% 1，3-二氯丙醇，3% 2， 3-二氯丙醇，5%鹽酸和20%水，按重量計)與20%氫氧化鈉水溶液反應。管道混合器/ 反應器具有1. 27cm(0. 5英寸)地直徑並且在使用的流量下提供4秒停留時間。使用的混 合元件為撞擊式剪切混合器(高和低)和沿管道的螺旋型靜態混合器。撞擊式混合器被設 計為使得進入混合區域的兩股流具有大約相同的噴射動量，所述射流動量定義為質量流量 乘以進口通道中的平均速度。射流直接相反對準(180度角)從而導致直接撞擊。在本實 施例中，「高剪切"混合器由用於有機流的Imm進口孔徑和用於含水流的3mm進口孔徑構 成。「低剪切"混合器由用於有機流的3mm進口孔徑和用於含水流的9mm進口孔徑構成。 室直徑為9mm。在約1.7室直徑的距離後，來自撞擊式混合器的出口流進入任選如表1中示出的長度為0. 5m或1. Om的螺旋靜態混合器。螺旋混合器元件的長度直徑比為1. 5。兩股流均被加熱以獲得合適的混合物溫度，然後使進料以足夠的速度通過混合器 以獲得雙相混合物。將來自管道混合器/反應器的流出物進料至在300毫巴的塔頂壓力運 行的蒸餾塔。塔在1.5的回流進料質量比下運行。將餾出物在40°C冷凝並且相分離。將含 水相回流回到塔中。分析有機相以確定轉化率和收率。試驗結果呈現在表1中。表 1.
權利要求
1.一種用於製備環氧化物的方法，該方法包括使包含至少一種滷代醇的有機相與至少一種包含鹼的水相在活塞流混合器/反應器 系統中接觸，以經由給予至少0. 2ff/kg的功率質量比的混合裝置將所述有機相分散在所述 水相中，從而將所述至少一種滷代醇的至少一部分轉化成環氧化物。
2.權利要求1所述的方法，其中所述活塞流混合器反應器系統包含給予至少3W/kg的 功率質量比的混合裝置。
3.權利要求1或權利要求2所述的方法，其中合併的有機相和水相包含雙相混合物。
4.權利要求1-3中任一項所述的方法，其中所述有機相還包含至少一種滷代酸。
5.權利要求1-4中任一項所述的方法，其中使所述有機相和所述水相在所述混合器/ 反應器中接觸包括在約IOms至小於約60s的範圍內的接觸時間。
6.權利要求1-5中任一項所述的方法，所述方法還包括將來自所述混合器/反應器系統的流出物的至少一部分進料至反應性蒸餾塔；在所述反應性蒸餾塔中同時地(i)使所述至少一種滷代醇的至少一部分與所述鹼反應以形成另外的環氧化物；和( )從鹼性含水殘留物中汽提水和表滷代醇；將所述水和所述環氧化物從所述反應性蒸餾塔作為塔頂餾分回收；和將所述塔頂餾分冷凝並且相分離，以形成包含所述環氧化物的有機塔頂餾分和包含水 的含水塔頂餾分。
7.權利要求6所述的方法，所述方法還包括將所述含水塔頂餾分的至少一部分作為 回流返回到所述蒸餾塔。
8.權利要求1-7中任一項所述的方法，其中所述鹼包括氫氧化鈉和氫氧化鈣中的至少一種。
9.權利要求8所述的方法，其中向所述混合器/反應器的鹼性含水進料還包含鈉滷化 物鹽和鈣滷化物鹽中的至少一種。
10.權利要求1-9中任一項所述的方法，其中所述鹼或其滷化物鹽在所述向混合器/反 應器的含水進料中的濃度在約5至約35重量％的範圍內。
11.權利要求1-10中任一項所述的方法，其中所述接觸在約40°C至約80°C範圍內的溫 度進行。
12.權利要求1-11中任一項所述的方法，其中所述滷代醇的轉化率至少為98摩爾％， 並且其中對所述環氧化物的選擇性至少為98摩爾％。
13.一種用於製備表氯醇的方法，該方法包括下列步驟使包含至少一種二氯丙醇的有機相與至少一種包含鹼的水相在活塞流混合器/反應 器系統中接觸，以經由給予至少0. 2ff/kg的功率質量比的混合裝置將所述有機相分散在所 述水相中，從而將所述至少一種二氯丙醇的至少一部分轉化成表氯醇。
14.權利要求13所述的方法，其中所述活塞流混合器反應器系統包括給予至少3W/kg 的功率質量比的混合裝置。
15.權利要求13或權利要求14所述的方法，其中所述二氯丙醇包含55至小於100%的1，3-二氯-2-丙醇；至多10重量％的2，3-二氯-1-丙醇；至多10重量％的HCl ；和 至多25重量％的水。
16.權利要求13或權利要求14所述的方法，其中所述有機相還包含HCl。
17.權利要求13-16中任一項所述的方法，其中使所述有機相和所述鹼性水相接觸包 括在約IOms至小於約15s的範圍內的接觸時間。
18.權利要求13-17中任一項所述的方法，所述方法還包括將來自所述混合器/反應器系統的流出物的至少一部分進料至反應性蒸餾塔； 在所述反應性蒸餾塔中同時地(i)使所述至少一種二氯丙醇的至少一部分與所述鹼反應以形成另外的表氯醇；和 ( )從鹼性含水殘留物中汽提水和表氯醇； 將所述水和所述表氯醇從所述反應性蒸餾塔作為塔頂餾分回收；和 將所述塔頂餾分冷凝並且相分離，以形成包含所述表氯醇的有機塔頂餾分和包含水的 含水塔頂餾分。
19.權利要求18所述的方法，所述方法還包括將所述含水塔頂餾分的至少一部分作為 回流返回到所述蒸餾塔。
20.權利要求13-19中任一項所述的方法，其中所述鹼包含氫氧化鈉和氫氧化鈣中的至少一種。
21.權利要求20所述的方法，其中向所述混合器/反應器的鹼性含水進料還包含鈉滷 化物鹽和鈣滷化物鹽中的至少一種。
22.權利要求13-21中任一項所述的方法，其中所述鹼或其滷化物鹽在所述向混合器/ 反應器的含水進料中的濃度在約5至約35重量％的範圍內。
23.權利要求13-22中任一項所述的方法，其中所述接觸在約40°C至約80°C範圍內的 溫度進行。
24.權利要求13-23中任一項所述的方法，其中所述氯代醇的轉化率至少為98摩爾％， 並且其中對所述表氯醇的選擇性至少為98摩爾％。
全文摘要
一種用於製備環氧化物的方法，該方法包括使包含至少一種滷代醇的有機相與至少一種包含鹼的水相在活塞流混合器/反應器系統中接觸，以經由給予至少0.2W/kg的功率質量比的混合裝置將有機相分散在水相中，從而將所述至少一種滷代醇的至少一部分轉化成環氧化物。
文檔編號C07D301/26GK102112458SQ200980130205
公開日2011年6月29日 申請日期2009年7月31日 優先權日2008年8月1日
發明者克裡斯蒂安·D·克諾佩爾, 威廉·W·凡, 布魯斯·D·胡克, 查爾斯·W·利普, 海因茨·G·格勒內瓦爾德, 薩絲夏·N·努爾曼, 麥可·D·克勒特, 雷特納·P·珀特拉什庫 申請人:陶氏環球技術公司