硝酸異辛酯的合成工藝的製作方法
2024-01-27 06:33:15
專利名稱：硝酸異辛酯的合成工藝的製作方法
技術領域：
本發明的硝酸異辛酯合成工藝屬於硝酸酯合成工藝，硝酸異辛酯是一種良好的十六烷值改進劑。
硝酸酯一般採用醇硝化的經典方法，即混酸法，在溫度-10℃～10℃條件下，將醇緩慢加入到充分攪拌的混酸中，反應完畢後，反應物注入冰水中分層。將酯層中洗滌。為了防止氧化支鏈反應，選擇低溫下(-10℃)合成，但在工業上實現低溫操作較困難，溫度過低或混酸配比選擇不當，則硝酸酯的產率低。美國專利US2，768，964(56年)提出一種減壓下共沸蒸出酯和水的連續硝化法即在反應器中加入適當配比的混酸，連續加入硝酸和醇，並使生成的硝酸酯和水不斷共沸蒸出，這種方法用於合成低沸點的硝酸酯有較好的產率，但對於高沸點的硝酸酯只有50%左右的產率;隨沸點的升高，反應溫度也升高，副反應容發生，使硝酸酯產率低、純度低。
本發明的目的在於提出一種在工業上容易實施的，在常溫下反應，能得到產率高、純度高的硝酸異辛酯的合成工藝。
本發明的構思通過選擇合適的混酸配比和硝化溫度達到上述目的。當混酸配比不當，或溫度選擇不合適，醇硝化時會產生氧化支鏈副反應，降低產率和純度，甚至反應不能控制，產生劇烈分解而噴料。有時幾乎全部為氧化支鏈副反應，酯含量僅1.7%。如選擇適當的混酸配比和適宜的溫度條件，產品純度達到98%以上。但當溫度升至40℃時，產品純度降至90%。
本發明硝酸異辛酯的合成工藝條件使異辛醇不產生氧化支鏈副反應，得到產率高、純度高的硝酸異辛酯，並在發動機試驗中得到明顯的提高柴油十六烷值的效果。
實施本發明在釜式反應器或溢流式反應器中進行。反應器均為不鏽鋼製成，除用夾套冷卻外，尚裝有內冷卻管。
釜式反應器的夾套及內冷卻管用冰鹽水冷卻。硝硫混酸濃度配比硝酸15～33%，硫酸58～70%，水5～15%。其中硝酸用量比醇硝化所需的化學當量過量0～13%。將混酸加入反應器後，醇從高位槽加入反應器。約於半小時內加完。反應器中溫度可維持0～40℃，加完料後繼續攪拌5～30分鐘。產物靜置後分去酸層，進行水洗、鹼洗、再水洗至PH＝7，真空乾燥產品。
溢流反應器為直管式，夾套及內冷卻管使用冰鹽水冷卻。醇進料由反應器下部進入，混酸從反應物料高度的1/3處進入。反應時不斷進行攪拌，接觸時間0.5～10分鐘。由溢流管保持物料恆定，流出的物料在分離器靜置後分去酸層，進行水洗、鹼洗、再水洗至PH＝7，真空乾燥產品。
本發明的另一特點為反應器可由壓空噴射硝化器(1)和冷卻管(6)組成，有玻璃和不鏽鋼二種。冷卻管使用冰鹽水冷卻。其結構如圖2。此種工藝將一定壓力(0.2～1kg/cm2)的空氣壓入噴射硝化器中，此時高速氣流與醇形成外混合噴射，與混酸形成內混合噴射。最後在高速氣流作用下，醇、酸進一步混合經噴喉(9)至擴張段，乳化成均勻的乳化液，乳化液進入冷卻管(6)中，仍保持氣乳狀，故反應物在短時間內混合均勻，反應充分、迅速、安全。
本發明的又一特點為硝酸異辛酯合成工藝較佳的工藝條件;硝硫混酸濃度配比硝酸20～25%，硫酸62～68%，水7～13%;反應溫度10～25℃。
本發明硝酸異辛酯合成工藝的優點在於工藝條件簡單，適應於各種反應器，在常溫下反應，產率高、純度高、成本低;在工業上容易實現，便於推廣使用。
本發明附
圖1是硝酸異辛酯合成工藝中的一種壓空噴射流程示意圖1-壓空噴射硝化器，2-酸罐，3、5、6-冷卻管，4-醇罐，7-氣流分離器，8-恆溫槽。
附圖2是壓空噴射硝化器的剖面圖9-噴喉。
實施例1.在釜式反應器中加入混酸1950份，其濃度配比HNO320%、H2SO468%、H2O 12%，夾套及內冷卻管用冰鹽水冷卻，從高位槽將異辛醇720份加入反應器，加入速度使反應溫度維持在20～25℃，約半小時加完，繼續在此溫度下攪拌半小時以上，然後靜置分層，移去酸液，將酯層進行水洗、鹼洗、再水洗至PH＝7，真空乾燥，產品純度為98%，收率97.5%。
2.過程同例1，僅改變混酸配比HNO325%，H2SO462%，H2O13%。產品純度為97.5%，收率97.0%。
3.在溢流反應器中，將1950份混酸(配比同例1)和720份醇在同時間內連續進入反應器，在充分攪拌下，接觸時間5分鐘，從溢流管流出之物料流入分離器，靜置分層，分去酸液，酯層經水洗、鹼洗、再水洗至PH＝7，真空乾燥，產品純度為97%，收率96.5%。
4.參照圖1實施，首先向硝化器1通入壓縮空氣，然後在同時間內把1950份混酸經冷卻管(3)和720份醇經冷卻管(5)壓至硝化器(1)進行噴射硝化，噴入用冰鹽水循環的冷卻管(6)內，停留時間1.5分鐘左右，反應溫度控制在20～25℃，然後氣乳液進入氣液分離器(7)，將氣體排空後，反應物流入分離器，進行後處理，產品純度97.0%，收率95.0%。
權利要求
1.一種硝酸異辛酯的合成工藝，該化合物的結構為
其特徵在於反應器中的硝硫混酸濃度配比硝酸15～33%，硫酸58～70%，水5～15%；反應溫度0～40℃。
2.根據權利要求1所述的合成工藝，其特徵在於反應器由壓空噴射硝化器(1)、冷卻管(6)組成。
3.根據權利要求1所述的合成工藝，其特徵在於較佳工藝條件，硝硫混酸濃度配比硝酸20～25%，硫酸62～68%，水7～13%;反應溫度10～25℃。
全文摘要
本發明的硝酸異辛酯合成工藝，採用了合適的硝硫混酸配比，使硝化反應在常溫下進行，產率高、純度高、成本低。本合成工藝適用於釜式、溢流式、噴射式反應器。工藝簡單，易於工業化，便於推廣使用。
文檔編號C10L1/22GK1031525SQ8710571
公開日1989年3月8日 申請日期1987年8月24日 優先權日1987年8月24日
發明者顏尚明, 秦元生, 孔繁玲, 邵海目, 孫耀昌 申請人:西安近代化學研究所, 齊魯石化公司勝利煉油廠