專利名稱：由甲硫醇和丙烯醛液液反應制備3-甲硫基丙醛的方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發明屬于化工領域，涉及一種改進的化工產品制備方法及裝置。
背景技術：
3-甲硫基丙醛是制備甲硫氨酸和甲硫氨酸的羥基類似物，2-羥基-4-甲硫基丁酸的常用中間體。甲硫氨酸是動物飼料組合物中的必需氨基酸。甲硫氨酸的羥基類似物是甲硫氨酸的來源，被廣泛用作動物飼料中的甲硫氨酸補充物。 使甲硫醇和丙烯醛在催化劑作用下發生邁克爾加成反應可制備3-甲硫基丙醛。常規的制備方法之一是將液態甲硫醇和液態丙烯醛引入含有液相3-甲硫基丙醛和作為烯烴/硫醇加成反應催化劑的有機堿的反應器中，使反應在液相中進行。但該方法在實際生產過程中，由于是液液反應，反應速度較快且反應放熱，容易因甲硫醇或丙烯醛局部濃度過高和/或局部過熱，導致副產物的生成，進而降低3-甲硫基丙醛產物的純度和收率。
發明內容
針對上述問題，本發明的目的之一在于提供一種由甲硫醇和丙烯醛液液反應制備3-甲硫基丙醛的方法，目的之二在于提供一種由甲硫醇和丙烯醛液液反應制備3-甲硫基丙醛的裝置，所述方法和裝置有助于形成溫度、濃度和反應速度都相對穩定、均恒的反應體系，可以避免甲硫醇或丙烯醛局部濃度過高和/或局部過熱引起的副反應，減少副產物生成，提高3-甲硫基丙醛產物的純度和收率。經過研究，對甲硫醇和丙烯醛液液反應制備3-甲硫基丙醛的方法，本發明提供以下兩種技術方案
第一種技術方案由甲硫醇和丙烯醛液液反應制備3-甲硫基丙醛的方法，是將從反應器中流出的含有3-甲硫基丙醛的部分液體反應產物作為循環反應介質，先與甲硫醇液體和催化劑有機堿混合均勻，冷卻至低于反應器內溫度，再與丙烯醛液體混合均勻，通入反應器中，在反應溫度下反應生成3-甲硫基丙醛，從反應器中流出的含有3-甲硫基丙醛的液體反應產物分為兩部分，一部分作為待處理粗產物進入后續處理工序，另一部分作為循環反應介質繼續下一輪反應。第二種技術方案由甲硫醇和丙烯醛液液反應制備3-甲硫基丙醛的方法，是將從反應器中流出的含有3-甲硫基丙醛的部分液體反應產物作為循環反應介質，先與丙烯醛液體混合均勻，冷卻至低于反應器內溫度，再與甲硫醇液體和催化劑有機堿混合均勻，通入反應器中，在反應溫度下反應生成3-甲硫基丙醛，從反應器中流出的含有3-甲硫基丙醛的液體反應產物分為兩部分，一部分作為待處理粗產物進入后續處理工序，另一部分作為循環反應介質繼續下一輪反應。上述兩種技術方案的不同之處在于原料(甲硫醇液體和催化劑有機堿、丙烯醛液體)的進料先后順序。從3-甲硫基丙醛產物的純度和收率來看，本發明更優選第一種技術方案。對甲硫醇和丙烯醛液液反應制備3-甲硫基丙醛的裝置，本發明提供以下一種技術方案
由甲硫醇和丙烯醛液液反應制備3-甲硫基丙醛的裝置，包括反應器、循環泵、混合器
I、換熱器和混合器II ;所述反應器的出料口與循環泵的進料口連通，循環泵的出料口與混合器I的進料口連通，混合器I的出料口與換熱器的進料口連通，換熱器的出料口與混合器II的進料口連通，混合器II的出料口與反應器的進料口連通；所述循環泵至混合器I的通路上還設置產物出料管路，混合器I上還設置原料進料管路I，混合器II上還設置原料進料管路II。本發明的有益效果在于本發明通過在裝置中增加2個混合器和I個換熱器，使循環反應介質先與原料I (甲硫醇液體和催化劑有機堿，或丙烯醛液體)混合均勻，冷卻至低于反應器內溫度，再與原料II (丙烯醛液體，或甲硫醇液體和催化劑有機堿)混合均勻，通 入反應器中反應，有助于形成一個溫度、濃度和反應速度都相對穩定、均恒的反應體系，可以避免因甲硫醇或丙烯醛局部濃度過高和/或局部過熱引起的副反應，減少副產物生成，提高3-甲硫基丙醛產物的純度和收率。研究結果顯示，采用本發明的方法和裝置，由甲硫醇和丙烯醛液液反應制備3-甲硫基丙醛，從反應器出料口流出的液體反應產物中，3-甲硫基丙醛的含量達到97% mo I以上，收率以甲硫醇計達到92% mo I以上，以丙烯醛計達到97% mo I 以上。
為了使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明作進一步的詳細描述，其中
圖I為由甲硫醇和丙烯醛液液反應制備3-甲硫基丙醛的裝置結構和方法流程示意圖。
具體實施例方式
以下將參照附圖，對本發明的優選實施例進行詳細的描述。由甲硫醇和丙烯醛液液反應制備3-甲硫基丙醛的裝置結構示意圖如圖I所示，包括反應器I、循環泵2、混合器I 3、換熱器4和混合器II 5;所述反應器I的出料口與循環泵2的進料口連通，循環泵2的出料口與混合器I 3的進料口連通，混合器I 3的出料口與換熱器4的進料口連通，換熱器4的出料口與混合器II 5的進料口連通，混合器II 5的出料口與反應器I的進料口連通；所述循環泵2至混合器I 3的通路上還設置產物出料管路，混合器I 3上還設置原料進料管路I，混合器II 5上還設置原料進料管路II。本實施例中，所述混合器I 3采用文丘里混合器，混合器II 5采用靜態混合器，換熱器4采用板式換熱器。利用上述裝置由甲硫醇和丙烯醛液液反應制備3-甲硫基丙醛的方法流程示意圖如圖I所示，有以下兩種技術方案
第一種技術方案是預先在反應器I中裝入占反應器容積50%的含有3-甲硫基丙醛的液體反應產物作為循環反應介質，啟動循環泵2，驅動循環反應介質依次通過混合器I
3、換熱器4和混合器II 5再返回反應器I中進行循環，在循環過程中，所述循環反應介質在混合器I 3中與通過原料進料管路I注入的甲硫醇液體和催化劑有機堿充分混合，在換熱器4中經冷卻水冷卻至低于反應器I內溫度，再在混合器II 5中與通過原料進料管路II注入的丙烯醛液體充分混合，最后進入反應器I中，在溫度20 50°C條件下反應生成3-甲硫基丙醛，從反應器I中流出的液體反應產物在通過循環泵2后進行分流，一部分作為待處理粗產物通過產物出料管路進入后續處理工序，另一部分作為循環反應介質繼續上述循環同時開始下一輪反應，生產過程連續進行。第二種技術方案是預先在反應器I中裝入占反應器容積50%的含有3-甲硫基丙醛的液體反應產物作為循環反應介質，啟動循環泵2，驅動循環反應介質依次通過混合器I 3、換熱器4和混合器II 5再返回反應器I中進行循環，在循環過程中，所述循環反應介質在混合器I 3中與通過原料進料管路I注入的丙烯醛液體充分混合，在換熱器4中經冷卻水冷卻至低于反應器I內溫度，再在混合器II 5中與通過原料進料管路II注入的甲硫醇液體和催化劑有機堿充分混合，最后進入反應器I中，在溫度20 50°C條件下反應生成3-甲硫基丙醛，從反應器I中流出的液體反應產物在通過循環泵2后進行分流，一部分作為待處理粗產物通過產物出料管路進入后續處理工序，另一部分作為循環反應介質繼續上述 循環同時開始下一輪反應，生產過程連續進行。上述兩種技術方案的不同之處在于原料(甲硫醇液體和催化劑有機堿、丙烯醛液體)的進料先后順序。第一種技術方案是將循環反應介質先與甲硫醇液體和催化劑有機堿混合，冷卻后再與丙烯醛液體混合；而第二種技術方案是將循環反應介質先與丙烯醛液體混合，冷卻后再與甲硫醇液體和催化劑有機堿混合。經實驗考察，由甲硫醇和丙烯醛液液反應制備3-甲硫基丙醛，采用本發明的方法和裝置，有助于形成一個溫度、濃度和反應速度都相對穩定、均恒的反應體系，可以避免因甲硫醇或丙烯醛局部濃度過高和/或局部過熱引起的副反應，減少副產物生成，提高3-甲硫基丙醛產物的純度和收率。具體實驗條件為甲硫醇液體與丙烯醛液體的摩爾比為I. 05，催化劑有機堿與甲硫醇液體的摩爾比為800ppm，反應溫度為39°C，采用島津GC-2014C氣相色譜儀對反應器出料口中流出的液體反應產物進行定量定性分析。實驗結果見下表。
權利要求
1.由甲硫醇和丙烯醛液液反應制備3-甲硫基丙醛的方法，其特征在于，將從反應器中流出的含有3-甲硫基丙醛的部分液體反應產物作為循環反應介質，先與甲硫醇液體和催化劑有機堿混合均勻，冷卻至低于反應器內溫度，再與丙烯醛液體混合均勻，通入反應器中，在反應溫度下反應生成3-甲硫基丙醛，從反應器中流出的含有3-甲硫基丙醛的液體反應產物分為兩部分，一部分作為待處理粗產物進入后續處理工序，另一部分作為循環反應介質繼續下一輪反應。
2.由甲硫醇和丙烯醛液液反應制備3-甲硫基丙醛的方法，其特征在于，將從反應器中流出的含有3-甲硫基丙醛的部分液體反應產物作為循環反應介質，先與丙烯醛液體混合均勻，冷卻至低于反應器內溫度，再與甲硫醇液體和催化劑有機堿混合均勻，通入反應器中，在反應溫度下反應生成3-甲硫基丙醛，從反應器中流出的含有3-甲硫基丙醛的液體反應產物分為兩部分，一部分作為待處理粗產物進入后續處理工序，另一部分作為循環反應介質繼續下一輪反應。
3.由甲硫醇和丙烯醛液液反應制備3-甲硫基丙醛的裝置，其特征在于，包括反應器、循環泵、混合器I、換熱器和混合器II ;所述反應器的出料口與循環泵的進料口連通，循環泵的出料口與混合器I的進料口連通，混合器I的出料口與換熱器的進料口連通，換熱器的出料口與混合器II的進料口連通，混合器II的出料口與反應器的進料口連通；所述循環泵至混合器I的通路上還設置產物出料管路，混合器I上還設置原料進料管路I，混合器II上還設置原料進料管路II。
全文摘要
本發明公開了由甲硫醇和丙烯醛液液反應制備3-甲硫基丙醛的方法和裝置，是將從反應器流出的部分液體反應產物作為循環反應介質，先與原料I(甲硫醇液體和催化劑，或丙烯醛液體)混勻，冷卻至低于反應器內溫度，再與原料II(丙烯醛液體，或甲硫醇液體和催化劑)混勻，通入反應器反應，從反應器流出的液體反應產物分為兩部分，一部分作為粗產物進入后續處理工序，另一部分作為循環反應介質繼續下一輪反應；裝置包括順序連通的反應器、循環泵、混合器I、換熱器和混合器II，混合器II出料口與反應器進料口連通，循環泵至混合器I的通路上設置產物出料管路，混合器I和II上分別設置原料進料管路I和II；本發明有助于形成溫度、濃度和反應速度都相對穩定、均恒的反應體系，可以避免因甲硫醇或丙烯醛局部濃度過高和/或局部過熱導致的副產物生成，提高3-甲硫基丙醛產物的純度和收率。
文檔編號C07C323/22GK102796030SQ20121031788
公開日2012年11月28日 申請日期2012年8月31日 優先權日2012年8月31日
發明者羅玉成, 鞠遠波, 鄭道敏, 王小勇, 馬秀岐, 劉春 , 連許帥 申請人:重慶紫光天化蛋氨酸有限責任公司