一種制備ε-己內酯的連續反應工藝方法及微通道反應裝備制造方法
【專利摘要】本發明涉及一種制備ε-己內酯的連續反應工藝方法及微通道反應裝備，屬于有機合成工藝【技術領域】。該法以環己酮為起始反應原料，以過氧化氫和乙酸酐反應生成的過氧乙酸為氧化劑，在微通道反應器系統內連續地完成過氧酸制備、環己酮氧化等過程。本發明的工藝方法能有效控制反應過程的溫度，安全性高，不需外加溶劑、催化劑和穩定劑，有利于己內酯的分離純化，使高產率連續化生產ε-己內酯成為可能；本發明提出的微通道反應裝備高度滿足了反應工藝的要求。本發明環己酮轉化率達到50%-95%，ε-己內酯的選擇性達到80%-100%。
【專利說明】—種制備ε-己內酯的連續反應工藝方法及微通道反應裝備【技術領域】
[0001]本發明屬于有機合成工藝【技術領域】，具體涉及一種以環己酮為原料氧化制備ε -己內酯的連續反應工藝方法，以及其相應的工藝裝備技術。更具體的說，是在微通道反應器中，先由過氧化氫、乙酸酐合成過氧乙酸，再以過氧乙酸氧化環己酮制備ε -己內酯的連續反應工藝，以及與之對應的裝備技術。
[0002]
技術背景
[0003]ε -己內 酯是一種重要的有機合成中間體，廣泛用作新型聚酯材料的合成單體，以對各種樹脂進行改性，提高其光澤性、透明性和防粘性等。以它為單體共聚得到的聚己內酯及其共聚物是一類可完全生物降解的高分子材料，具有良好的生物相容性、無毒性、可生物降解性和良好的滲藥性，在生物醫藥領域得到了廣泛的應用。
[0004]ε -己內酯的合成由于原料質量、工藝穩定性和安全等方面的原因，技術要求高，難度大。目前只有英、美、日等國的很少幾家公司生產，我國主要依靠進口。近年來，隨ε-己內酯用途的不斷擴大，其市場需求也逐漸加大。因此，開展ε-己內酯合成的研究，可望在技術上能填補國內空白，具有巨大的市場應用前景。
[0005]在現有工藝報道中，己內酯是通過環己酮與過羧酸反應來制備的，所用的過羧酸包括過乙酸和過丙酸等。CN 102584775 A公開了一種生產己內酯的方法，該方法是先在帶精餾塔的攪拌反應釜中用有機溶劑將過氧化氫水溶液中帶入的游離水用共沸精餾的方法從塔頂分出，使得到的無水過氧化氫溶液與乙酸酐反應制得無水過氧乙酸，再將無水過氧乙酸與環己酮反應得到ε -己內酯溶液，然后通過精餾提純得到高純己內酯。
[0006]CN1071923 A中提出，用含有2~4個碳原子的過羧酸氧化環己酮制備己內酯，所需的過羧酸是以對應的羧酸和過氧化氫在硼酸催化劑存在下反應制成“過羧酸粗溶液”的形式加以使用，過程中保持共沸條件以連續地除去水。在這種常規方法中，由于加入了酸性催化劑，不可避免地生成了羥基己酸、5-己烯酸、己內酯的低聚體等難以分離的雜質，影響后續的提純。如何有效的創新制備己內酯的工藝路線，減少雜質的生成，降低產品分離提純的難度，并有利于工業化的應用，是現有的技術所需要解決的問題。
[0007]過氧酸作為氧化劑氧化合成己內酯的研究比較成熟，且已經廣泛應用于大規模產業化生產，但是實際操作中還存在著許多難以解決的安全隱患，特別是合成前期對過氧酸的濃縮以及后續純化過程產生濃度較高易爆的過氧化物是該工藝實際應用的障礙，而現有工藝技術均采用間歇操作方式進行反應，工藝參數變化大，工藝過程不穩定，這無疑進一步增大了安全性風險。
[0008]利用微通道反應技術理念進行己內酯的連續化合成工藝研究，是對常規間歇釜式氧化反應工藝的一個突破。微通道反應裝備具有常規反應器所不具備的一系列特性:通道尺寸微型化、較大的換熱比表面積、優良的傳質傳熱特性、連續反應、可跳過經逐級放大試驗直接放大、生產靈活且安全性能高。因此，利用適宜的微通道反應裝備連續進行過酸氧化這類強放熱反應有無可比擬的優勢。
[0009]迄今為止，尚未見以連續流的反應方式進行環己酮氧化合成ε -己內酯的工藝研究和裝備技術報道，本發明提供了一種在微通道反應裝備內以連續流的方式先合成過氧酸，再氧化環己酮制備ε-己內酯的工藝技術方案和與之相適應的裝備技術。
【發明內容】
[0010]本發明的目的旨在克服以上問題，而提供一種有利于工業化應用的制備己內酯的工藝方法及其相應的裝備技術，副產物少，生產周期短，反應過程更加穩定和安全，有利于降低成本，提高效率。本發明更進一步的目的在于，通過本發明的工藝方法可在不需要添加催化劑、穩定劑、有機溶劑的情況下實現ε -己內酯的有效制備和提純，并大大提高對反應溫度的控制，避免過程中有局部過熱的現象，提高工藝安全性，并適應于工業化的生產的要求。
[0011]為實現上述目的，本發明采用的技術方案為:
一種由環己酮經過氧酸氧化合成ε -己內酯的連續反應工藝方法，按照下述步驟進
行:
(I)過氧乙酸的制備:采用連續方式操作，將過氧化氫和乙酸酐按照一定比例，經計量泵打入微通道反應裝置；在兩股物料開始進行反應之前，它們分別被輸入到微通道反應系統的不同預熱區域中，設置預熱溫度與反應的目標反應溫度相同，使兩股物料在開始接觸并發生化學反應之前，先預熱并達到反應預定的溫度；反應過程完成后，產物從微通道反應器的出口流出，得到過氧乙酸溶液；其中過氧化氫水溶液中過氧化氫的質量濃度為30%-95%，乙酸酐與過氧化氫的摩爾比在(1.0-2.0):1，物料在微通道反應器內反應區域的停留時間為10s-300S，反應溫度為20-90°C，反應壓力為O-1OObar。
[0012](2) ε -己內酯的制備:將上述步驟(1)制備好的過氧乙酸溶液直接連續輸入至裝置的預熱區域，同時環己酮經計量泵依一定的流速連續輸入裝置的另一個并聯的預熱區域中，設置預熱溫度與反應的目標反應溫度相同，通過流量控制過氧酸與環己酮的摩爾比為(0.9-1.5): I左右，使兩股物料在開始接觸并發生化學反應之前，先預熱并達到反應預定的溫度；反應過程完成后，產物從反應器的出口流出，經冷卻后，得產物ε -己內酯溶液，經后續分離純化后得純品；，微通道反應器內反應區域的停留時間為30s-500s，反應溫度為40-100°C，反應壓力為 0-60bar。
[0013]上述反應過程可以根據工藝需要，可選擇不同通道結構特征(包括普通的圓形管道、用于增大傳熱面積的橫截面為矩形的扁管道，和具有增強傳質功能的增添節流孔板的脈沖流動型圓管道、脈沖變徑型矩形扁管道，以及Corning的Heart Cell結構的通道等等，其通道結構和特征尺寸范圍如圖3所示)的微通道反應裝置，使經預熱后的兩股物料接入微通道的兩個入口，在一系列不同的微通道反應系統的反應區域發生反應。通過控制物料在微通道反應系統中的流速，以及調節微通道反應系統的反應通道長度，可精確控制物料在反應區域所需的停留時間，使反應物在微通道系統中同時進行充分的接觸、混合和反應。
[0014]相關工藝操作說明:本發明提供的在連續流微通道反應器中以連續反應方式進行過氧乙酸的合成并進而氧化環己酮制備ε -己內酯的反應過程中，原料均通過計量泵打入微通道反應系統中，物料輸送管線上裝配有壓力表、安全閥、單向閥等。反應器通過外圍的輔助加熱冷卻液體熱媒循環設備來精確調節反應所需的溫度，通過安裝在微通道線路上的熱電偶測得反應的實際溫度。在反應過程中，通過調節計量泵的流量來改變原料及氧化劑的摩爾比，反應體系內的壓力通過壓力表實時監控測得。原料在微通道反應器內先分別進行預熱，然后混合反應，在經過一定的(幾十秒至幾分鐘)停留時間后，在出料口得到反應產物。
[0015]本發明涉及的微通道反應系統由若干一定長度的微通道反應單元組裝而成，以完成反應物料的預熱、特定停留時間控制下的反應、反應后期的淬滅等。預熱單元根據反應物料種類的數量設置對應數量的并聯單元，全部預熱單元的出口都匯集到后續反應區域的同一個進口混合區域中。根據微通道反應裝置材質的不同，反應裝置中的操作壓力可在O-1OObar變化。對于本發明中采用的Corning的Heart Cel I結構的微通道反應裝置,則由多塊Corning微通道反應模塊組裝而成，按結構分為直流型通道模塊與增強混合型通道模塊。該模塊的材質可以選用特種玻璃、陶瓷、單晶硅、涂有耐腐涂層的不銹鋼或金屬合金、聚四氟乙烯等。反應系統可防腐耐壓，耐壓能力視材質不同而不同，系統中反應最大安全壓力為 15-30bar。
[0016]本發明中涉及的各種微通道反應裝備的材質可采用鐵、鈦、銅等金屬材料，以及不銹鋼、鈦合金、銅合金、哈氏合金等金屬復合材料，或者表面涂覆有惰性防腐層的上述金屬材料，以及單晶硅、玻璃、陶瓷、碳復合材料、聚四氟乙烯(PTFE)、聚全氟烷氧基樹脂(PFA)等。耐壓能力視材質不同而不同，反應系統的操作壓力可在O-1OObar范圍內變化。
[0017]本發明與現有技術相比較有以下主要特點:
1、本發明采用連續操作的微通道連續流反應器，反應時間從傳統的數小時縮短到幾十秒至幾分鐘，顯著提高了反應效率。
[0018]2、所采用的反應設備微通道反應器內可加強傳質、傳熱性能，保持反應溫度恒定，避免飛溫現象，減少副產物的產生，同時提高了反應過程的安全性。
[0019]
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]圖1為本發明環己酮氧化制備ε -己內酯反應工藝流程圖。
[0021]圖2為本發明所使用的連續流微通道反應器裝置圖。
[0022]1.原料A 2.原料B 3.計量泵A 4.計量泵B 5.預熱區A 6.預熱區B 7.反應區8.淬滅區9.產物收集器。
[0023]圖3中a為普通圓管道微通道的結構及其特征尺寸，b為矩形扁管道微通道的結構及其特征尺寸；c為內置節流孔板的脈沖圓管道微通道的結構及其特征尺寸；d為串聯圓餅式脈沖變徑型矩形扁管道微通道的結構及其特征尺寸；e為串聯斜方餅式脈沖變徑型矩形扁管道微通道的結構及其特征尺寸；f為增強混合型串聯圓餅式矩形扁管道微通道的結構及其特征尺寸；g為增強混合型串聯斜方餅式矩形扁管道微通道的結構及其特征尺寸；h為Corning的Heart Cell結構微通道的結構及其特征尺寸。
[0024]【具體實施方式】
[0025]下面通過實施例對本發明作進一步說明，但并不因此而限制本發明的內容。
[0026]下列實施例系根據本發明方法的要求在微反應器中進行 。
[0027]實施例1
(I)裝置:微通道反應裝置微通道采用普通圓管道(圖3-a所示)，材質為PFA，通道特征尺寸為2.0_。參照圖1所示的本發明的工藝流程，搭建如圖2的微通道反應裝置。
[0028](2)過氧酸制備:設定計量泵A和計量泵B的質量流速比為乙酸酐:30%過氧化氫=1.0:1，在兩股物料充分預熱后，進入微通道反應器的反應區中進行混合反應，設定反應溫度為20°c，通過調節計量泵的流量及微通道的長度來控制反應物料的停留時間為10s，從微通道反應系統的出口處收集物料，即可獲得質量分數為15.5%的過氧乙酸。
[0029](3) ε -己內酯的制備:重新根據ε -己內酯的合成反應工藝需要調整微通道反應裝置的預熱區、反應區、淬滅區的配置方案，調節微通道的通道長度。將上述制備的過氧酸溶液通過計量泵A輸入裝置的預熱區域Α，原料環己酮通過泵B輸入裝置的預熱區域B，在兩股物料分別充分預熱后，進入反應區中進行混合反應。在設定的溫度40°C下混合反應，過氧酸與環己酮的摩爾比為0.9:1。通過調節泵的流量來控制反應物料的停留時間為30s，氧化產物從出口連續出料，收集到產品收集器中，產物經過GC分析，原料環己酮轉化率為30.5%，ε -己內酯選擇性為90.2 %。
[0030]實施例2
(I)裝置:微通道反應裝置微通道采用矩形扁管道(圖3-b所示)，材質為不銹鋼，通道特征尺寸a=2.0mm, b=2.0mm (a為通道流通寬度，b為通道流通厚度)。參照圖1所示的本發明的工藝流程，搭建如圖2的微通道反應裝置。
[0031](2)過氧酸制備:設定計量泵A和計量泵B的質量流速比為乙酸酐:50%過氧化氫=1.2:1，在兩股物料充分預熱后，進入微通道反應器的反應區中進行混合反應，設定反應溫度為40°C，通過調節泵的流量來控制反應物料的停留時間為100s，從微通道反應系統的出口處收集物料，即為質量分數為18.7%的過氧乙酸。
[0032](3) ε -己內酯的制備:重新根據ε -己內酯的合成反應工藝需要調整微通道反應裝置的預熱區、反應區、淬滅區的配置方案，調節微通道的通道長度。將上述制備的過氧酸溶液通過計量泵A輸入裝置的預熱區域Α，原料環己酮通過泵B輸入裝置的預熱區域B，在兩股物料分別充分預熱后，進入反應區中進行混合反應。在設定的溫度70°C下混合反應，過氧酸與環己酮的摩爾比為1.1:1。通過調節泵的流量來控制反應物料的停留時間為200s，氧化產物從出口連續出料，收集到產品收集器中，產物經過GC分析，原料環己酮轉化率為58.3%，ε -己內酯選擇性為91.5 %。
[0033]實施例3
Cl)裝置:微通道反應裝置微通道采用內置節流孔板的脈沖圓管道微通道(圖3-c所示)，材質為玻璃，通道特征尺寸(6^=3.0mm, Φ2=1.0mm, ( O1為圓管道的主通道流通直徑，巾2為圓管道中節流孔板的限流小孔的流通直徑)。參照圖1所示的本發明的工藝流程，搭建如圖2的微通道反應裝置。
[0034](2)過氧酸制備:設定計量泵A和計量泵B的質量流速比為乙酸酐:50%過氧化氫=1.5:1，在兩股物料充分預熱后，進入微通道反應器的反應區中進行混合反應，設定反應溫度為40°C，通過調節計量泵的流量及微通道的長度來控制反應物料的停留時間為180s，從微通道反應系統的出口處收集物料，即為質量分數為20.2%的過氧乙酸。
[0035](3) ε -己內酯的制備:重新根據ε -己內酯的合成反應工藝需要調整微通道反應裝置的預熱區、反應區、淬滅區的配置方案，調節微通道的通道長度。將上述制備的過氧酸溶液通過計量泵A輸入裝置的預熱區域Α，原料環己酮通過泵B輸入裝置的預熱區域B，在兩股物料分別充分預熱后，進入反應區中進行混合反應。在設定的溫度50°C下混合反應，過氧酸與環己酮的摩爾比為1.1:1。通過調節泵的流量來控制反應物料的停留時間為150s，氧化產物從出口連續出料，收集到產品收集器中，產物經過GC分析，原料環己酮轉化率為50.9%，ε -己內酯選擇性為92.5%。
[0036]實施例4
(I)裝置:微通道反應裝置微通道采用串聯圓餅式脈沖變徑型矩形扁管道微通道(圖3_d所示),材質為PFA,通道特征尺寸a=2.0mm, b=6.0mm, c=l.0mm (a為串聯圓餅式微通道最窄處的通道寬度，b為最寬處的通道寬度，c為通道厚度)。參照圖1所示的本發明的工藝流程，搭建如圖2的微通道反應裝置。
[0037](2)過氧酸制備:設定計量泵A和計量泵B的質量流速比為乙酸酐:50%過氧化氫=1.3:1，在兩股物料充分預熱后，進入微通道反應器的反應區中進行混合反應，設定反應溫度為30°C，通過調節計量泵的流量及微通道的長度來控制反應物料的停留時間為200s，從微通道反應系統的出口處收集物料，即為質量分數為22.7%的過氧乙酸。
[0038](3) ε -己內酯的制備:重新根 據ε -己內酯的合成反應工藝需要調整微通道反應裝置的預熱區、反應區、淬滅區的配置方案，調節微通道的通道長度。將上述制備的過氧酸溶液通過計量泵A輸入裝置的預熱區域Α，原料環己酮通過泵B輸入裝置的預熱區域B，在兩股物料分別充分預熱后，進入反應區中進行混合反應。在設定的溫度50°C下混合反應，過氧酸與環己酮的摩爾比為1.0:1。通過調節泵的流量來控制反應物料的停留時間為155s，氧化產物連續從出口出料，收集到產品收集器中，產物經過GC分析，原料環己酮轉化率為60.4%, ε -己內酯選擇性為95.5%。
[0039]實施例5
(I)裝置:微通道反應裝置微通道采用串聯斜方餅式脈沖變徑型矩形扁管道微通道(圖3-e所示),材質為聚四氟乙烯,通道特征尺寸a=2.0mm,b=5.0mm, c=l.0mm (a為串聯串聯斜方餅式微通道最窄處的通道寬度，b為最寬處的通道寬度，c為通道厚度)。參照圖1所示的本發明的工藝流程，搭建如圖2的微通道反應裝置。
[0040](2)過氧酸制備:設定計量泵A和計量泵B的質量流速比為乙酸酐:70%過氧化氫=1.4:1，在兩股物料充分預熱后，進入微通道反應器的反應區中進行混合反應，設定反應溫度為30°C，通過調節計量泵的流量及微通道的長度來控制反應物料的停留時間為300s，從微通道反應系統的出口處收集物料，即為質量分數為23.4%的過氧乙酸。
[0041](3) ε -己內酯的制備:重新根據ε -己內酯的合成反應工藝需要調整微通道反應裝置的預熱區、反應區、淬滅區的配置方案，調節微通道的通道長度。將上述制備的過氧酸溶液通過計量泵A輸入裝置的預熱區域Α，原料環己酮通過泵B輸入裝置的預熱區域B，在兩股物料分別充分預熱后，進入反應區中進行混合反應。在設定的溫度70°C下混合反應，過氧酸與環己酮的摩爾比為1.5:1。通過調節泵的流量來控制反應物料的停留時間為500s，氧化產物從出口連續出料，收集到產品收集器中，產物經過GC分析，原料環己酮轉化率為90.4%, ε -己內酯選擇性為98.6%。
[0042]實施例6
(I)裝置:微通道反應裝置微通道采用增強混合型串聯圓餅式矩形扁管道微通道(圖3_f所示)，材質為聚四氟乙烯，通道特征尺寸a=l.5mm,b=6.0mm, c=l.0mm (a為增強混合型串聯圓餅式微通道最窄處的通道寬度，b為最寬處的通道寬度，c為通道厚度)。參照圖1所示的本發明的工藝流程，搭建如圖2的微通道反應裝置。
[0043](2)過氧酸制備:設定計量泵A和計量泵B的質量流速比為乙酸酐:70%過氧化氫=1.0:1，在兩股物料充分預熱后，進入微通道反應器的反應區中進行混合反應，設定反應溫度為40°c，通過調節計量泵的流量及微通道的長度來控制反應物料的停留時間為240s，從微通道反應系統的出口處收集物料，即為質量分數為21.1%的過氧乙酸。
[0044](3) ε -己內酯的制備:重新根據ε -己內酯的合成反應工藝需要調整微通道反應裝置的預熱區、反應區、淬滅區的配置方案，調節微通道的通道長度。將上述制備的過氧酸溶液通過計量泵A輸入裝置的預熱區域Α，原料環己酮通過泵B輸入裝置的預熱區域B，在兩股物料分別充分預熱后，進入反應區中進行混合反應。在設定的溫度50°C下混合反應，過氧酸與環己酮的摩爾比為1.1:1。通過調節泵的流量來控制反應物料的停留時間為300s，氧化產物從出口連續出料，收集 到產品收集器中，產物經過GC分析，原料環己酮轉化率為75.4%，ε -己內酯選擇性為92.2%。
[0045]實施例7
(I)裝置:微通道反應裝置微通道采用增強混合型串聯斜方餅式矩形扁管道微通道(圖3_g所示)，材質為PFA,通道特征尺寸a=l.5mm, b=6.0mm, c=l.0mm (a為增強混合型串聯斜方餅式微通道最窄處的通道寬度，b為最寬處的通道寬度，c為通道厚度)。參照圖1所示的本發明的工藝流程，搭建如圖2的微通道反應裝置。
[0046](2)過氧酸制備:設定計量泵A和計量泵B的質量流速比為乙酸酐:70%過氧化氫=1.4:1，在兩股物料充分預熱后，進入微通道反應器的反應區中進行混合反應，設定反應溫度為40°C，通過調節計量泵的流量及微通道的長度來控制反應物料的停留時間為180s，從微通道反應系統的出口處收集物料，即為質量分數為21.1%的過氧乙酸。
[0047](3) ε -己內酯的制備:重新根據ε -己內酯的合成反應工藝需要調整微通道反應裝置的預熱區、反應區、淬滅區的配置方案，調節微通道的通道長度。將上述制備的過氧酸溶液通過計量泵A進入裝置的預熱區域Α，原料環己酮通過泵B進入裝置的預熱區域B，在兩股物料分別充分預熱后，進入反應區中進行混合反應。在設定的溫度80°C下混合反應，過氧酸與環己酮的摩爾比為1.3:1。通過調節泵的流量來控制反應物料的停留時間為400s，氧化產物從出口連續出料，收集到產品收集器中，產物經過GC分析，原料環己酮轉化率為85.4%，ε -己內酯選擇性為92.2%。
[0048]實施例8
(I)裝置:微通道反應裝置微通道采用Corning的Heart Cell結構微通道(圖3_h所示)，材質為玻璃，通道特征尺寸a=l.0mm, b=6.0mm, c=l.0mm Ca為脈沖變徑矩形通道最窄處的通道寬度，b為最寬處的通道寬度，c為通道厚度)。參照圖1所示的本發明的工藝流程，搭建如圖2的微通道反應裝置。[0049](2)過氧酸制備:設定計量泵A和計量泵B的質量流速比為乙酸酐:95%過氧化氫=2.0:1，在兩股物料充分預熱后，進入微通道反應器的反應器中進行混合反應，設定反應溫度為90°C，通過調節計量泵的流量及微通道的長度來控制反應物料的停留時間為300s，從微通道反應系統的出口處收集物料，即為質量分數為35.1%的過氧乙酸。
[0050](3) ε -己內酯的制備:重新根據ε -己內酯的合成反應工藝需要調整微通道反應裝置的預熱區、反應區、淬滅區的配置方案，調節微通道的通道長度。將上述制備的過氧酸溶液通過計量泵A進入裝置的預熱區域Α，原料環己酮通過泵B輸入裝置的預熱區域B，在兩股物料分別充分預熱后，進入反應區中進行混合反應。在設定的溫度100°C下混合反應，過氧酸與環己酮的摩爾比為1.5:1。通過調節泵的流量來控制反應物料的停留時間為500s,氧化產物從出口連續出料，收集到產品收集器中，產物經過GC分析，原料環己酮轉化率為95.0%，ε -己內酯選 擇性為98.2%。
【權利要求】
1.一種由環己酮經過氧酸氧化合成ε-己內酯的連續反應工藝方法，其特征在于按照下述步驟進行: (1)過氧乙酸的制備:采用連續方式操作，將過氧化氫和乙酸酐按照一定比例，經計量泵打入微通道反應裝置；在兩股物料開始進行反應之前，它們分別被輸入到微通道反應系統的不同預熱區域中，設置預熱溫度與反應的目標反應溫度相同，使兩股物料在開始接觸并發生化學反應之前，先預熱并達到反應預定的溫度；反應過程完成后，產物從微通道反應器的出口流出，得到過氧乙酸溶液；其中過氧化氫水溶液中過氧化氫的質量濃度為30%-95%，乙酸酐與過氧化氫的摩爾比在(1.0-2.0):1，物料在微通道反應器內反應區域的停留時間為10s-300S，反應溫度為20-90°C，反應壓力為O-1OObar ； (2)ε -己內酯的制備:將上述步驟(1)制備好的過氧乙酸溶液直接連續輸入至裝置的預熱區域，同時環己酮經計量泵依一定的流速連續輸入裝置的另一個并聯的預熱區域中，設置預熱溫度與反應的目標反應溫度相同，通過流量控制過氧酸與環己酮的摩爾比為(0.9-1.5): I左右，使兩股物料在開始接觸并發生化學反應之前，先預熱并達到反應預定的溫度；反應過程完成后，產物從反應器的出口流出，經冷卻后，得產物ε -己內酯溶液，經后續分離純化后得純品；，微通道反應器內反應區域的停留時間為30s-500s，反應溫度為40-100°C，反應壓力為 0-60bar。
2.根據權利要求1所述的一種由環己酮經過氧酸氧化合成ε-己內酯的連續反應工藝方法，其特征在于根據工藝需要，通道結構特征為普通的圓形管道、用于增大傳熱面積的橫截面為矩形的扁管道、具有增強傳質功能的增添節流孔板的脈沖流動型圓管道、脈沖變徑型矩形扁管道，或Corning的Heart Cell結構的通道，的微通道反應裝置，使經預熱后的兩股物料接入微通道的兩個入口，在一系列不同的微通道反應系統的反應區域發生反應；通過控制物料在微通道反應系統中的流速，以及調節微通道反應系統的反應通道長度，可精確控制物料在反應區域所需 的停留時間，使反應物在微通道系統中同時進行充分的接觸、混合和反應。
3.根據權利要求1所述的一種由環己酮經過氧酸氧化合成ε-己內酯的連續反應工藝方法，其特征在于根據微通道反應裝置材質的不同，反應裝置中的操作壓力為O-lOObar。
4.根據權利要求1所述的一種由環己酮經過氧酸氧化合成ε-己內酯的連續反應工藝方法，其特征在于微通道反應裝備的材質為鐵、鈦、銅，不銹鋼、鈦合金、銅合金、哈氏合金，或者表面涂覆有惰性防腐層的上述金屬材料，以及單晶硅、玻璃、陶瓷、碳復合材料、聚四氟乙烯、聚全氟烷氧基樹脂；耐壓能力視材質不同而不同，反應系統的操作壓力可在O-1OObar范圍內變化。
【文檔編號】B01J19/00GK103539770SQ201310465262
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年10月8日 優先權日:2013年10月8日
【發明者】嚴生虎, 韓玲玲, 張躍, 沈介發, 劉建武 申請人:常州大學