烏蘭察布聚維酮K90行業(yè)

正是由于直接脫水法需要較高的溫度(350~400℃),加之如前所述,難以找到.工業(yè)化生產(chǎn)理想的脫水催化劑,所以有人提出了間接脫水法合成NVP的路線(xiàn).間接脫水法是使NHP分子內的羥基先被另一基團所取代生成一種中間產(chǎn)物,然后由這個(gè)中間產(chǎn)物發(fā)生反應生成NVP.

γ-丁內酯間接脫水法(以下簡(jiǎn)稱(chēng)間接脫水法)是相對于直接脫水法而言的,這兩種方法都是以y-丁內酯和乙醇胺為起始原料，而且與直接脫水法-樣,間接脫水法的一步也是由Y-丁內酯與乙醇胺之間進(jìn)行胺解反應生成羥乙基吡咯烷酮.不同之處在于羥乙基吡咯烷酮脫水生成NVP的方式不同,直接脫水法是在脫水催化劑的存在下,在適當的真空度和較高溫度下由NHP直接進(jìn)行分子內脫水得到NVP.

即用--種鹵代劑把α-NHP分子內的羥基轉化為鹵素,進(jìn)而使α-NHP轉變成鹵乙基吡咯烷酮,如氯乙基吡咯烷酮;三步為鹵乙基吡咯烷酮在一定條件下脫鹵生成NVP.這一方法與直接脫水法相比反應條件較為溫和,但同時(shí)也有其不足之處,就是反應步驟相對較多,工藝流程較長(cháng),使用的原料較多,副產(chǎn)物也較多,后處理工序煩瑣,會(huì )造成環(huán)境污染.就工業(yè)化而言,-丁內酯法總的來(lái)說(shuō)都存在原料價(jià)格比較昂貴、生產(chǎn)成本較高的問(wèn)題.但是,與乙炔法比較,Y-丁內酯法具有工藝流程短、設備投資小.建廠(chǎng)周期短、操作條件溫和等優(yōu)點(diǎn)，比較適合NVP的中、小型生產(chǎn)廠(chǎng)家.

顯然,取代NHP分子內經(jīng)基的基團必須滿(mǎn)足---定的條件,即既容易取代NHP分子內的羥基,又要能比較容易地從中間產(chǎn)物分子中脫去.這樣,不經(jīng)過(guò)NHP的直接催化脫水,而是通過(guò)另外一種中間產(chǎn)物在較溫和的條件下同樣達到由NHP分子脫水生成產(chǎn)物NVP的目的,同時(shí)達到較高的產(chǎn)物收率,所以被稱(chēng)為間接脫水法.間接脫水法根據取代NHP分子內羥基基團的不同,又可分為鹵代法、乙酐法等.鹵代法是間接脫水法中被研究較好的主要方法,其方法要點(diǎn)是:用--種鹵代劑與NHP反應生成鹵代乙基吡咯烷酮,然后由鹵代乙基吡咯烷酮的熱反應得到產(chǎn)物NVP.

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PVP在水中的溶解度只受溶解后形成溶液黏度的限制,室溫下PVP在其中溶解度超過(guò)10%的溶劑有:·醇類(lèi):甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、丁醇、異丁醇、戊醇、環(huán)己醇、苯酚、乙二醇,丙二醇、丁二醇、甘油.·醚類(lèi):甲基丁基醚、冠醚.·醇-醚類(lèi):乙二醇醚、二甘醇、三甘醇、1,6-己二.醇、聚乙二醇200.聚乙二醇400、硫醚．·羧酸類(lèi):甲酸、乙酸丙酸、丙烯酸.·內酯類(lèi):y-丁內酯.·酯類(lèi):乳酸乙酯、乙酸乙烯酯.

對設備要求高、工藝流程長(cháng)、設備投資龐大,只適用于大型生產(chǎn)而不適合興建中、小型生產(chǎn)廠(chǎng)家,所以到目前為止只有德國的BASF和美國的ISP公司使用該工藝生產(chǎn)NVP及PVP產(chǎn)品。間接脫水法反應歷程，從有關(guān)直接脫水法研究工作的報道來(lái)看,a-NHP的催化脫水反應相對來(lái)說(shuō)需要較苛刻的條件,產(chǎn)物的收率往往較低,而且難以得到滿(mǎn)足工業(yè)化生產(chǎn)要求的脫水催化劑,所以就產(chǎn)生了間接脫水法.間接脫水法反應歷程主要分三步進(jìn)行:一步與直接脫水法的一步相同,為r丁內酯與乙醇胺進(jìn)行胺解反應得到α-NHP;二步是a-NHP的鹵代反應。

鹵代經(jīng)類(lèi):四氯化碳、氯苯.·酮類(lèi):丙酮、2-丁酮、環(huán)己酮.·酯類(lèi):乙酸乙酯、乙酸異丁酯.從上面列出的PVP在溶劑中的溶解情況可以總結出-一-般性的規律:較易溶解于極性較強的溶劑,而相對較難溶解于弱極性或非極性的溶劑.分子量對PVP的溶解度有的影響,PVP-K,,和PVP-Ko在水、乙醇、環(huán)已烷中的溶解度。PVP的增溶性是PVP的另-一重要的溶液特性.

在鹵代法中, 重要的是鹵代劑的選擇,不少研究工作證明,氯化亞飆(SOC1,)可作為鹵代劑129},用SOCI。先是羥乙基吡咯烷酮在溶劑苯中與SOCl,發(fā)生鹵代反應生成氯乙基吡咯烷酮,然后用KOH或甲醇鈉作催化劑脫去一分子氯化氫生成NVP,反應的實(shí)施過(guò)程如下:( 1 )NHP和苯按重量比1:0.5~0.8加人三頸燒瓶中,再把燒瓶置于加有冰塊的超級恒水浴中,邊攪拌,邊由滴液漏斗滴加入重量為NHPO.83倍的SOCl ,控制速度使體系溫度不大于35℃為宜(因為羥乙基吡咯烷酮與SOCl之間的反應為強放熱反應),滴加完畢后繼續攪拌4h,此時(shí)NHP的轉化率已達90%以上,將反應裝置接到SO。

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該反應的反應速率除受催化劑本身活性大小和宏觀(guān)物性的影響外,還受傳質(zhì)傳熱等因素的影響.氣液兩相反應時(shí),原料丁炔二醇的濃度對反應轉化率的影響的,在固定氫氣壓力和流速的情況下,丁炔二醇濃度較低,可以得到較高的轉化率,但是設備利用率,而且會(huì )造成原料H的大量浪費,尤其是前一種情況,在工業(yè)化設計時(shí)是必須要考慮的因素.如果選擇高濃度的丁炔二醇溶液,轉化率,而要得到高的轉化率,就要延長(cháng)通H的時(shí)間和增加通H,的循環(huán)次數.更重要的一點(diǎn)是,從式(3.17)可以看出,丁炔二醇催化加氫是-個(gè)強放熱反應.顯而易見(jiàn),丁炔二醇的濃度越大,體系放出的熱量就越多,以至于不易排出,造成操作上的不便.