一種4，4-二甲基-1，3-二氧六環(huán)的合成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及到化學(xué)中間體的合成，具體指一種4,4-二甲基-1，3-二氧六環(huán)的合成 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 異戊二烯是一種重要的化工原料，可從裂解碳五餾分中分離得到，也可通過化學(xué) 合成獲得。
[0003] 合成異戊二烯的方法主要有兩種：一是脫氫法，即以異戊烷或異戊烯為原料通過 催化脫氫生成異戊二烯。有異戊烷兩步脫氫方法和一步脫氫法。另一是烯醛法，即以異丁 烯或含有異丁烯的碳四餾分或叔丁醇、甲醛為原料，先合成中間體4,4-二甲基-1，3-二氧 六環(huán)，簡稱DMD，然后DMD分解獲得異戊二烯。烯醛法又分氣相烯醛法和液相烯醛法。氣相 稀醛法是采用雜多酸催化劑，氣態(tài)異丁烯與甲醛通過催化劑床層反應(yīng)生成中間體DMD，然后 將中間體分離出來，分解獲得異戊二烯。液相法是碳四餾分、叔丁醇與甲醛在強(qiáng)酸水溶液中 反應(yīng)生成中間體DMD，然后將中間體DMD在強(qiáng)酸水溶液中分解獲得異戊二烯。
[0004] 液相法所使用的反應(yīng)器主要有帶攪拌的釜式反應(yīng)器、列管式反應(yīng)器和中空內(nèi)加盤 管式；這兩種形式所共同的特點都是順流操作，即各物料在反應(yīng)器中同向流動，通常是由反 應(yīng)器底部向頂部流動，也有的從頂部向底部流動。然而，由于反應(yīng)器中的水相物料與油相物 料的密度不同，兩相物料在反應(yīng)器中的流動速度是不同的：當(dāng)從底部向頂部流動時，油相流 動比水相快，從而油相在反應(yīng)器中的實際停留時間要短于水相停留時間；反過來，當(dāng)從頂部 向底部流動時，水相流動比油相流動快，油相在反應(yīng)器中的實際停留時間要長于水相停留 時間。并且，這種油相與水相在反應(yīng)器中的停留時間，是不受操作控制的，導(dǎo)致反應(yīng)不完全、 副產(chǎn)高、產(chǎn)物收率低，反應(yīng)結(jié)果不理想。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的現(xiàn)狀提供一種反應(yīng)轉(zhuǎn)化率高、反應(yīng) 更徹底的異戊二烯中間體4,4-二甲基-1，3-二氧六環(huán)的合成方法。
[0006] 本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：該溫度為80-90°C的磷酸溶液從 位于上填料區(qū)和第一中間填料區(qū)之間的上部入口進(jìn)入反應(yīng)器，在反應(yīng)器內(nèi)自上而下依次流 經(jīng)第一中間填料區(qū)、第二中間填料區(qū)和下填料區(qū)；
[0007] 溫度為80-90°C的甲醛從位于第一中間填料區(qū)和第二中間填料區(qū)之間的第一中間 入口進(jìn)入反應(yīng)器；甲醛溶于水相中，隨水相一起自上而下依次流經(jīng)第二中間填料區(qū)和下填 料區(qū)；
[0008] 溫度為80-90°C的叔丁醇從位于第二中間填料區(qū)和下填料區(qū)之間的第二中間入口 進(jìn)入反應(yīng)器；溫度為70-75Γ的異丁烯從位于下填料區(qū)下方的下部入口進(jìn)入反應(yīng)器，自下 填料區(qū)向上流動；
[0009] 叔丁醇即能溶于水相，也能溶于異丁烯油相，叔丁醇在反應(yīng)器內(nèi)一部分溶于水相 隨水相從上向下流動，一部分隨油相從下向上流動；
[0010] 異丁烯與磷酸溶液、叔丁醇和甲醛溶液在反應(yīng)器內(nèi)逆流接觸，在各填料區(qū)內(nèi)發(fā)生 反應(yīng)，生成4,4_二甲基-1，3-二氧六環(huán)油相，即第一次產(chǎn)物；第一次產(chǎn)物上升，上升過程 中夾帶的未反應(yīng)原料進(jìn)入緩沖填料區(qū)，未反應(yīng)物料在緩沖填料區(qū)內(nèi)進(jìn)一步反應(yīng)，生成的4， 4-二甲基-1，3-二氧六環(huán)第二次產(chǎn)物，第二次產(chǎn)物與第一次產(chǎn)物一起上升，進(jìn)入位于上填 料區(qū)上方的上緩沖區(qū)，油相從上緩沖區(qū)內(nèi)的物料出口排出；
[0011] 反應(yīng)過程中，產(chǎn)生的液相產(chǎn)物下行，進(jìn)入位于下填料區(qū)下方的下緩沖區(qū)內(nèi)，從底部 的水相出口排出；
[0012] 控制反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)溫度為70~130°C，反應(yīng)壓力為1.7~2. 3MPa，異丁烯與叔丁 醇的摩爾比為0. 5~3,異丁烯與叔丁醇的摩爾數(shù)之和與甲醛的摩爾比為1~6,無機(jī)物與 有機(jī)物的重量比為1-3,磷酸質(zhì)量占原料總質(zhì)量的百分比為2~8%，異丁烯在反應(yīng)器內(nèi)的 停留時間為0. 5~2小時。停留時間的確定與反應(yīng)溫度有關(guān)，反應(yīng)溫度高，則停留時間短， 反應(yīng)溫度低，則停留時間相對較長。
[0013] 或者，該4,4-二甲基-1，3-二氧六環(huán)的合成方法，其特征在于包括下述步驟：
[0014] 溫度為80_90°C的磷酸溶液從位于上填料區(qū)和第一中間填料區(qū)之間的上部入口進(jìn) 入反應(yīng)器，在反應(yīng)器內(nèi)自上而下依次流經(jīng)第一中間填料區(qū)、第二中間填料區(qū)和下填料區(qū)；
[0015] 溫度為80-90°C的甲醛和溫度為80-90°C的叔丁醇從位于第二中間填料區(qū)和下填 料區(qū)之間的第二中間入口進(jìn)入反應(yīng)器；
[0016] 溫度為70-75Γ的異丁烯從位于下填料區(qū)下方的下部入口進(jìn)入反應(yīng)器，自下填料 區(qū)向上流動；
[0017] 反應(yīng)器內(nèi)，磷酸和甲醛隨水相從上向下流動，依次流經(jīng)對應(yīng)進(jìn)料口下方的填料區(qū)， 異丁烯在反應(yīng)器內(nèi)自下填料區(qū)向上流動，依次流經(jīng)異丁烯入口上方的各填料區(qū)；叔丁醇在 反應(yīng)器內(nèi)一部分溶于水相，隨水相一起向下流動，一部分溶于油相，隨油相一起向上流動；
[0018] 異丁烯與磷酸溶液、部分叔丁醇和甲醛溶液在反應(yīng)器內(nèi)逆流接觸，在各填料區(qū)內(nèi) 發(fā)生反應(yīng)，生成4,4_二甲基-1，3-二氧六環(huán)油相，即第一次產(chǎn)物；第一次產(chǎn)物上升，上升 過程中夾帶的未反應(yīng)原料進(jìn)入上填料區(qū)，未反應(yīng)物料在上填料區(qū)內(nèi)進(jìn)一步反應(yīng)，生成的4， 4-二甲基-1，3-二氧六環(huán)第二次產(chǎn)物，第二次產(chǎn)物與第一次產(chǎn)物一起上升，進(jìn)入位于上填 料區(qū)上方的上緩沖區(qū)，油相從上緩沖區(qū)內(nèi)的物料出口排出；
[0019] 反應(yīng)過程中，產(chǎn)生的水相產(chǎn)物隨水相下行，進(jìn)入位于下填料區(qū)下方的下緩沖區(qū)內(nèi)， 從底部的水相出口排出；
[0020] 控制反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)溫度為70~130°C，反應(yīng)壓力為1. 7~2. 3MPa，異丁烯與叔丁 醇的摩爾比為0. 5~3,異丁烯和叔丁醇的摩爾數(shù)之和與甲醛的摩爾比為1~6,無機(jī)物與 有機(jī)物的重量比為1-3,磷酸質(zhì)量占進(jìn)料總質(zhì)量的百分比為2~8%，異丁烯在反應(yīng)器內(nèi)的 停留時間為0. 5~2小時。
[0021] 或者，該4,4-二甲基-1，3-二氧六環(huán)的合成方法，其特征在于包括下述步驟：
[0022] 溫度為80-90°C的磷酸溶液和溫度為80-90°C的甲醛溶液從位于上填料區(qū)和第一 中間填料區(qū)之間的上部入口進(jìn)入反應(yīng)器，在反應(yīng)器內(nèi)自上而下依次流經(jīng)第一中間填料區(qū)、 第二中間填料區(qū)和下填料區(qū)；
[0023] 溫度為80_90°C的叔丁醇從位于第一中間填料區(qū)和第二中間填料區(qū)的第二中間入 口進(jìn)入反應(yīng)器；
[0024] 溫度為70-75Γ的異丁烯從位于下填料區(qū)下方的下部入口進(jìn)入反應(yīng)器；
[0025] 磷酸溶液和甲醛在反應(yīng)器內(nèi)自上向下流動；叔丁醇在反應(yīng)器內(nèi)一部分溶于水相 隨水相一起從上向下流動，一部分溶于油相隨油相一起從下向上流動；異丁烯在反應(yīng)器內(nèi) 自下向上流動，與磷酸溶液、叔丁醇和甲醛溶液在反應(yīng)器內(nèi)逆流接觸，在各填料區(qū)內(nèi)發(fā)生反 應(yīng)，生成4,4-二甲基-1，3-二氧六環(huán)油相，即第一次產(chǎn)物；第一次產(chǎn)物上升，上升過程中夾 帶的未反應(yīng)原料進(jìn)入緩沖填料區(qū)，未反應(yīng)物料在緩沖填料區(qū)內(nèi)進(jìn)一步反應(yīng)，生成的4，4-二 甲基-1，3-二氧六環(huán)第二次產(chǎn)物，第二次產(chǎn)物與第一次產(chǎn)物一起上升，進(jìn)入位于上填料區(qū) 上方的上緩沖區(qū)，油相從上緩沖區(qū)內(nèi)的油相出口排出；
[0026] 反應(yīng)過程中，生成的水相產(chǎn)物下行，進(jìn)入位于下填料區(qū)下方的下緩沖區(qū)，從反應(yīng)器 底部的水相出口排出；
[0027] 上緩沖區(qū)位于反應(yīng)器的頂部，下緩沖區(qū)位于反應(yīng)器的底部；
[0028] 控制反應(yīng)溫度為