一种三氟乙氧基丙腈的制备方法与流程

1.本发明涉及三氟乙氧基丙腈制备技术领域，具体涉及一种三氟乙氧基丙腈的制备方法。


背景技术：

2.三氟乙氧基丙腈是一种高沸点、低粘度的溶剂，可应用于高能锂电池，改善其安全性能及循环性能，其可由三氟乙醇和丙烯腈加成得到。而由于三氟乙醇中三氟甲基位于醇羟基的α位，醇的酸性增加，共轭碱的碱性减弱，亲核性降低，不利于不饱和烃与醇的加成反应，三氟乙醇是一种高附加值、发展前景良好的基础含氟有机中间体，在医药、农药、染料、能源、聚合物改性等领域有着广泛的应用。在三氟乙基乙酸酯和甲醇酯交换法或1-氯-2,2，2-二氟乙烷水解法制备三氟乙醇的生产过程中，产物中有水生成,水和三氟乙醇沸点接近，两者形成最低共沸物，常规精馏难以将两者分离。针对现有技术存在以下问题：1、现有的三氟乙氧基丙腈的制备方法,反应时间长，而且收率偏低,同时涉及的催化剂生产困难，导致生产成本过高；2、现有的三氟乙氧基丙腈的制备方法,制备三氟乙醇时添加共沸剂，共沸剂毒性大，影响人体健康，并且易燃易爆，这些都对操作人员的安全和健康构成威胁，污染大。


技术实现要素：

3.为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种三氟乙氧基丙腈的制备方法，包括以下步骤，s1、制备三氟乙醇：三氟乙醇和水的混合物进入第一填料精馏塔进行分离，操作压力10kpa～50kpa,塔顶温度6℃～50℃,塔釜温度35℃～80℃，回流比1～10,塔顶馏分为三氟乙醇含量较高的三氟乙醇/水的共沸物，塔釜馏分为水,填料精馏塔塔中填料为ф3*3的θ环不锈钢填料，使用前使用0.2％的硝酸水溶液对填料表面进行处理；s2、高压处理：将三氟乙醇、丙烯腈和催化剂均匀混合后置于高压釜中，保持高压环境，高压釜中的压力为0.2mpa～5mpa，制备丙烯腈时将丙烷和氨气通过蒸汽通入到反应釜中，反应生成丙烯腈，未反应的氨吸收，丙烷和氨气通过蒸汽通入到反应釜中，反应时加入催化剂，催化剂为三氧化二铝和二氧化硅，丙烷和氨气和蒸汽反应条件为：温度：350-500℃，压力：1.5-5.0mpa，反应时间：3.5-7h，未反应的氨通过与磷酸二氢铵水溶液反应来吸收；s3、加热处理：加热高压釜中的混合物，使加热三氟乙醇和丙烯腈反应合成三氟乙氧基丙烯腈，加热温度为65℃～165℃，反应时间为1～5小时；s4、减压蒸馏：减压蒸馏去除低沸物，制得三氟乙氧基丙腈。
4.本发明技术方案的进一步改进在于：s1第一填料精馏塔的塔顶馏分进入第二填料精馏塔进行分离，回流比1～10,塔顶馏分为三氟乙醇含量较低的三氟乙醇和水的共沸物，循环至第一填料精馏塔，塔釜馏分为三氟乙醇。
5.本发明技术方案的进一步改进在于：三氟乙醇和水的混合物是三氟乙基乙酸酯和甲醇酯交换法或1-氯-2,2，2-三氟乙烷水解法制备三氟乙醇的生产过程的反应液中脱除低沸点物得到的三氟乙醇粗品。
6.本发明技术方案的进一步改进在于：s2催化剂为醋酸盐和有机碱类的一种或多种混合物，三氟乙醇和丙烯腈物质的量比为1:1，所述催化剂用量为1％～10％，催化剂用量为3.5％～8％。
7.本发明技术方案的进一步改进在于：将三氟乙醇、丙烯腈以1:1的物质的量比加入高压釜中，再加入6％总质量的三乙胺；盖上釜盖，升温至135℃，此时压力1.5mpa，反应3.5小时，压力逐渐减少,冷却后倒出，减压蒸馏得产物三氟乙氧基丙腈,测量三氟乙氧基丙腈的含量，并计算收率。
8.本发明技术方案的进一步改进在于：多次重复以上步骤，得到多组含量值和收率值求多次测量的平均值。
9.由于采用了上述技术方案，本发明相对现有技术来说，取得的技术进步是：本发明提供一种三氟乙氧基丙腈的制备方法，通过高压处理的作用下，将三氟乙醇、丙烯腈和催化剂均匀混合后置于高压釜中，保持高压环境,将三氟乙醇、丙烯腈和催化剂在高压环境下反应，制得三氟乙氧基丙腈；具有反应时间短，收率高的优点；而且使用的催化剂，成本低廉，能够有效降低三氟乙氧基丙腈的生产成本。
10.本发明提供一种三氟乙氧基丙腈的制备方法，通过制备三氟乙醇的作用下，三氟乙醇和水的混合物是三氟乙基乙酸酯和甲醇酯交换法或1-氯-2,2，2-三氟乙烷水解法制备三氟乙醇的生产过程的反应液中脱除低沸点物得到的三氟乙醇粗品,产品中不含共沸剂，不会对三氟乙醇在医药和清洗剂方面的应用造成影响,产品纯度高于共沸精馏，可高达99.99％,不使用有毒易燃易爆的有机溶剂，不会对操作人员的安全和健康构成威胁,废水中有机物含量不超过0.2％，污染小。
附图说明
11.图1为本发明的一种三氟乙氧基丙腈的制备方法的流程结构示意图。
实施方式
12.下面结合实施例对本发明做进一步详细说明：
实施例
13.如图1所示，本发明提供了一种三氟乙氧基丙腈的制备方法,包括以下步骤，s1、制备三氟乙醇：三氟乙醇和水的混合物进入第一填料精馏塔进行分离，操作压力10kpa～50kpa,塔顶温度6℃～50℃,塔釜温度35℃～80℃，回流比1～10,塔顶馏分为三氟乙醇含量较高的三氟乙醇/水的共沸物，塔釜馏分为水,填料精馏塔塔中填料为ф3*3的θ环不锈钢填料，使用前使用0.2％的硝酸水溶液对填料表面进行处理；s2、高压处理：将三氟乙醇、丙烯腈和催化剂均匀混合后置于高压釜中，保持高压环境，高压釜中的压力为0.2mpa～5mpa，制备丙烯腈时将丙烷和氨气通过蒸汽通入到反应釜中，反应生成丙烯腈，未反应的氨吸收，丙烷和氨气通过蒸汽通入到反应釜中，反应时加
入催化剂，催化剂为三氧化二铝和二氧化硅，丙烷和氨气和蒸汽反应条件为：温度：350-500℃，压力：1.5-5.0mpa，反应时间：3.5-7h，未反应的氨通过与磷酸二氢铵水溶液反应来吸收；s3、加热处理：加热高压釜中的混合物，使加热三氟乙醇和丙烯腈反应合成三氟乙氧基丙烯腈，加热温度为65℃～165℃，反应时间为1～5小时；s4、减压蒸馏：减压蒸馏去除低沸物，制得三氟乙氧基丙腈。
14.在本实施案例中，保持高压环境,将三氟乙醇、丙烯腈和催化剂在高压环境下反应，制得三氟乙氧基丙腈；具有反应时间短，收率高的优点；而且使用的催化剂，成本低廉，能够有效降低三氟乙氧基丙腈的生产成本。
实施例
15.如图1所示，在实施例1的基础上，本发明提供一种技术方案：优选的，s1第一填料精馏塔的塔顶馏分进入第二填料精馏塔进行分离，回流比1～10,塔顶馏分为三氟乙醇含量较低的三氟乙醇和水的共沸物，循环至第一填料精馏塔，塔釜馏分为三氟乙醇,三氟乙醇和水的混合物是三氟乙基乙酸酯和甲醇酯交换法或1-氯-2,2，2-三氟乙烷水解法制备三氟乙醇的生产过程的反应液中脱除低沸点物得到的三氟乙醇粗品;s2催化剂为醋酸盐和有机碱类的一种或多种混合物，三氟乙醇和丙烯腈物质的量比为1:1，所述催化剂用量为1％～10％，催化剂用量为3.5％～8％,将三氟乙醇、丙烯腈以1:1的物质的量比加入高压釜中，再加入6％总质量的三乙胺；盖上釜盖，升温至135℃，此时压力1.5mpa，反应3.5小时，压力逐渐减少,冷却后倒出，减压蒸馏得产物三氟乙氧基丙腈,测量三氟乙氧基丙腈的含量，并计算收率,多次重复以上步骤，得到多组含量值和收率值求多次测量的平均值。
16.在本实施例中，三氟乙醇和水的混合物是三氟乙基乙酸酯和甲醇酯交换法或1-氯-2,2，2-三氟乙烷水解法制备三氟乙醇的生产过程的反应液中脱除低沸点物得到的三氟乙醇粗品,产品中不含共沸剂，不会对三氟乙醇在医药和清洗剂方面的应用造成影响,产品纯度高于共沸精馏，可高达99.99％,不使用有毒易燃易爆的有机溶剂，不会对操作人员的安全和健康构成威胁,废水中有机物含量不超过0.2％，污染小。
17.下面具体说一下该一种三氟乙氧基丙腈的制备方法的工作原理。
18.如图1所示，制备三氟乙醇：三氟乙醇和水的混合物进入第一填料精馏塔进行分离，操作压力10kpa～50kpa,塔顶温度6℃～50℃,塔釜温度35℃～80℃，回流比1～10,塔顶馏分为三氟乙醇含量较高的三氟乙醇/水的共沸物，塔釜馏分为水,填料精馏塔塔中填料为ф3*3的θ环不锈钢填料，使用前使用0.2％的硝酸水溶液对填料表面进行处理,第一填料精馏塔的塔顶馏分进入第二填料精馏塔进行分离，回流比1～10,塔顶馏分为三氟乙醇含量较低的三氟乙醇和水的共沸物，循环至第一填料精馏塔，塔釜馏分为三氟乙醇,三氟乙醇和水的混合物是三氟乙基乙酸酯和甲醇酯交换法或1-氯-2,2，2-三氟乙烷水解法制备三氟乙醇的生产过程的反应液中脱除低沸点物得到的三氟乙醇粗品,三氟乙醇和水的混合物是三氟乙基乙酸酯和甲醇酯交换法或1-氯-2,2，2-三氟乙烷水解法制备三氟乙醇的生产过程的反应液中脱除低沸点物得到的三氟乙醇粗品,产品中不含共沸剂，不会对三氟乙醇在医药和清洗剂方面的应用造成影响,产品纯度高于共沸精馏，可高达99.99％,不使用有毒易燃易爆的有机溶剂，不会对操作人员的安全和健康构成威胁,废水中有机物含量不超过0.2％，
污染小,高压处理：将三氟乙醇、丙烯腈和催化剂均匀混合后置于高压釜中，保持高压环境，高压釜中的压力为0.2mpa～5mpa,制备丙烯腈时将丙烷和氨气通过蒸汽通入到反应釜中，反应生成丙烯腈，未反应的氨吸收，丙烷和氨气通过蒸汽通入到反应釜中，反应时加入催化剂，催化剂为三氧化二铝和二氧化硅，丙烷和氨气和蒸汽反应条件为：温度：350-500℃，压力：1.5-5.0mpa，反应时间：3.5-7h，未反应的氨通过与磷酸二氢铵水溶液反应来吸收，催化剂为醋酸盐和有机碱类的一种或多种混合物，三氟乙醇和丙烯腈物质的量比为1:1，所述催化剂用量为1％～10％，催化剂用量为3.5％～8％,将三氟乙醇、丙烯腈以1:1的物质的量比加入高压釜中，再加入6％总质量的三乙胺；盖上釜盖，升温至135℃，此时压力1.5mpa，反应3.5小时，压力逐渐减少,冷却后倒出，减压蒸馏得产物三氟乙氧基丙腈,测量三氟乙氧基丙腈的含量，并计算收率,多次重复以上步骤，得到多组含量值和收率值求多次测量的平均值,加热处理：加热高压釜中的混合物，使加热三氟乙醇和丙烯腈反应合成三氟乙氧基丙烯腈，加热温度为65℃～165℃，反应时间为1～5小时,减压蒸馏：减压蒸馏去除低沸物，制得三氟乙氧基丙腈。
19.上文一般性的对本发明做了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之做一些修改或改进，这对于技术领域的一般技术人员是显而易见的。因此，在不脱离本发明思想精神的修改或改进，均在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种三氟乙氧基丙腈的制备方法，包括以下步骤，其特征在于：s1、制备三氟乙醇：三氟乙醇和水的混合物进入第一填料精馏塔进行分离，操作压力10kpa～50kpa,塔顶温度6℃～50℃,塔釜温度35℃～80℃，回流比1～10,塔顶馏分为三氟乙醇含量较高的三氟乙醇/水的共沸物，塔釜馏分为水,填料精馏塔塔中填料为ф3*3的θ环不锈钢填料，使用前使用0.2％的硝酸水溶液对填料表面进行处理；s2、高压处理：将三氟乙醇、丙烯腈和催化剂均匀混合后置于高压釜中，保持高压环境，高压釜中的压力为0.2mpa～5mpa，制备丙烯腈时将丙烷和氨气通过蒸汽通入到反应釜中，反应生成丙烯腈，未反应的氨吸收，丙烷和氨气通过蒸汽通入到反应釜中，反应时加入催化剂，催化剂为三氧化二铝和二氧化硅，丙烷和氨气和蒸汽反应条件为：温度：350-500℃，压力：1.5-5.0mpa，反应时间：3.5-7h，未反应的氨通过与磷酸二氢铵水溶液反应来吸收；s3、加热处理：加热高压釜中的混合物，使加热三氟乙醇和丙烯腈反应合成三氟乙氧基丙烯腈，加热温度为65℃～165℃，反应时间为1～5小时；s4、减压蒸馏：减压蒸馏去除低沸物，制得三氟乙氧基丙腈。2.根据权利要求1所述的一种三氟乙氧基丙腈的制备方法，其特征在于：s1第一填料精馏塔的塔顶馏分进入第二填料精馏塔进行分离，回流比1～10,塔顶馏分为三氟乙醇含量较低的三氟乙醇和水的共沸物，循环至第一填料精馏塔，塔釜馏分为三氟乙醇。3.根据权利要求2所述的一种三氟乙氧基丙腈的制备方法，其特征在于：三氟乙醇和水的混合物是三氟乙基乙酸酯和甲醇酯交换法或1-氯-2,2，2-三氟乙烷水解法制备三氟乙醇的生产过程的反应液中脱除低沸点物得到的三氟乙醇粗品。4.根据权利要求1所述的一种三氟乙氧基丙腈的制备方法，其特征在于：s2催化剂为醋酸盐和有机碱类的一种或多种混合物，三氟乙醇和丙烯腈物质的量比为1:1，所述催化剂用量为1％～10％，催化剂用量为3.5％～8％。5.根据权利要求4所述的一种三氟乙氧基丙腈的制备方法，其特征在于：将三氟乙醇、丙烯腈以1:1的物质的量比加入高压釜中，再加入6％总质量的三乙胺；盖上釜盖，升温至135℃，此时压力1.5mpa，反应3.5小时，压力逐渐减少,冷却后倒出，减压蒸馏得产物三氟乙氧基丙腈,测量三氟乙氧基丙腈的含量，并计算收率。6.根据权利要求5所述的一种三氟乙氧基丙腈的制备方法，其特征在于：多次重复以上步骤，得到多组含量值和收率值求多次测量的平均值。

技术总结
本发明公开了一种三氟乙氧基丙腈的制备方法，涉及三氟乙氧基丙腈制备技术领域，包括以下步骤，S1、制备三氟乙醇：三氟乙醇和水的混合物进入第一填料精馏塔进行分离，操作压力10kPa～50kPa,塔顶温度6℃～50℃,塔釜温度35℃～80℃，回流比1～10,塔顶馏分为三氟乙醇含量较高的三氟乙醇/水的共沸物，塔釜馏分为水；S2、高压处理；S4、减压蒸馏：减压蒸馏去除低沸物，制得三氟乙氧基丙腈。本发明制得三氟乙氧基丙腈；具有反应时间短，收率高的优点；而且使用的催化剂，成本低廉，能够有效降低三氟乙氧基丙腈的生产成本,产品中不含共沸剂，不会对三氟乙醇在医药和清洗剂方面的应用造成影响,不会对操作人员的安全和健康构成威胁。不会对操作人员的安全和健康构成威胁。不会对操作人员的安全和健康构成威胁。


技术研发人员：南从德
受保护的技术使用者：联化科技（德州）有限公司
技术研发日：2023.04.20
技术公布日：2023/7/18