背景及概述
氘代乙醇又稱乙醇-d6，可用于制備氘代乙烯。氘代乙烯(C2H4)是一種具備特殊功能的特種同位素氣體，可作為激光靶材料中間體，并且廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥合成、特種工程塑料以及國家重要工程項(xiàng)目建設(shè)，其大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)具有十分廣泛的市場前景和極其重要的社會效益。
制備[1]
步驟一：電石與重水反應(yīng)生成氘代乙炔；
步驟二：所述氘代乙炔在酸性條件下與D2O反應(yīng)制得氘代乙醛；
步驟三：所述氘代乙醛與氘氣反應(yīng)制得氘代乙醇；所述氘代乙醛與氘氣按物質(zhì)的量比為1:1～50；
具體操作如下：
氘代乙炔的合成步驟為：將處理合格的電石，以過量數(shù)量放入氘代乙炔發(fā)生器101中。在0～100℃條件下，勻速滴加D2O，維持乙炔反應(yīng)器101中壓力0～0.5Mpa。通過乙炔發(fā)生器101出口閥門調(diào)節(jié)乙炔釋放速度。
氘代乙醛的合成步驟為：純化好的氘代乙炔氣體在流量計(jì)103的控制下，以5～10L/min的速度通入已裝有D2O的酸性溶液一級氘代乙醛合成釜107中，在催化劑ZnO和/或Hg2+的催化作用下進(jìn)行水合反應(yīng)，生成氘代乙醛，經(jīng)冷凝器108、109冷凝后，由一級氘代乙醛接收釜110接收。為了進(jìn)一步提高原料利用率，制備得到的氘代乙醛經(jīng)氣液分離器115分離，氘代乙醛留在氣液分離器115中，多余的氘代乙炔氣體經(jīng)氣體循環(huán)泵116和流量計(jì)117進(jìn)入中和罐104，循環(huán)使用。制備得到的氘代乙醛含量為97～99％。
將氘代乙醛經(jīng)氘代乙醛計(jì)量泵201和流量計(jì)202后通入混合汽化器203，氘氣儲存在氘氣瓶211中，經(jīng)氘氣流量計(jì)212后進(jìn)入混合汽化器203，汽化后的氘代乙醛與氘氣按1:1～50mol的配比，經(jīng)汽化混勻后進(jìn)入已填有催化劑Ni的加氘固定床204中，控制質(zhì)量空速在1～2.5h-1，加熱爐205控制溫度使固定床溫度控制在100～650℃，反應(yīng)壓力控制在1～5Mpa。其中催化劑還可為Cu、Pt、Pd中的一種或幾種的組合。
生成的氘代乙醇經(jīng)冷凝管206冷凝后進(jìn)入一級氘代乙醇?xì)庖悍蛛x器207中，氘代乙醇液體停留在分離器207內(nèi)，多余氘氣經(jīng)冷凝緩沖罐209、氘氣循環(huán)泵210以及循環(huán)氘氣流量計(jì)213后通入混合汽化器203循環(huán)使用。氘代乙醛轉(zhuǎn)化率達(dá)到99～99.5％，氘氣消耗接近理論消耗值。
應(yīng)用 [1]
用于制備氘代乙烯。氘代乙烯(C2H4)是一種具備特殊功能的特種同位素氣體，可作為激光靶材料中間體，并且廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥合成、特種工程塑料以及國家重要工程項(xiàng)目建設(shè)，其大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)具有十分廣泛的市場前景和極其重要的社會效益。
氘代乙烯的合成工藝為：生產(chǎn)出來的不同濃度的氘代乙醇經(jīng)氘代乙醇計(jì)量泵301和流量計(jì)302送入混合汽化器303，汽化室溫度控制在50～130℃，完全汽化后的氘代乙醛進(jìn)入裝有改性催化劑Al2O3/SiO2復(fù)合物的脫水固定床304中進(jìn)行脫水反應(yīng)，控制質(zhì)量空速在1～10h-1，加熱爐305控制溫度使脫水固定床304溫度為200～650℃。反應(yīng)壓力為常壓或加壓反應(yīng)。
脫水后的產(chǎn)物經(jīng)冷凝器306冷凝后進(jìn)入氣液分離器307中，液體D2O留在分離器307中循環(huán)使用，氣體經(jīng)緩沖罐308后進(jìn)入冷凝除水器309和氘代乙烯冷凝塔310干燥除盡水份后，進(jìn)入氘代乙烯接收罐311。其中，冷凝除水器可為冷阱，氘代乙烯接收罐可為低溫冷阱收集器。經(jīng)過上述處理的氘代乙醇可轉(zhuǎn)化為含量≥99％、含水量≤1ppm的氘代乙烯，氘代乙醇轉(zhuǎn)化率可達(dá)98～99％。
主要參考資料
[1] CN201510113055.8 氘代乙烯制備方法