背景技術(shù)

甲基丙烯酸酯類按分子結(jié)構(gòu)與應(yīng)用可分為通用甲基丙烯酸酯和特種甲基丙烯酸酯。其中特種甲基丙烯酸酯產(chǎn)量相對較低，生產(chǎn)規(guī)模相對較小，但是其品種卻很多。在眾多特種甲基丙烯酸酯中，甲基丙烯酸羥基丙酯是一種無色透明液體，具有碳碳雙鍵和羥基兩個官能團，性質(zhì)極其活波，應(yīng)用范圍相當(dāng)廣泛，主要用于制備熱固性甲基丙烯酸涂料、丁苯橡膠乳液改性劑、甲基丙烯酸改性聚酯涂料、纖維整理劑等。

甲基丙烯酸羥基丙酯（HPMA）的制備方法很多，目前在工業(yè)化生產(chǎn)上最常用的是開環(huán)反應(yīng)法，在反應(yīng)釜中按一定的烷酸比將環(huán)氧丙烷逐步滴加到甲基丙烯酸中，在催化劑、阻聚劑的共同作用下反應(yīng)合成甲基丙烯酸羥基丙酯。如本公司原有甲基丙烯酸羥基丙酯的制備工藝如下：將甲基丙烯酸（MAA）泵入反應(yīng)釜內(nèi)，然后加入催化劑、阻聚劑，在導(dǎo)熱油加熱至80-85℃，常壓氮氣保護80-90℃條件下滴加環(huán)氧丙烷（PO）進行加成反應(yīng)（反應(yīng)時間與投料量有關(guān)，投料量越大反應(yīng)時間越長，如當(dāng)甲基丙烯酸200kg，其他物料按照比例加入時，反應(yīng)時間2.5-3.5小時），滴加完成后關(guān)閉冷卻水自然升溫，待溫度下降后取樣檢測甲基丙烯酸質(zhì)量百分?jǐn)?shù)小于0.5%視為加成反應(yīng)完畢，反應(yīng)完畢后泵入蒸餾釜，在導(dǎo)熱油加熱約120--280℃條件下減壓蒸餾冷凝，分離出輕組分和重組分，中間餾分為該產(chǎn)品。CN101914020也公開了一種甲基丙烯酸羥基丙酯的制備方法：將裝有攪拌器、溫度計、回流冷凝管的燒瓶置于水浴上，加入三氧化鐵、對苯二酚及甲基丙烯酸，水浴加熱至80-85℃，在攪拌下于1.5小時通過恒壓滴液漏斗滴入環(huán)氧丙烷,滴加完畢后在80--85℃繼續(xù)反應(yīng)1小時;然后將反應(yīng)物轉(zhuǎn)入克氏蒸餾瓶中,再加入適量對苯二酚進行減壓蒸餾,收集73--77℃的餾份即為成品。。不同廠家的工藝流程基本相同，在選擇催化劑、阻聚劑、反應(yīng)溫度、時間等工藝參數(shù)略有區(qū)別。

上述制備工藝的主要技術(shù)問題是：

1、副反應(yīng)較多，生成雙酯等雜質(zhì)，并且雜質(zhì)含量很難控制。

2、常壓條件下，環(huán)氧丙烷嚴(yán)重過量，易形成爆炸性混合氣體，危險性較高。

3、甲基丙烯酸羥基丙酯易聚合，大量聚合物較難處理。

4、有氧條件下，環(huán)氧丙烷易形成混合性爆炸物；無氧條件下，原料和產(chǎn)品易發(fā)生聚合，常壓下難以控制含氧量。

5、甲基丙烯酸受熱后易聚合從而導(dǎo)致爆聚，并釋放大量熱量。

6、簡單蒸餾焦炭殘渣較多，收率低且產(chǎn)生大量廢渣。

針對上述問題，技術(shù)人員通過與本行業(yè)內(nèi)相關(guān)人員交流提及只有采用精餾塔進一步提純才可以提高產(chǎn)品含量和降低副反應(yīng)中雙酯等雜質(zhì)。對甲基丙烯酸羥乙酯生產(chǎn)過程中易聚合采用高真空降低操作溫度來控制。但采用精餾塔、聚合采用高真空對設(shè)備要求高，必然會增加生產(chǎn)成本。

具體實施方式

將200kg甲基丙烯酸泵入反應(yīng)釜內(nèi)，然后按配比加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%的乙酸鉻、4.5×10-4的對苯二酚和對羥基苯甲醚，在導(dǎo)熱油加熱至80-85℃，常壓氮氣保護80-100℃條件下滴加環(huán)氧丙烷進行加成反應(yīng)約3個小時，環(huán)氧丙烷與甲基丙烯酸摩爾比為1.08：1滴加完成后關(guān)閉冷卻水自然升溫，待溫度下降后取樣檢測甲基丙烯酸質(zhì)量百分?jǐn)?shù)小于0.5%視為加成反應(yīng)完畢，反應(yīng)完畢后泵入蒸餾釜，在導(dǎo)熱油加熱約120--280℃條件下減壓蒸餾冷凝，分離出輕組分和重組分，中間餾分為該產(chǎn)品。

采用氣相色譜法分析產(chǎn)品成分，氣相色譜條件：毛細管色譜柱（SE-54），柱溫170℃，進樣口溫度230℃，氣化室溫度：230℃，氫火焰離子化檢測器（FID）溫度：230℃，進樣量：0.2μl，載氣N2、載氣壓力0.06Mpa、分流比1:30.

所得色譜圖見附圖1，采用面積歸一化法分析結(jié)果見表1：其中保留時間為2.882min的是主成分甲基丙烯酸羥基丙酯的色譜峰，含量為95.18%；4.732min的是雙酯峰，含量為1.15%。