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有关过氧化氢氧化二甲基亚砜合成二甲基砜的连续流工艺

大C-会员头像-www.bzwz.com标准物质网 大C 1 864 2021-09-16
【摘要】以二甲基亚砜为原料,过氧化氢为氧化剂,研究了在脉冲混合结构微通道反应器中氧化合成二甲基砜的连续流工艺。考察了反应物料配比、过氧化氢质量分数、反应停留时间、反应温度等对反应的影响。结果表明,当n(二甲基亚砜)∶n(过氧化氢)=1∶1.5、过氧化氢质量分数为50%、反应温度为130℃、反应停留时间为10min时,二甲基亚砜完全氧化成二甲基砜。此工艺充分利用微通道反应器优良的传质传热特点,大大缩短了反应时间,提高了反应速率,扩大了工艺条件选择区间,实现了对氧化反应过程的有效控制,增加了安全系数。
  • 二甲基砜(dimethylsulfone,MSM)是食品添加剂和保健品原料、低级羟的分析、有机合成原料等。工业上生产二甲基砜主要采用硝酸氧化法和过氧化氢氧化法。硝酸氧化法化学反应剧烈,危险大,设备腐蚀严重,排出大量的二氧化氮废气,废水中含有大量的酸,会造成污染,副反应较多且产品有奇臭,故现在使用该法较少。

    过氧化氢氧化二甲基亚砜合成二甲基砜是强放热反应,反应热约为236kJ/mol,若不能及时有效地移走反应热,将会造成飙温失控现象,所以反应器须有快速且稳定的传热效果。李鹏等在现有工艺的基础上开发了固定床连续生产二甲基砜工艺,但需要催化剂增加了反应成本,反应系统复杂、连续化操作稳定性较差,无法及时转移氧化过程中放出的大量热量。严生虎等在微通道反应器上研究了硝基胍的连续生产工艺和己二酸生产技术的过程强化,取得了预期的良好效果。

    过氧化氢氧化二甲基亚砜合成二甲基砜需在传质、传热效果俱佳的反应器中进行,来进一步降低反应传质阻力,强化传质传热效果,提高反应体系中各物质的浓度分布以及温度的均匀性,作者在具有脉冲混合结构微通道组件构建连续流反应器系统,研究了二甲基亚砜微通道连续氧化反应工艺,考察了各个参数条件对反应的影响,得到了较佳生产工艺条件。该工艺具有过程简洁、反应区物料少、系统简单、传质传热效果好、易于连续操作、安全性高等特点。

    本文中研究的工艺具有过程简洁、反应区物料少、系统简单、传质传热效果好、易于连续操作、安全性高等特点。

    1实验部分

    1.1实验试剂与器材

    二甲基亚砜,试剂CP级;过氧化氢(50%),试剂CP级;甲醇,试剂CP级。电子天平,PL2002,梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司;恒温循环换热器,HR-50,无锡晟泽理化器械公司;分析天平,FA2004,常州科源电子仪器有限公司;液相计量泵,NP7030P,江苏汉邦科技有限公司;Agilent气相色谱仪,7890B,安捷伦扬州华明仪器有限公司;玻璃仪器,联华玻璃仪器。微通道反应器系统,由CorningAFRG1脉冲型微通道模片及相关连接件组成,通过微通道模块、连接配件、物料输送泵的组合,组成适用于本反应的反应系统。微通道特征尺寸a=1mm,b=10mm(图1)。

    微通道反应器热传导液经由换热器进口流进,由换热器出口流出,可以实现热传导液的闭路循环流动(图2)。

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