本发明属于有机过氧化物合成，涉及一种过氧化苯甲酸叔丁酯的合成方法及设备，特别涉及一种基于连续流微反应的过氧化苯甲酸叔丁酯的合成方法及实施该合成方法的设备。
背景技术：
1、有机过氧化物是一类以过氧键(-o-o-)为特征的有机化合物，自20世纪50年代以来广泛被用于化学工业，主要作为聚合物生产的引发剂、聚合物加工与改性的助剂，具体包括酯基过氧化物、烷基过氧化氢、二烷基过氧化物、酮类过氧化物、二酰基过氧化物和过氧化二碳酸酯等。随着全球聚合物需求的不断提升，有机过氧化物应用领域不断扩大，其发展前景十分广阔。
2、目前，在有机过氧化物行业的大部分企业规模小、产品品种单一，整体呈现出小而分散的局面。因此不难看出，有机过氧化物无论从种类方面还是产能方面都不能满足国内市场的需求。
3、过氧化苯甲酸叔丁酯(简称tbpb)是一种应用广泛的有机过氧化物，被广泛应用在乙烯、苯乙烯、丙烯、醋酸乙烯、邻苯二甲酸二烯丙酯和异丁烯等聚合过程中作引发剂。在不饱和聚酯固化过程中，被广泛应用在如smc、bmc、dmc(均是热固性树脂复合材料)等拉剂成型工艺中；同时，也可以同一些活性更高的如过氧化甲乙酮(mekp)、过氧化苯甲酰(bpo)或过氧化2-乙基己酸叔丁酯(tbpo)等组成双组分固化体系应用。
4、
5、过氧化苯甲酸叔丁酯的合成方程式如上所示。从生产工艺来看，目前过氧化苯甲酸叔丁酯主要采用间歇搅拌釜式工艺合成(例如，引用文献1和引用文献2)，即在叔丁基过氧化氢溶液中先后缓慢滴加强碱和苯甲酰氯的方法进行合成，并伴随着后续的分液、碱洗、水洗、干燥等过程，存在着反应热风险高(大约是150kj/mol，强放热)、加料时间长、过程不易控等问题，是典型的危险工艺过程。此外，由于该反应为非均相反应，传统反应釜中搅拌的方式会有较大传质阻力，导致反应后期速率变慢，同时存在反应时间长、反应不充分的问题。反应时间的延长也会导致苯甲酰氯水解，副产物苯甲酸增多(15～25％)，主产物过氧化苯甲酸叔丁酯的选择性降低。因此，随着社会各界对环保和安全生产的日益重视，开发针对于过氧化苯甲酸叔丁酯的高效安全合成工艺和过程装备是必然趋势。
6、微化工技术自1990年提出以来，由于其高效安全的特性已成为化学化工行业的创新技术，并入选“2019年全球工程开发前沿”。该技术可增强化工过程安全性、促进过程强化和化工系统小型化，提高能源、资源利用效率，达到节能降耗的目的，具有较为广阔的应用前景。与传统反应器相比，微反应器的传热系数可由2kw/(m2·k)升至20kw/(m2·k)。因此，对于过氧化苯甲酸叔丁酯合成这类放热量大的快反应(反应热大于150kj/mol)，微反应器可将反应产生的热量迅速移除，有效避免局部温度过热，减少副反应的发生，更能够防止由于热量积聚而产生飞温现象，降低反应失控风险。
7、目前，已有利用微化工技术进行过氧化苯甲酸叔丁酯的生产的报道。例如，引用文献3中公开了一种用微通道反应器制备过氧化苯甲酸叔丁酯的方法，其包括以下步骤：将液碱加入至叔丁基过氧化氢中，静置分层，分离得到下层钠盐；将得到的钠盐通入微通道反应器，同时将苯甲酰氯通入微通道反应器中混合反应；将微通道反应器出口物料通入rtb反应器保温反应10～30min，得到过氧化苯甲酸叔丁酯粗品；将过氧化苯甲酸叔丁酯粗品提纯，得到过氧化苯甲酸叔丁酯。
8、引用文献：
9、引用文献1：cn111825590a
10、引用文献2：cn115536565a
11、引用文献3：cn116655508a
技术实现思路
1、发明要解决的问题
2、引用文献3中仅简单提及了在微通道反应器中进行反应。然而，本发明人发现，通过使苯甲酰氯溶液与叔丁基过氧化氢的钠盐在微通道反应器中混合后初步反应得到的油水混合物为非均相状态，对于非均相反应而言，存在反应后期速率慢以及反应不充分的问题，并且，本发明人在研究中发现，该反应是本征反应动力学极快的反应，但是传质阻力非常大，表观化学反应速率几乎完全受到传质阻力的限制；其后续的延时反应若是在管式微反应器中(如引用文献3中的rtb反应器，其是微通道反应器的一种类型，采用列管换热器的基本结构，内部流道采用矩形微通道形式)进行，由于管式微反应器存在液液再分散效果差的问题，油水两相会在管道中快速分相，两相接触面(反应发生的地方)变小，传质效果严重劣化，且需要较长的反应时间，这大大降低了生产效率。
3、鉴于现有技术存在问题，例如：热风险高、反应过程可控性差、反应周期长、生产效率低等问题，本发明首先提供一种过氧化苯甲酸叔丁酯的合成方法。所述合成方法基于微反应连续合成的全流程工艺，开发了一种简单、连续、反应周期短、安全可控性高、生产效率高的过氧化苯甲酸叔丁酯的生产工艺，实现从原料到商业化产品的安全、高效转化。
4、进一步地，本发明的过氧化苯甲酸叔丁酯的合成方法还解决了国内外现有生产工艺与反应设备持液量大、传质阻力大、换热能力差、液液分散效果差的问题，同时提高了过氧化工艺的效率和安全水平。
5、进一步地，本发明还提供一种实施过氧化苯甲酸叔丁酯的合成方法的设备，该设备简单，且能够保证处理方法高效有序进行，且设备使用的热风险低，生产效率高。
6、用于解决问题的方案
7、本发明基于微反应器技术高效的微尺度混合特性、良好的传质和传热性能和本质安全的特点，在保证过氧化苯甲酸叔丁酯高选择性的同时，能够显著提升苯甲酰氯转化率，并采用微填充床反应器进行延时反应，有效解决了反应后期速度慢及传质阻力大的问题，大大缩短反应时间，同时操作流程简单，可控性强，可以实现连续生产。
8、具体地，本发明通过以下方案解决本发明的问题。
9、[1].本发明提供了一种过氧化苯甲酸叔丁酯的合成方法，其包括以下步骤：
10、将碱性溶液和叔丁基过氧化氢溶液预混合后，再与苯甲酰氯溶液在主微混合器中进行混合，之后混合液进入主微反应器中进行初步反应，得到第一油水混合液，所述主微反应器为板式微反应器；
11、将第一油水混合液通入微填充床反应器中继续进行反应，得到第二油水混合液；
12、对所述第二油水混合液进行分液处理，并获取油相；
13、对所述油相进行后处理，得到过氧化苯甲酸叔丁酯。
14、[2].根据[1]所述的合成方法，其中，所述碱性溶液中，碱性物质的浓度为10～24wt％；所述叔丁基过氧化氢溶液中，叔丁基过氧化氢的浓度为50～90wt％；所述苯甲酰氯溶液中，苯甲酰氯的浓度为50～100wt％。
15、[3].根据[2]所述的合成方法，其中，所述碱性物质与所述叔丁基过氧化氢的摩尔比为(0.5～2):1；所述叔丁基过氧化氢与所述苯甲酰氯的摩尔比为(0.5～2.5):1。
16、[4].根据[1]-[3]任一项所述的合成方法，其中，所述微填充床反应器中的温度为20～60℃，在微填充床反应器中的停留时间为60～200s。
17、[5].根据[1]-[4]任一项所述的合成方法，其中，所述预混合在预微混合器中进行。
18、[6].根据[1]-[5]任一项所述的合成方法，其中，预混合得到预混合液经过预微反应器预反应后进入主微混合器中与所述苯甲酰氯溶液混合；其中，
19、预混合液经过预微反应器预反应后得到碱性叔丁基过氧化氢溶液；
20、将碱性叔丁基过氧化氢溶液与苯甲酰氯溶液在所述主微混合器中进行液液分散后进入主微反应器进行初步反应，得到第一油水混合液。
21、[7].根据[6]所述的合成方法，其中，
22、所述预微混合器中的混合温度为5～55℃，混合时间为0.1～10s；
23、所述预微反应器中的反应温度为20～60℃，停留时间为10～60s；
24、所述第主微混合器中的混合温度为5～55℃，混合时间为0.1～10s；
25、所述第主微反应器中的反应温度为20～60℃，停留时间为10～80s。
26、[8].根据[1]-[7]任一项所述的合成方法，其中，所述后处理包括洗涤的步骤。
27、[9].根据[8]所述的合成方法，其中，所述洗涤包括碱洗和水洗。
28、[10].进一步，本发明还提供了一种实施上述[1]-[9]任一项所述的合成方法的设备，其中，所述设备包括依次相连接的预微混合器、预微反应器、主微混合器、主微反应器、微填充床反应器和分液器。
29、发明的效果
30、经由上述技术方案的实施，与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
31、1)本发明所用的主微反应器和微填充床反应器的串联可提高传热性能，保持反应温度恒定，避免飞温现象，提高了反应过程的安全性，并可以加强传质，尤其的通过在延时反应阶段引入微填充床反应器，加快了非均相液液之间的分散及传质速度，大大缩短了反应时间(反应时间为5分钟以内)，实现了过氧化苯甲酸叔丁酯的连续高效快速制备。
32、2)本发明所用的反应设备中整个反应过程为连续化过程，安全环保，生产效率高，设备占地面积小，操作简单，可以减少人工操作，降低生产成本，生产经济性得到保障。
33、3)本发明的生产工艺解决了国内外现有生产工艺与反应设备持液量大、危险性大、选择性不高及反应能效低的问题，并且，相同产量反应器持液量可缩小50～100倍，提升了氧化工艺本质安全水平。
34、4)通过本发明的生产工艺得到的过氧化苯甲酸叔丁酯的选择性达到95％，产率高于94％。
1.一种过氧化苯甲酸叔丁酯的合成方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述碱性溶液中，碱性物质的浓度为10～24wt％；所述叔丁基过氧化氢溶液中，叔丁基过氧化氢的浓度为50～90wt％；所述苯甲酰氯溶液中，苯甲酰氯的浓度为50～100wt％。
3.根据权利要求2所述的合成方法，其特征在于，所述碱性物质与所述叔丁基过氧化氢的摩尔比为(0.5～2):1；所述叔丁基过氧化氢与所述苯甲酰氯的摩尔比为(0.5～2.5):1。
4.根据权利要求1-3任一项所述的合成方法，其特征在于，所述微填充床反应器中的温度为20～60℃，在微填充床反应器中的停留时间为60～200s。
5.根据权利要求1-4任一项所述的合成方法，其特征在于，所述预混合在预微混合器中进行。
6.根据权利要求1-5任一项所述的合成方法，其特征在于，预混合得到预混合液经过预微反应器预反应后进入主微混合器中与所述苯甲酰氯溶液混合；其中，
7.根据权利要求6所述的合成方法，其特征在于，
8.根据权利要求1-7任一项所述的合成方法，其特征在于，所述后处理包括洗涤的步骤。
9.根据权利要求8所述的合成方法，其特征在于，所述洗涤包括碱洗和水洗。
10.一种实施权利要求1-9任一项所述的合成方法的设备，其特征在于，所述设备包括依次相连接的预微混合器、预微反应器、主微混合器、主微反应器、微填充床反应器和分液器。
