[發(fā)明專利]一種靛紅酸酐連續(xù)化生產(chǎn)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110406576.4
• 申請日: 2011-12-08
• 公開（公告）號(hào): CN103159694A
• 公開（公告）日: 2013-06-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周明昊;郭兆壽;李文勝;王賀全;宮寶林;王曉英;龍飛
• 申請（專利權(quán)）人: 中國中化股份有限公司;沈陽化工研究院有限公司
• 主分類號(hào): C07D265/26
• 分類號(hào): C07D265/26
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標(biāo)代理有限公司 21002
• 代理人: 周秀梅;何薇

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于有機(jī)合成領(lǐng)域，涉及靛紅酸酐生產(chǎn)技術(shù)，具體涉及一種靛紅酸酐連續(xù)化生產(chǎn)方法。

技術(shù)背景

靛紅酸酐或稱依托酸酐，化學(xué)名：2H-3，1-苯并噁嗪-2，4(1H)-二酮。靛紅酸酐及其同系物和衍生物被廣泛用于合成農(nóng)用化學(xué)品、染料、顏料、香料、香精、醫(yī)藥、紫外線吸收劑、發(fā)泡劑、阻燃劑、防腐劑、漂白劑、殺菌劑和衛(wèi)生消毒劑等精細(xì)化工產(chǎn)品，是一種用途非常廣泛的化工中間體。

靛紅酸酐的合成路線很多，但主流的合成路線為鄰苯二甲酰亞胺與次氯酸鈉作用，酸化后得到目的產(chǎn)物，有間歇和連續(xù)兩種工藝。間歇法的缺點(diǎn)是容積生產(chǎn)率非常小，生產(chǎn)效率低，有些工藝還需要采用溶劑對產(chǎn)品進(jìn)行重結(jié)晶精制后含量方能滿足要求；廢溶劑量大，噸產(chǎn)品廢水生成量為15～16噸。連續(xù)法雖然與間歇法相比具有很大進(jìn)步，如BASF公司在US?4328339(1980)中報(bào)道了采用混合噴嘴實(shí)現(xiàn)連續(xù)化制備靛紅酸酐的方法，但該方法仍存在裝置復(fù)雜、控制繁瑣、投資大的缺點(diǎn)，同時(shí)噸產(chǎn)品廢水量仍較高(14～15噸)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種工藝設(shè)備簡單可靠、生產(chǎn)效率高、產(chǎn)品純度高，收率高，廢水量小的靛紅酸酐連續(xù)化生產(chǎn)方法。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明開發(fā)研究了一種采用超重力反應(yīng)器合成靛紅酸酐的連續(xù)化生產(chǎn)方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種靛紅酸酐連續(xù)化生產(chǎn)方法，以鄰苯二甲酰亞胺堿溶液和次氯酸鈉水溶液為原料，經(jīng)過氧化、內(nèi)酯化閉環(huán)、中和反應(yīng)制備靛紅酸酐。反應(yīng)在超重力反應(yīng)器中進(jìn)行，該連續(xù)化生產(chǎn)裝置包括進(jìn)料泵1和2、超重力反應(yīng)器3、承接槽4、中和冷卻管5、加酸泵6、析出釜7、過濾器8。其中承接槽為帶有換熱面的錐形或連接有垂直段的錐形容器，例如帶有夾套作為換熱面的漏斗狀容器。承接槽位于超重力反應(yīng)器轉(zhuǎn)鼓外側(cè)，其上邊緣高度不低于超重力反應(yīng)器轉(zhuǎn)鼓的高度。承接槽下端出口與中和冷卻管側(cè)面進(jìn)口連接，中和冷卻管外部設(shè)有夾套，并設(shè)有加酸口(位于中和冷卻管的前端)，中和冷卻管的末端與析出釜連接，析出釜內(nèi)裝有攪拌器、外帶夾套，析出釜的出料口與過濾器相連。具體操作步驟為：先將兩種原料通過進(jìn)料泵計(jì)量連續(xù)加入超重力反應(yīng)器，在超重力環(huán)境中，物料瞬間被反復(fù)剪切分割與混合、并在離心力的作用下被快速甩入承接槽，完成快速氧化和內(nèi)酯化閉環(huán)反應(yīng)并及時(shí)移出反應(yīng)熱；之后反應(yīng)液進(jìn)入中和管與酸中和并被冷卻，物料在析出釜析出后過濾得到靛紅酸酐。

本發(fā)明中，形成超重力環(huán)境的超重力反應(yīng)器的超重力因子38～40，安裝方式可為立式或臥式，離心轉(zhuǎn)子型式包括但不限于鼓式、籠式等；當(dāng)轉(zhuǎn)子為轉(zhuǎn)鼓式時(shí)，轉(zhuǎn)鼓開孔率15％～25％，轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的填料為不銹鋼絲網(wǎng)。超重力反應(yīng)器的操作在常壓或加壓下進(jìn)行，反應(yīng)溫度15～40℃，反應(yīng)時(shí)間1～10秒鐘。連續(xù)加入超重力反應(yīng)器的各物料的質(zhì)量比如下，鄰苯二甲酰亞胺∶水∶堿∶次氯酸鈉為1∶1～10∶0.2～0.4∶0.45～0.6，次氯酸鈉是以其有效氯計(jì)量加入的，通常使用的次氯酸鈉的有效氯含量為5％～16％。

承接槽為錐形或連接有垂直段的錐形容器，設(shè)有換熱面，型式為冷卻夾套式。承接槽的這種結(jié)構(gòu)可以滿足其內(nèi)壁完成快速氧化和內(nèi)酯化閉環(huán)反應(yīng)、并能及時(shí)移出反應(yīng)熱的要求。之后反應(yīng)液進(jìn)入中和冷卻管(也可用稱之為管式中和釜)加酸混合(鹽酸、硫酸或其它強(qiáng)酸)，酸加入量為中和反應(yīng)液的pH值至6～8。中和冷卻管外壁以夾套冷卻方式移熱，整個(gè)反應(yīng)過程在1～10秒鐘內(nèi)完成，靛紅酸酐產(chǎn)品于析出釜內(nèi)析出，經(jīng)過濾器分離得到。

按照本發(fā)明的生產(chǎn)方法，反應(yīng)總收率高達(dá)98％以上，產(chǎn)品純度可達(dá)99.9％，噸產(chǎn)品廢水生成量9.0噸。

本發(fā)明的生產(chǎn)方法具有以下優(yōu)點(diǎn)：1.生產(chǎn)設(shè)備操作簡便、運(yùn)行穩(wěn)定；2.生產(chǎn)效率高，時(shí)空生產(chǎn)率大于120kg/(L·h)；3.產(chǎn)品純度高，收率高，廢水量比現(xiàn)有技術(shù)報(bào)道的連續(xù)法產(chǎn)生的廢水可減少40％左右。

附圖說明

圖1為靛紅酸酐連續(xù)化生產(chǎn)裝置。

其中：1為次氯酸鈉進(jìn)料泵，2為鄰苯二甲酰亞胺堿液進(jìn)料泵，3為超重力反應(yīng)器，4為承接槽，5為中和冷卻管，6為加酸泵，7為析出釜，8為過濾器。

具體實(shí)時(shí)方式

以下具體實(shí)施例用于進(jìn)一步說明本發(fā)明，但本發(fā)明絕非僅限于下述實(shí)施例，在權(quán)利要求的范圍內(nèi)可以進(jìn)行各種條件的變換。

超重力反應(yīng)器直徑100mm，高60mm，不銹鋼材質(zhì)，反應(yīng)器轉(zhuǎn)子為轉(zhuǎn)鼓式，轉(zhuǎn)鼓開孔率15％，超重力因子38～40，轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的填料為不銹鋼絲網(wǎng)；承接槽為設(shè)有夾套作為換熱面的漏斗狀容器，承接槽下端連接的中和冷卻管長200mm，直徑25mm，外部設(shè)有夾套，前端設(shè)有加酸口，中和冷卻管的末端連接析出釜，析出釜的出料口與過濾器相連。在上述裝置中，連續(xù)的向超重力反應(yīng)器的轉(zhuǎn)鼓同時(shí)加入鄰苯二甲酰亞胺與氫氧化鈉的水溶液和次氯酸鈉水溶液，其中，鄰苯二甲酰亞胺與氫氧化鈉的水溶液的流量為5.29L/min，水溶液組成為每百公斤水溶液中含鄰苯二甲酰亞胺26.57kg、氫氧化鈉7.82kg、水65.61kg。次氯酸鈉水溶液流量為7.20L/min，有效氯為9.60％。通過調(diào)節(jié)承接槽夾套中冷卻水的水溫與流量，控制承接槽內(nèi)物料的溫度在25～28℃，在中和冷卻管按0.96L/min加入濃度為36％的鹽酸，通過調(diào)節(jié)中和冷卻管夾套中冷卻水的水溫與流量控制中和冷卻管內(nèi)物料的溫度在25～28℃，物料在重力作用下流入析出釜，在析出釜內(nèi)調(diào)節(jié)物料的pH值至6.5，后進(jìn)入過濾器過濾，得到靛紅酸酐105.37kg/h，含量99.90％，收率98.3％(以鄰苯二甲酰亞胺計(jì))。