[發明專利]一種對甲苯磺酸的制備方法

在審

• 申請號: 201710895183.1
• 申請日: 2017-09-28
• 公開（公告）號: CN109574882A
• 公開（公告）日: 2019-04-05
• 發明（設計）人: 殷惠琴;謝天明;賀健;田先國;董天雷
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;南化集團研究院
• 主分類號: C07C303/06
• 分類號: C07C303/06;C07C309/30
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司 32112
• 代理人: 湯志武

本發明涉及一種對甲苯磺酸的制備方法，屬于有機合成領域。將甲苯經恒流泵泵入到降膜微結構反應器中，與通入的SO₃/N₂混合氣接觸反應，反應后的物料接著通入到微通道反應管中繼續反應得到反應產物，尾氣用堿液吸收。該方法利用了降膜微結構反應器在傳熱傳質方面的優勢，無需添加催化劑和溶劑，不產生廢酸，在較短的時間內即可實現對甲苯磺酸的連續化制備，具有裝置成本低，工藝連續可控，產物純度高，易于實現工業化等優點。

技術領域

本發明涉及一種對甲苯磺酸的制備方法，尤其涉及一種利用降膜微結構反應器快速連續制備對甲苯磺酸的方法，屬于有機合成領域。

背景技術

對甲苯磺酸是農藥、醫藥、染料及有機合成等工業生產過程的中間體原料，已廣泛應用于制備樹脂的固化劑、添加劑和有機合成反應的催化劑，作為一個超強酸與濃硫酸一樣有效, 但效果更好, 因為它不發生氧化和結炭等副反應, 得到的產品純度高、顏色淺,應用于酯化、縮醛、脫水、烷基化、聚合和解聚等反應中; 其次是作為原料在有機合成中用于生產甲苯磺酰胺、對甲酚等產品; 另外對甲苯磺酸還是酚醛樹脂、環氧樹脂、涂料、染料等方面重要的添加劑。

目前國內對甲苯磺酸的生產方法主要是甲苯直接磺化法, 磺化劑有硫酸、三氧化硫、氯磺酸, 根據磺化時甲苯的狀態, 可分為氣相磺化法和液相磺化法。其中，濃硫酸液相磺化甲苯在國內較為普遍, 投資規模較小, 但該法的成品中, 對甲苯磺酸含量低( 一般在95%以下) 、游離酸高, 遠遠不能滿足各方面的需要。該方法得到的成品中間甲苯磺酸的量在1％左右，由于與對甲苯磺酸性質類似難以純化。另外，該方法會產生大量廢酸，隨著國家環保力度的加強，相關生產廠家逐步被關停。SO₃直接磺化法制備對甲苯磺酸可以解決廢酸生成的問題，但是，由于SO₃活性高，反應進程難以控制，傳統反應器的傳質、傳熱效果有限，容易產生局部過熱使產品質量難以保證。為了解決硫酸磺化產生大量廢酸和SO₃磺化反應難以控制等問題，我們提出在降膜微結構反應器中SO₃直接磺化制備對甲苯磺酸，利用降膜微結構反應器在傳熱傳質方面的優勢，提高甲苯磺化選擇性。

發明內容

本發明的目的是為了克服硫酸磺化產生大量廢酸和SO₃磺化反應難以控制的缺點，利用降膜微結構反應器在磺化反應中的優勢，提供一種連續制備對甲苯磺酸的方法。

本發明的技術方案：一種對甲苯磺酸的制備方法，其特征在于，包括以下步驟，

（1）將甲苯經恒流泵泵入到降膜微結構反應器中，水浴外循環控制反應溫度，與通入的SO₃/N₂混合氣接觸反應；

（2）反應后的物料接著通入到微通道反應管中進行老化，恒溫水浴控制老化溫度，老化后得到反應粗產物；

（3）粗產物經氣液分離收集得到液體產物，尾氣用堿液吸收。

一般地，所述步驟（1）中，SO₃/N₂混合氣中SO₃的體積濃度為1%-40%。

所述步驟（1）中，SO₃與甲苯的摩爾比為0.2:1-1:1。

所述步驟（1）中，水浴外循環控制的反應溫度為0-90℃。

所述步驟（1）中，甲苯在降膜微結構反應器中停留時間為0.1-20s。

所述步驟（2）中，微通道反應管內徑為0.2-6mm；反應后的物料在微通道反應管中停留時間為0.5-1000s。

所述步驟（2）中，恒溫水浴控制的老化反應溫度為0-95℃。