[發明專利]甲硝唑生產中乙二醇副產物循環套用的方法、裝置及應用

有效

• 申請號: 201811444698.0
• 申請日: 2018-11-29
• 公開（公告）號: CN109293573B
• 公開（公告）日: 2023-10-27
• 發明（設計）人: 曾舟華;劉張娜;冉敬文;黃林勇;楊水彬;賈建剛
• 申請（專利權）人: 黃岡師范學院;華中農業大學
• 主分類號: C07D233/92
• 分類號: C07D233/92
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 齊晨潔

本發明提供一種甲硝唑生產中乙二醇副產物循環套用的方法、裝置及應用。利用硫酸與乙二醇反應，生成反應體系所需要的羥乙基正碳離子循環套用，提高了環氧乙烷利用率，節約生產成本；而乙二醇與硫酸反應生成的水不利于甲硝唑的合成，故在步驟d)中同時蒸發反應生成的水。本發明的裝置利用噴射器將硫酸引入噴射器內與溶液混合，提高了混合效率。利用蒸水釜蒸發濃縮、混合容器混合溶液，通過管道連接冷凝器和滴料管，將蒸入冷凝器中的蒸汽吸入噴射器中，提高了混合藥品的利用率，同時噴射器工作時在冷凝器內營造的負壓環境也利于水分的蒸發、冷凝；在本發明中，將硫酸和乙二醇混合液中的酸蒸汽及乙二醇蒸汽吸入噴射器，從而充分利用。

技術領域

本發明屬于有機合成領域，尤其涉及一種甲硝唑生產中乙二醇副產物循環套用的方法、裝置及該裝置的應用。

背景技術

現行甲硝唑合成工藝，原料環氧乙烷的利用率只有20％。實用新型專利甲硝唑羥化反應釜(201020227836.2)，將釜體高度與內徑之比增加；實用新型專利甲硝唑羥化反應釜環氧乙烷通入裝置(201020247143.X),改善通入氣體的分布狀況；發明專利一種提高甲硝唑生產原料環氧乙烷利用率的工藝及設備(201310215220.1)，采用三釜串連和多級冷凝的措施。盡管上述三個專利都不同程度地增加了環氧乙烷與物料接觸反應的機會，但環氧乙烷的利用率仍不超過25％。這是因為環氧乙烷與強酸反應生成羥乙基正碳離子，羥化液中存在如下化學反應平衡：

必須有過量上述正碳離子存在，促使平衡向生成甲硝唑方向移動，否則會降低2-甲基-5硝基咪唑的羥化率。過量的羥乙基正碳離子在產品分離過程中，與強堿液的氫氧根作用，生成乙二醇副產物。

發明內容

針對上述技術問題，本發明提供了一種甲硝唑生產中乙二醇副產物循環套用的方法、裝置及該裝置的應用。在甲硝唑生產過程中，循環利用副產物乙二醇，利用硫酸與乙二醇反應，生成反應體系所需要的羥乙基正碳離子循環套用，提高了環氧乙烷利用率，節約生產成本。

為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：

一種甲硝唑生產中乙二醇副產物循環套用的方法，其特征在于，包含如下步驟：

步驟a)：將2-甲基-5-硝基咪唑加入反應釜中，滴加質量百分比濃度85％的甲酸溶劑使2-甲基-5-硝基咪唑溶解，在30-40℃逐次加入環氧乙烷，同時添加質量百分比濃度98％的硫酸，升溫到85-95℃，反應1h得羥化液；

步驟b)：待羥化液冷卻至10℃，用堿金屬氫氧化物溶液調至pH＝10，放置冷卻，結晶，過濾得到一次甲硝唑和一次濾液；將得到的一次濾液蒸發濃縮、冷卻、結晶、過濾，得堿金屬硫酸鹽固體產品和二次濾液；

步驟c)：減壓蒸餾步驟b)得到的二次濾液，得到乙二醇副產物；

步驟d)：用步驟c)得到的乙二醇與質量百分比濃度為60-98％的與步驟a)所加硫酸等摩爾的硫酸滴加或滴加噴射混合，控溫100至120℃，在0.01-0.9個標準大氣壓下減壓蒸發，蒸發至沒有水分被蒸出時，取出蒸殘液；即本步驟所加的60-98％硫酸溶液所含的硫酸摩爾數與步驟a)所加的98％硫酸溶液所含的硫酸摩爾數相等；

步驟e)：將質量百分比濃度100％的2-甲基-5-硝基咪唑加入反應釜中，滴加質量百分比濃度85-95％的甲酸溶劑使2-甲基-5-硝基咪唑溶解，在30-40℃逐次加入質量百分比濃度100％的環氧乙烷，同時滴加步驟d)得到的蒸殘液，升溫到85-95℃，反應1h得羥化液；

步驟f)：待羥化液冷卻至10℃，用堿金屬氫氧化物溶液調至pH＝10，放置冷卻，結晶，過濾得到二次甲硝唑。

一種應用于所述方法中的裝置，其特征在于，包括：

液封槽10，其內盛有堿液；