[發明專利]一種對羥基苯甲酸的反應裝置及其制備方法

在審

• 申請號: 202011330416.1
• 申請日: 2020-11-24
• 公開（公告）號: CN112516925A
• 公開（公告）日: 2021-03-19
• 發明（設計）人: 廖道華;趙振東;王進;郭俊;雷鵬飛;徐瑤;潘光飛;陳華;曾挺
• 申請（專利權）人: 浙江禾本科技股份有限公司
• 主分類號: B01J8/24
• 分類號: B01J8/24;B01J3/04;B01J19/18;B01J3/00;C07C51/15;C07C51/41;C07C51/02;C07C65/03;B01D46/16;B01D46/00
• 代理公司: 北京陽光天下知識產權代理事務所(普通合伙) 11671
• 代理人: 趙飛

本發明公開了一種對羥基苯甲酸的反應裝置及其制備方法，所述制備方法包括：苯酚鉀鹽固體和二氧化碳氣體連續進入沸騰床反應器，發生Kolbe?Schmitt羧化反應，生成對羥基苯甲酸二鉀鹽和苯酚，苯酚由二氧化碳氣流帶出，經冷凝器冷凝后回收；二氧化碳氣流經風機循環。本發明的反應裝置具有反應選擇性較高，收率較高的特點，與氣?液?固非均相反應相比，本發明具有設備簡單的優點。

技術領域

本發明涉及化工技術領域，具體涉及一種對羥基苯甲酸的反應裝置及其制備方法。

背景技術

對羥基苯甲酸是一種重要的有機化工中間體，其下游產品廣泛用于醫藥、農藥、染料、化妝品、香料和高分子材料工業中。工業上制備對羥基苯甲酸主要是經Kolbe-Schmitt羧化反應實現的。在一定反應溫度和壓力條件下，苯酚金屬鹽例如苯酚鉀鹽或者苯酚鈉鹽和二氧化碳氣體發生羧化反應，生成羥基苯甲酸；溫度較低時(低于200℃)主要生成鄰羥基苯甲酸，溫度較高時主要生成對羥基苯甲酸(EP478197)。

高溫條件下苯酚鉀鹽和二氧化碳氣體發生羧化反應生成對羥基苯甲酸如下式所示：

由于苯酚的酸性比對羥基苯甲酸單鉀鹽稍強，反應生成的苯酚與對羥基苯甲酸二鉀鹽交換生成對羥基苯甲酸單鉀鹽：

對羥基苯甲酸單鉀鹽在高溫條件下容易分解，并且苯酚的存在會進一步促進其分解(工業化學雜志(日)，64,1624(1961))。因此，要及時移走反應生成的苯酚，否則，會影響收率。

工業上制備對羥基苯甲酸有氣-固非均相反應和氣-液-固非均相反應兩種類型。氣-固非均相反應在間歇操作帶攪拌的壓力容器中進行，苯酚鉀鹽固體、對羥基苯甲酸二鉀鹽固體和二氧化碳氣體在攪拌器的有限作用下，固體物料容易聚集結塊，受熱不均勻，溫度分布不均勻，傳質、傳熱效果較差，有時物料甚至會分解和樹脂化；反應生成的苯酚不能及時移走；這些因素都會影響反應選擇性和收率。

為了解決氣-固非均相反應在間歇操作帶攪拌的壓力容器中進行的固體分散性差的問題，將苯酚鉀鹽固體懸浮在溶劑中與二氧化碳氣體進行反應，這就是氣-液-固非均相反應。合適的溶劑有煤油、輕油等(EP478197；CN102690195)。這種氣-液-固非均相反應可以在壓力攪拌釜中進行；可以連續操作也可以間歇操作。該方法的缺點是溶劑的分離和回收需要復雜的工藝和設備。

發明內容

上述技術有許多缺陷，例如在間歇操作帶攪拌的壓力容器中進行的氣-固非均相反應，固體分散性差，傳質、傳熱效果差，反應生成的苯酚不能及時移走；氣-液-固非均相反應分離回收溶劑困難。為了解決現有技術的不足，本發明提供一種對羥基苯甲酸的反應裝置及其制備方法。

本發明解決上述問題所采用的技術方案是：一種對羥基苯甲酸的反應裝置，反應裝置由加熱器9、沸騰床反應器4、冷凝器6、苯酚儲罐7和風機8組成；上述沸騰床反應器4內部設有氣體分布器10和除塵裝置3，以避免二氧化碳氣流夾帶對羥基苯甲酸二鉀鹽固體離開沸騰床反應器4；上述沸騰床反應器4的筒體設有夾套，可以保溫并且輔助提供加熱。

進一步地，上述沸騰床反應器4內部靠近氣體分布器10區域設有刮刀式攪拌器，以充分保障固體粉料的分散性，避免出現固體粉料死角，這樣可以保障沸騰床反應器4的可操作性。

進一步地，上述反應裝置可以連續操作也可以間歇操作。其中，連續操作是指氣體循環，固體物料連續進料連續出料。間歇操作是指氣體循環，固體物料一次進料一次出料。

本發明的另一發明目的在于提供一種根據上述反應裝置制備對羥基苯甲酸的方法，包括：苯酚金屬鹽和二氧化碳氣體連續進入沸騰床反應器4，苯酚金屬鹽懸浮于二氧化碳氣流中，發生Kolbe-Schmitt羧化反應，生成對羥基苯甲酸二鉀鹽和苯酚。

進一步地，上述苯酚金屬鹽為苯酚鉀鹽、苯酚鈉鹽中的任一種。