CN101823979B - 反应器耦合模拟移动床对乙酰氨基苯乙醚清洁生产工艺 - Google Patents
反应器耦合模拟移动床对乙酰氨基苯乙醚清洁生产工艺 Download PDFInfo
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Abstract
本发明属有机物制备技术领域，具体涉及一种反应器耦合模拟移动床对乙酰氨基苯乙醚清洁生产工艺。本工艺适用于对乙酰氨基苯乙醚的合成。它提供了一种对乙酰氨基苯乙醚清洁生产新工艺，采用一锅煮的方式，还原反应和乙酰化反应在同一个反应器中进行，直接将对硝基苯乙醚转化为对乙酰氨基苯乙醚，并通过反应体系与模拟移动床色谱分离体系的耦合，确保反应产物与反应中所生产的其他副产物的有效分离，得到高纯度的对乙酰氨基苯乙醚产品，实现反应原料和溶剂的循环回用，避免原辅材料的不合理消耗和浪费，彻底杜绝废水和废渣的产生，使原料的转化率、产品的收率以及产品纯度均提高到99％以上的水平，确保对乙酰氨基苯乙醚产品的品质，使生产成本大幅度降低，实现对乙酰氨基苯乙醚生产的废水废渣零排放，具有广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明属于有机物制备技术领域，具体地讲是属于反应器耦合模拟移动床对乙酰氨基苯乙醚清洁生产工艺。
背景技术
对乙酰氨基苯乙醚(phenacetin)，也叫非那西丁，是一种常见的大宗的消炎镇痛药，以对硝基苯乙醚为原料，通过还原、乙酰化合成得到，合成反应过程可表示如下：
发明内容
本专利涉及一种环境友好的，以催化加氢与乙酰化反应在一个反应器中进行、反应器耦合模拟移动床色谱分离的方式进行的，相对廉价的，高产率的，对乙酰氨基苯乙醚清洁生产工艺。更为独特的是，它涉及一种经过改进的工艺，这种工艺以醋酐为反应介质兼模拟移动床色谱分离系统的洗脱剂，通过模拟移动床连续色谱分离，确保反应产物与过剩的反应原料等其他组分的彻底分离，在不采用中和、水系等工艺步骤的前提下，得到高纯度的对乙酰氨基苯乙醚产品，同步实现过剩反应原料以及催化剂等其他组分的循环回用。按照本专利进行操作，与此前的传统方法相比，能够以经济可行的方法连续分离纯化，使原料的转化率、产品的收率以及产品纯度均提高到99%以上的水平，使生产成本大幅度降低，避免因中和和水洗而造成的原辅材料的不合理消耗和浪费，彻底杜绝废水和废渣的产生，实现对乙酰氨基苯乙醚生产的废水废渣零排放。以上这些改进对于涉及环境污染以及对氨基苯乙醚之类有毒有害反应物的使用的化学合成而言是至关重要的。
本发明的最重要的目的之一，就是要解决反应产物与反应原料的彻底分离和反应原料的循环回用问题，以确保产品的使用安全。
作为一个顺带的结果，本发明的另一个目的，是要实现废水废渣的零排放，实现对乙酰氨基苯乙醚的环境友好化生产。
反应器耦合模拟移动床对乙酰氨基苯乙醚生产工艺，该工艺由下列步骤组成：
1）制备一个混合物，该混合物由(i)对硝基苯乙醚，(ii)氢气，(iii)催化剂，和(iv)醋酐组成；
2）让混合物中的对硝基苯乙醚和氢气反应生成对氨基苯乙醚和水，反应在30～160℃，0.2～2.2MPa的条件下进行；
3）让所生成的水对氨基苯乙醚和水跟醋酐反应生成对乙酰氨基苯乙醚和乙酸；
4）反应终止后，对反应器中的物料进行固液分离，得到由对硝基苯乙醚、对氨基苯乙醚、对乙酰氨基苯乙醚、乙酸和醋酐组成的液体化合物和固体催化剂；
5）对液体混合物进行处理，脱除乙酸，得到待分离混合物；
6）用醋酐作为洗脱剂对待分离混合物进行模拟移动床色谱分离，将待分离混合物分割为含对乙酰氨基苯乙醚产品的组分和含对硝基苯乙醚、对氨基苯乙醚的组分，模拟移动床色谱分离在常压，0～200℃的条件下进行；
7）含对硝基苯乙醚、对氨基苯乙醚的组分，连同固体催化剂，返回反应器，循环使用；
8）含对乙酰氨基苯乙醚产品的组分，脱除醋酐，得到对乙酰氨基苯乙醚产品，醋酐回收，循环使用。
具体来说，首先，我们发现，以醋酐为洗脱剂，采用模拟移动床色谱分离系统，可以有效地将待分离混合物中的对乙酰氨基苯乙醚产物跟对硝基苯乙醚、对氨基苯乙醚等其他成分彻底分离，得到不含任何对硝基苯乙醚和对氨基苯乙醚的纯度极高的反应产物。由此奠定了不经中和和水洗的对乙酰氨基苯乙醚纯化工艺的基础。
其次，我们发现，以醋酐为反应介质，对硝基苯乙醚的加氢还原和所生成的对氨基苯乙醚的乙酰化这两步反应可以在液相加氢釜中同时完成，并且所用固体催化剂及另一反应产物乙酸可以很方便地从反应混合物中分离，得到可以进入模拟移动床进行连续分离的待分离混合物，而对硝基苯乙醚、对氨基苯乙醚等其他成分，连同醋酐和固体催化剂，可以不经任何处理，直接循环回用。由此奠定了反应器耦合模拟移动床对乙酰氨基苯乙醚清洁生产工艺的基础。
我们发现，适用的催化剂可以是镍、钴、铂或它们的氧化物中的一种或几种的组合，或附着在活性炭等其他载体上。固液分离可以以过滤的方式进行，也可以以离心沉降的方式进行。过滤可以用板框过滤机、叶滤机、滤过式离心机或转鼓式真空过滤机中的任何一种过滤机械进行。离心沉降可以用高速管式离心机、碟片式离心机或沉降式过滤机中的任何一种离心沉降机械进行。脱除乙酸的处理过程可以是蒸馏、精馏、闪蒸或任何其他不采用中和与水洗的工艺过程。模拟移动床色谱分离系统所使用的吸附剂可以是活性炭、硅藻土、白脱土、硅胶、变性硅胶、聚丙烯酰胺、氧化铝或其他任何能够与醋酐配合，将对乙酰氨基苯乙醚与对硝基苯乙醚、对氨基苯乙醚相分离的吸附材料。反应在30～160℃，0.2～2.2MPa的条件下，最好是90～110℃，1.2～1.8MPa的条件下进行。
本发明中所提及的所有重要参数全部最优化后对硝基苯乙醚的转化率可提高至99%以上。产品的纯度可提高至99%(色谱纯度)以上。
具体实施方式
下面的实例将具体说明本发明的操作方法，但不能作为对本发明的限定。
实例一
167g对硝基苯乙醚，5g附着在活性炭上的镍催化剂和400g醋酐构成混合物，随后在不断搅拌的条件下将反应体系的温度升至100℃，通入氢气，使体系的反应压力升高至1.2MPa，在该条件下反应5～8hr，直到反应体系的压力不再下降，继续维持反应1.5hr。
趁热将反应混合物压入过滤器过滤，滤过后的液体送入闪蒸器中，使反应中生成的乙酸以蒸汽的形式脱除并冷凝回收，获得一个含对乙酰氨基苯乙醚、对硝基苯乙醚和醋酐的待分离混合物。将待分离混合物置以活性炭为吸附剂，以醋酐为洗脱剂构成的模拟移动床色谱分离系统中分离，模拟移动床色谱分离在常压，0～200℃，最好是20～80℃，的条件下进行。得到对乙酰氨基苯乙醚组分和由对硝基苯乙醚和对氨基苯乙醚构成的另一组分。对乙酰氨基苯乙醚组分置旋转蒸发仪上回收脱除醋酐，得到对乙酰氨基苯乙醚179g。
对乙酰氨基苯乙醚经高效液相检验，产品纯度达到了光谱纯。
由对硝基苯乙醚、对氨基苯乙醚和醋酐构成的另一组分跟分离得到的固体催化剂合并，不经处理，直接作为反应原料，补充添加对硝基苯乙醚和醋酐至规定的量后，进入下一个反应循环使用，得到同样的结果。
实例二
167g对硝基苯乙醚，5g附着在活性炭上的钴催化剂和400g醋酐构成混合物，随后在不断搅拌的条件下将反应体系的温度升至105℃，通入氢气，使体系的反应压力升高至1.8MPa，在该条件下反应3～4hr，直到反应体系的压力不再下降，继续维持反应1.2hr。
待反应温度降低至80℃时，将反应混合物压入碟式离心机进行离心分离，将固体催化剂和液相加以分离。液相随即送入闪蒸器中，使反应中生成的乙酸以蒸汽的形式脱除并冷凝回收，获得一个含对乙酰氨基苯乙醚、对硝基苯乙醚和醋酐的待分离混合物。将待分离混合物置以硅胶为吸附剂，以醋酐为洗脱剂构成的模拟移动床色谱分离系统中分离，得到对乙酰氨基苯乙醚组分和由对硝基苯乙醚和对氨基苯乙醚构成的另一组分。对乙酰氨基苯乙醚组分置旋转蒸发仪上回收脱除醋酐，得到对乙酰氨基苯乙醚179g。
对乙酰氨基苯乙醚经高效液相检验，产品纯度达到了光谱纯。
由对硝基苯乙醚、对氨基苯乙醚和醋酐构成的另一组分跟分离得到的固体催化剂合并，不经处理，直接作为反应原料，补充添加对硝基苯乙醚和醋酐至规定的量后，进入下一个反应循环使用，得到同样的结果。
实例三
167g对硝基苯乙醚，5g附着在氧化铝-二氧化硅上的铂催化剂和400g醋酐构成混合物，随后在不断搅拌的条件下将反应体系的温度升至95℃，通入氢气，使体系的反应压力升至2.2MPa，在该条件下反应3～4hr，直到反应体系的压力不再下降，继续维持反应1.2hr。
趁热将反应混合物，经过一个串接的旋液分离器，压入闪蒸器中，使固体催化剂沉降于旋液分离器的底部，反应中生成的乙酸以蒸汽的形式脱除并冷凝回收，获得一个含对乙酰氨基苯乙醚、对硝基苯乙醚和醋酐的待分离混合物。将待分离混合物置以活性氧化铝为吸附剂，以醋酐为洗脱剂构成的模拟移动床色谱分离系统中分离，得到对乙酰氨基苯乙醚组分和由对硝基苯乙醚和对氨基苯乙醚构成的另一组分。对乙酰氨基苯乙醚组分置旋转蒸发仪上回收脱除醋酐，得到对乙酰氨基苯乙醚179g。
对乙酰氨基苯乙醚经高效液相检验，产品纯度达到了光谱纯。
由对硝基苯乙醚、对氨基苯乙醚和醋酐构成的另一组分跟分离得到的固体催化剂合并，不经处理，直接作为反应原料，补充添加对硝基苯乙醚和醋酐至规定的量后，进入下一个反应循环使用，得到同样的结果。
Claims (7)
1.反应器耦合模拟移动床对乙酰氨基苯乙醚生产工艺，该工艺由下列步骤组成：
1）制备一个混合物，该混合物由(i)对硝基苯乙醚，(ii)氢气，(iii)催化剂，和(iv)醋酐组成；
2）让混合物中的对硝基苯乙醚和氢气反应生成对氨基苯乙醚和水，反应在30~160oC，0.2~2.2 MPa的条件下进行；
3）让所生成的水对氨基苯乙醚和水跟醋酐反应生成对乙酰氨基苯乙醚和乙酸；
4）反应终止后，对反应器中的物料进行固液分离，得到由对硝基苯乙醚、对氨基苯乙醚、对乙酰氨基苯乙醚、乙酸和醋酐组成的液体化合物和固体催化剂；
5）对液体混合物进行处理，脱除乙酸，得到待分离混合物；
6）用醋酐作为洗脱剂对待分离混合物进行模拟移动床色谱分离，将待分离混合物分割为含对乙酰氨基苯乙醚产品的组分和含对硝基苯乙醚、对氨基苯乙醚的组分，模拟移动床色谱分离在常压，0~200oC的条件下进行；
7）含对硝基苯乙醚、对氨基苯乙醚的组分，连同固体催化剂，返回反应器，循环使用；
8）含对乙酰氨基苯乙醚产品的组分，脱除醋酐，得到对乙酰氨基苯乙醚产品，醋酐回收，循环使用。
2.如权利要求1所述的反应器耦合模拟移动床对乙酰氨基苯乙醚生产工艺，其特征在于所述的催化剂是镍、钴、铂或它们的氧化物中的一种或几种的组合，或附着在活性炭或其他载体上。
3.如权利要求1所述的反应器耦合模拟移动床对乙酰氨基苯乙醚生产工艺，其特征在于固液分离以过滤的方式进行，或以离心沉降的方式进行，过滤用板框过滤机、叶滤机、滤过式离心机或转鼓式真空过滤机中的任何一种过滤机械进行，离心沉降用高速管式离心机、碟片式离心机或沉降式过滤机中的任何一种离心沉降机械进行。
4.如权利要求1所述的反应器耦合模拟移动床对乙酰氨基苯乙醚生产工艺，其特征在于脱除乙酸的处理过程可以是蒸馏、精馏、闪蒸或任何其他不采用中和与水洗的工艺过程。
5.如权利要求1所述的反应器耦合模拟移动床对乙酰氨基苯乙醚生产工艺，其特征在于所述的模拟移动床色谱分离系统所使用的洗脱剂为醋酐。
6.如权利要求1所述的反应器耦合模拟移动床对乙酰氨基苯乙醚生产工艺，其特征在于所述的模拟移动床色谱分离系统所使用的吸附剂是活性炭、硅藻土、白脱土、硅胶、变性硅胶、聚丙烯酰胺、氧化铝或其他任何能够与醋酐配合，将对乙酰氨基苯乙醚与对硝基苯乙醚、对氨基苯乙醚相分离的吸附材料。
7.如权利要求1所述的反应器耦合模拟移动床对乙酰氨基苯乙醚生产工艺，其特征在于反应在90~110oC，1.2~1.8 MPa的条件下进行，模拟移动床色谱分离在20~80oC的条件下进行。
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