CN102690195A - 液相法对羟基苯甲酸连续生产工艺 - Google Patents
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Abstract
一种液相法对羟基苯甲酸连续生产工艺，属于对羟基苯甲酸的生产工艺。本发明采用苯酚与氢氧化钾进行成盐反应，成盐后以二氧化碳进行羧化反应，以浓硫酸酸析得到对羟基苯甲酸产品；工艺包括：反应工序：将氢氧化钾溶液、苯酚与溶剂配料，投入成盐反应釜，成盐反应得到苯酚钾；过滤工序：含有对羟基苯甲酸固体的物料送至离心机，分离、水洗，得到固体对羟基苯甲酸，干燥得到对羟基苯甲酸；萃取回收工序：由过滤工序来的滤液和洗涤液一同送至萃取塔，在萃取塔中用萃取剂萃取；硫酸钾工序：通过连续蒸发器，湿物料经干燥得到硫酸钾产品。优点：⑴单位容量产能大；⑵生产控制简便；⑶环境污染减少；⑷工艺过程缩短；⑸易于连续化；⑹生产装置设备投资低。
Description
技术领域
本发明涉及一种对羟基苯甲酸的生产工艺，特别是一种液相法对羟基苯甲酸连续生产工艺。
背景技术
现有对羟基苯甲酸生产工艺采用苯酚与氢氧化钾进行成盐反应，成盐后以二氧化碳进行羧化反应，之后脱色，最后以浓硫酸酸析，水洗后离心脱水，烘干得成品。由于此工艺为间歇操作，工艺落后，反应及中间处理过程产生大量废气、废水、固体废弃物，尤其是产生的含酚废水难以处理，不利于环境保护，也在一定程度上影响经济效益。
发明内容
本发明的目的是要提供一种液相法对羟基苯甲酸连续生产工艺，解决现有工程传统法对羟基苯甲酸生产过程中含酚废水难以治理的问题。
本发明的目的是这样实现的：本发明的对羟基苯甲酸的生产工艺采用苯酚与氢氧化钾进行成盐反应，成盐后以二氧化碳进行羧化反应，最后以浓硫酸酸析得到对羟基苯甲酸产品；本发明的工艺过程包括：反应工序、过滤工序、萃取回收工序、硫酸钾生产工序，具体的工艺过程如下：
（1） 反应工序
将50%氢氧化钾溶液、苯酚与溶剂按一定比例配料，质量比为1: 1: 2-1:3.5:20，投入成盐反应釜，在120-220℃和常压下进行成盐反应，得到苯酚钾；
将上述物料转入羧化反应器，同时通入二氧化碳，通入二氧化碳的量以羧化反应完全为止，控制温度200-260℃，压力0.4-0.8MPa，反应约4小时后结束；
羧化反应结束后，在物料中加入脱盐水，得到对钾氧基苯甲酸钾的水溶液，反应物和未反应物经分相塔分相分离，未反应的苯酚和溶剂循环回成盐反应釜；
在对钾氧基苯甲酸钾水溶液中加入质量分数为1-10%的活性炭，进行脱色处理；
脱色后的对钾氧基苯甲酸钾水溶液，加入硫酸进行酸化，PH值控制在1.5-5，得到对羟基苯甲酸目的产品，对羟基苯甲酸不溶于水，以固体形式析出；
（2） 过滤工序
含有对羟基苯甲酸固体的物料送至离心机离心分离，水洗，得到固体对羟基苯甲酸，然后经干燥得到对羟基苯甲酸产品；干燥采用烘干方式，烘干温度控制在160-200℃；
离心母液及洗涤液送萃取工序；
（3） 萃取回收工序
由过滤工序来的滤液和洗涤液一同送至萃取塔，在萃取塔中用萃取剂萃取未反应的少量苯酚及少量对羟基苯甲酸产品，萃取剂：物料的质量比为0.5:1-4:1，水相萃余液中含苯酚及对羟基苯甲酸含量很低，该萃余液送至硫酸钾工序，生产硫酸钾；油相萃取液送去反萃取塔，和氢氧化钾溶液进行反萃取，反萃取过程在40-60℃的温度下进行，低压蒸汽加热保证反萃温度，得到的苯酚钾进入水相，油相循环回萃取塔，水相进入成盐反应器进行反应；
（4） 硫酸钾工序
由萃取塔来的水相萃余液，含有大量反应副产的硫酸钾，该物料通过DTB连续蒸发器，进行结晶，出结晶器的物料为浆料，该浆料通过离心分离得到硫酸钾湿物料，湿物料经干燥得到硫酸钾目的产品。
所述的溶剂为：煤油和异辛醇，煤油：异辛醇的质量比为4:1-1:1；所述的萃取剂为：高效脱酚萃取剂W或异辛醇。
有益效果，由于采用了上述方案，本发明的溶剂法对羟基苯甲酸生产工艺先进，通过萃取、反萃取等过程，使整个生产过程无工艺废水的排放；设备定期清洗废水，经统一收集后可回于生产过程；特点在于实现了工艺上的连续化，减少了生产过程中的污染和浪费，真正实现液态连续反应过程 。
传统工艺技术硝化（或磺化）过程无论采用间歇单釜式还是采用多釜串联连续化进行，物料累计停留时间均在4-10小时内，本项工艺技术停留时间小于4小时。传统工艺技术采用混酸硝化，单位立方反应釜内，对羟基苯甲酸产量在600公斤左右，本发明工艺单位立方反应釜的生产能力接近900-1200公斤。使现有设备能力的生产量将达到传统生产技术的四倍以上。
传统生产技术采用间歇过程，生产过程中自控要求较高。本发明采用在连续液态条件下反应，反应条件较为温和，操作弹性大，反应温度易于控制，自控要求相对简单。
生产过程中产生的废水能够被装置自身回用，整个装置不产生废水，装置得到的产品需要用活性炭脱色，年用量360吨，废活性碳作为危险固废由有资质的危废处理单位处理。
传统工艺由于反应物料成两相，传质效果不好，故反应速率较低，并且反应过程必须不断地移出反应生成的水，所以需要多釜串联，很不经济。本发明工艺采用煤油作溶剂，实现完全液相反应，大大提高了反应中的传质、传热效率，从而缩短了反应时间。并且反应温度控制在水和溶剂的共沸点，利用冷凝、分相、回流的方式，方便的实现了移出水和移热的目的。
成盐反应为三釜串联，连续过程。羧化同样采用三釜串联，连续过程。
同样生产能力的装置，其设备投资较传统工艺低许多，设备单产能力大大提高，工艺流程缩短，故而折旧费大幅度降低，产品成本也相应降低。
解决了现有工程传统法对羟基苯甲酸生产过程中含酚废水难以治理的问题，达到了本发明的目的。
优点：⑴ 单位容量产能大；⑵ 生产控制简便；⑶ 环境污染减少；⑷ 工艺过程缩短；⑸ 易于连续化；⑹ 生产装置设备投资低。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
实施例1：本发明的对羟基苯甲酸的生产工艺采用苯酚与氢氧化钾进行成盐反应，成盐后以二氧化碳进行羧化反应，最后以浓硫酸酸析得到对羟基苯甲酸产品；在于实现了工艺上的连续化，减少了生产过程中的污染和浪费，本发明的工艺过程包括：反应工序、过滤工序、萃取回收工序、硫酸钾生产工序，具体的工艺过程如下：
（1） 反应工序
将50%氢氧化钾溶液、苯酚与煤油和异辛醇按一定比例配料，质量比1:1:2，煤油与异辛醇的质量比为4:1，投入成盐反应釜，在120℃左右和常压下进行成盐反应，得到苯酚钾；
将上述物料转入羧化反应器，同时通入二氧化碳直至羧化结束，控制温度200℃，压力0.4MPa，反应约4小时后结束；
羧化反应结束后，在物料中加入脱盐水，得到对钾氧基苯甲酸钾的水溶液，未反应的苯酚和溶剂循环回成盐反应釜，此分离过程通过分相塔分相实现；
在对钾氧基苯甲酸钾水溶液中加入活性炭，质量分数为1%，进行脱色处理；
脱色后的对钾氧基苯甲酸钾水溶液，加入98%硫酸进行酸化，控制pH值1.5左右时得到对羟基苯甲酸目的产品，对羟基苯甲酸不溶于水，故以固体形式析出；
（2） 过滤工序
含有对羟基苯甲酸固体的物料送至离心机离心分离，水洗，得到固体对羟基苯甲酸，然后经烘干干燥温度160℃得到对羟基苯甲酸产品；
离心母液及洗涤液送萃取工序；
（3） 萃取回收工序
由过滤工序来的滤液和洗涤液一同送至萃取塔，在萃取塔中用高效脱酚萃取剂W或异辛醇萃取未反应的少量苯酚及少量对羟基苯甲酸产品，加入的高效脱酚萃取剂W或异辛醇与物料质量比0.5:1，水相萃余液中含苯酚及对羟基苯甲酸含量很低，该萃余液送至硫酸钾工序，生产硫酸钾；油相萃取液送去反萃取塔，和氢氧化钾溶液进行反萃取，反萃取过程在40℃的温度下进行，低压蒸汽保温，得到的苯酚钾进入水相，油相循环回萃取塔，水相进入成盐反应器进行反应；
（4） 硫酸钾工序
由萃取塔来的水相萃余液，含有大量反应副产的硫酸钾，该物料通过DTB连续蒸发器，进行结晶，出结晶器的物料为浆料，该浆料通过离心分离得到硫酸钾湿物料，湿物料经干燥得到硫酸钾目的产品。
实施例2：
（1） 反应工序
将50%氢氧化钾溶液、苯酚与煤油和异辛醇按一定比例配料，质量比1:2.5:10，煤油与异辛醇的质量比为2.5:1，投入成盐反应釜，在180℃左右和常压下进行成盐反应，得到苯酚钾；
将上述物料转入羧化反应器，同时通入二氧化碳直至羧化结束，控制温度230℃，压力0.6MPa，反应约4小时后结束；
羧化反应结束后，在物料中加入脱盐水，得到对钾氧基苯甲酸钾的水溶液，未反应的苯酚和溶剂循环回成盐反应釜，此分离过程通过分相塔分相实现。
在对钾氧基苯甲酸钾水溶液中加入活性炭，质量分数为5%，进行脱色处理；
脱色后的对钾氧基苯甲酸钾水溶液，加入硫酸进行酸化，控制pH值3得到对羟基苯甲酸目的产品，对羟基苯甲酸不溶于水，故以固体形式析出；
（2） 过滤工序
含有对羟基苯甲酸固体的物料送至离心机离心分离，水洗，得到固体对羟基苯甲酸，然后经烘干干燥温度180℃得到对羟基苯甲酸产品；
离心母液及洗涤液送萃取工序；
（3） 萃取回收工序
由过滤工序来的滤液和洗涤液一同送至萃取塔，在萃取塔中用高效脱酚萃取剂W或异辛醇萃取未反应的少量苯酚及少量对羟基苯甲酸产品，加入的高效脱酚萃取剂W或异辛醇的量与物料质量比2.5:1，水相萃余液中含苯酚及对羟基苯甲酸含量很低，该萃余液送至硫酸钾工序，生产硫酸钾；油相萃取液送去反萃取塔，和氢氧化钾溶液进行反萃取，反萃取过程在50℃的温度下进行，低压蒸汽保温，得到的苯酚钾进入水相，油相循环回萃取塔，水相进入成盐反应器进行反应；
（4） 硫酸钾工序
由萃取塔来的水相萃余液，含有大量反应副产的硫酸钾，该物料通过DTB连续蒸发器，进行结晶，出结晶器的物料为浆料，该浆料通过离心分离得到硫酸钾湿物料，湿物料经干燥得到硫酸钾目的产品。
实施例3：
（1） 反应工序
将50%氢氧化钾溶液、苯酚与煤油和异辛醇按一定比例配料，质量比1:3.5:20，煤油与异辛醇的质量比为1:1，投入成盐反应釜，在220℃左右和常压下进行成盐反应，得到苯酚钾；
将上述物料转入羧化反应器，同时通入二氧化碳直至羧化结束，控制温度260℃，压力0.8MPa，反应约4小时后结束；
羧化反应结束后，在物料中加入脱盐水，得到对钾氧基苯甲酸钾的水溶液，未反应的苯酚和溶剂循环回成盐反应釜，此分离过程通过分相塔分相实现。
在对钾氧基苯甲酸钾水溶液中加入活性炭，质量分数为10%，进行脱色处理；
脱色后的对钾氧基苯甲酸钾水溶液，加入98%硫酸进行酸化，控制pH值5时得到对羟基苯甲酸目的产品，对羟基苯甲酸不溶于水，故以固体形式析出；
（2） 过滤工序
含有对羟基苯甲酸固体的物料送至离心机离心分离，水洗，得到固体对羟基苯甲酸，然后经烘干干燥温度200℃得到对羟基苯甲酸产品；
离心母液及洗涤液送萃取工序；
（3） 萃取回收工序
由过滤工序来的滤液和洗涤液一同送至萃取塔，在萃取塔中用高效脱酚萃取剂W或异辛醇萃取未反应的少量苯酚及少量对羟基苯甲酸产品，加入的高效脱酚萃取剂W或异辛醇的量与物料质量比4:1，水相萃余液中含苯酚及对羟基苯甲酸含量很低，该萃余液送至硫酸钾工序，生产硫酸钾；油相萃取液送去反萃取塔，和氢氧化钾溶液进行反萃取，反萃取过程在60℃的温度下进行，低压蒸汽保温，得到的苯酚钾进入水相，油相循环回萃取塔，水相进入成盐反应器进行反应；
（4） 硫酸钾工序
由萃取塔来的水相萃余液，含有大量反应副产的硫酸钾，该物料通过DTB连续蒸发器，进行结晶，出结晶器的物料为浆料，该浆料通过离心分离得到硫酸钾湿物料，湿物料经干燥得到硫酸钾目的产品。
Claims (2)
1.一种液相法对羟基苯甲酸连续生产工艺，其特征是：本发明的对羟基苯甲酸的生产工艺采用苯酚与氢氧化钾进行成盐反应，成盐后以二氧化碳进行羧化反应，最后以浓硫酸酸析得到对羟基苯甲酸产品；本发明的工艺过程包括：反应工序、过滤工序、萃取回收工序、硫酸钾生产工序，具体的工艺过程如下：
反应工序
将50%氢氧化钾溶液、苯酚与溶剂按一定比例配料，质量比为1: 1: 2-1:3.5:20，投入成盐反应釜，在120-220℃和常压下进行成盐反应，得到苯酚钾；
将上述物料转入羧化反应器，同时通入二氧化碳，通入二氧化碳的量以羧化反应完全为止，控制温度200-260℃，压力0.4-0.8MPa，反应约4小时后结束；
羧化反应结束后，在物料中加入脱盐水，得到对钾氧基苯甲酸钾的水溶液，反应物和未反应物经分相塔分相分离，未反应的苯酚和溶剂循环回成盐反应釜；
在对钾氧基苯甲酸钾水溶液中加入质量分数为1-10%的活性炭，进行脱色处理；
脱色后的对钾氧基苯甲酸钾水溶液，加入硫酸进行酸化，PH值控制在1.5-5时得到对羟基苯甲酸目的产品，对羟基苯甲酸不溶于水，以固体形式析出；
过滤工序
含有对羟基苯甲酸固体的物料送至离心机离心分离，水洗，得到固体对羟基苯甲酸，然后经干燥得到对羟基苯甲酸产品；干燥采用烘干方式，烘干温度控制在160-200℃；
离心母液及洗涤液送萃取工序；
萃取回收工序
由过滤工序来的滤液和洗涤液一同送至萃取塔，在萃取塔中用萃取剂萃取未反应的少量苯酚及少量对羟基苯甲酸产品，萃取剂：物料的质量比为0.5:1-4:1，水相萃余液中含苯酚及对羟基苯甲酸含量很低，该萃余液送至硫酸钾工序，生产硫酸钾；油相萃取液送去反萃取塔，和氢氧化钾溶液进行反萃取，反萃取过程在40-60℃的温度下进行，低压蒸汽加热保证反萃温度，得到的苯酚钾进入水相，油相循环回萃取塔，水相进入成盐反应器进行反应；
硫酸钾工序
由萃取塔来的水相萃余液，含有大量反应副产的硫酸钾，该物料通过DTB连续蒸发器，进行结晶，出结晶器的物料为浆料，该浆料通过离心分离得到硫酸钾湿物料，湿物料经干燥得到硫酸钾目的产品。
2.根据权利要求书1所述的液相法对羟基苯甲酸连续生产工艺，其特征是：所述的溶剂为：煤油和异辛醇；煤油：异辛醇的质量比为4:1-1:1；所述的萃取剂为：高效脱酚萃取剂W或异辛醇。
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