CN102875342B - 一种由二氯化苄水解制备苯甲醛的连续流方法 - Google Patents

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Abstract

本发明一种由二氯化苄水解制备苯甲醛的连续流方法，属于化工生产技术领域。是在微通道反应器中一种以二氯化苄为原料，盐酸催化水解制苯甲醛的方法，涉及有机合成应用领域。原料二氯化苄和工业盐酸经计量泵打入到微通道反应器中，经预热、混合、反应后得到苯甲醛粗品。该方法将传统苯甲醛生产时间由数小时缩短至数分钟，具有操作简单、设备损耗小、环境污染小等优点。本发明二氯化苄的转化率达到69.2%，苯甲醛的选择性为100%。

Description

一种由二氯化苄水解制备苯甲醛的连续流方法
技术领域
本发明是关于二氯化苄水解制备苯甲醛的连续流方法，更具体说是关于一种在康宁高通量-微通道反应器中的二氯化苄水解制备苯甲醛的连续流生产工艺,属于化工生产技术领域。
背景技术
苯甲醛是重要的化工原料和医药中间体，广泛应用于合成香料、染料和药物等精细化学品。
目前现有的苯甲醛生产工艺是甲苯侧链氯化水解法和甲苯氧化法，国内生产厂家大都采用甲苯侧链氯化水解法。此法将甲苯侧链氯化，生成氯化苄、二氯化苄和少量三氯化苄的混合物，然后精馏制取二氯化苄，再经酸性或碱性水解制取苯甲醛。二氯化苄的酸性或碱性水解是在传统的间歇反应釜中水解制得，存在废水量多、设备要求高、操作不稳定及不安全等一些问题。近年来也有一些有关二氯化苄水解制苯甲醛的连续报道，但是存在设备要求高、工艺复杂等特点。
目前为止，尚未见到在康宁微通道连续流的方式进行二氯化苄水解制苯甲醛的工艺研究，本发明提供一种在康宁微通道反应器内以连续流方式进行二氯化苄水解制苯甲醛的工艺路线。
康宁高通量-微通道反应器由直通道型、心型混合型、心型结构和直通道结构相混合型的特种玻璃功能模块构成的。反应器的特种玻璃功能模块有双进料口和单出料口的功能模块以及单进料口和单出料口的功能模块。反应器的安全操作温度范围为-25℃~200℃，安全操作压力范围为0~18bar，物料管线连接为PFA（全氟烷氧基树脂）材料。欧洲专利WO2010/037012A2，是康宁公司特殊结构设计的模块专利，专利中详细写出了康宁生产的特殊模块的结构，模块的尺寸以及通道的排列等等，指出了模块的集成和微型化是化工过程放大较安全的选择。
发明内容
本发明的目的是提供一种在康宁微通道反应器内由二氯化苄水解制备苯甲醛的连续流工艺，与现有工艺相比，该工艺具有反应进料精确、温度控制平稳、缩短反应时间等优点，且原料二氯化苄在短时间内转化率、选择性较高。
本发明提供一种利用微通道反应器由二氯化苄水解制苯甲醛的方法，具体按如下步骤进行：
1）通过流量设置控制盐酸与二氯化苄的摩尔比为2.5~50，两股物料分别经过计量泵进入到微通道反应器中进行反应。温度由外部换热器进行精确控制，换热介质为导热油。在微通道出口处安装聚四氟乙烯材质的盘管，放入到冰水浴中进行冷却，反应完成后，产物从出口流出，收集产品；该反应过程在微通道反应器内反映停留时间为250~410s，反应温度为100~200℃，反应压力为0~10bar。。
2）将出口得到的产物静置分层析出油相、油相用水洗涤、10%碳酸钠溶液洗涤、水洗涤后可得到产物苯甲醛。
其中所述的增强传质型微通道反应器模块模块内微通道结构为直流型通道结构或增强混合型通道结构。
其中所述的直流型通道结构为管状结构，增强混合型通道结构为T型结构、球形结构、球形带挡板结构、水滴状结构或心型结构，通道水力直径为0.5mm~10mm。
本发明提供的二氯化苄水解制苯甲醛的连续流工艺包括原料的预热、混合及冷却三部分。产物的分离可借助常规方法与设备进行。
本发明与现有传统生产技术相比有以下主要特点：
1．本发明采用康宁微通道连续流反应器，反应时间从传统的数小时缩短至数分钟，显著地提高了反应的效率。
2．精确的进料量控制和强有效的混合，使反应转化完全，产物分离后，水相可以继续参与到反应中，减少了废水的排放。
3．反应器模块为特种玻璃材质，耐酸，降低了设备的要求，模块的自由组装、拆卸便于产量应对市场的变化进行及时调控，减少设备投资，增加市场竞争力。
附图说明
图 1为本发明所使用的康宁微通道反应器模块及结构图；
图2为本发明在康宁微通道反应器中二氯化苄水解制苯甲醛反应工艺流程示意图。
具体实施方式
参照图2本发明的工艺流程图，按照下述步骤：（1）先用计量泵将二氯化苄和氯化氢水溶液按设定流速打入各自的微通道模块内，用换热装置加热至反应温度进行预热；（2）预热后的二氯化苄和氯化氢水溶液进入到心型混合模块中进行反应；（3）经微通道反应得到的产物通过冷却盘管冰水浴冷却后，经分离、中和、洗涤后，在收集瓶中得到最终产物苯甲醛。
下面通过实施例对本发明作进一步说明，但不因此而限制本发明的内容。
实施例1
（1）所用装置：选用图1中康宁微通道反应模块（康宁直通道模块+康宁心型通道模块），参照图2确定微通道反应器连接模式，混合反应模块数根据流速与反应停留时间确定，换热介质为导热油。
（2）设定各计量泵的体积流速为F二氯苄=10ml/min，F工业盐酸=15ml/min，将物料分别打入直通道玻璃模块中进行预热，设定换热器的温度为120℃，此时水与二氯化苄的摩尔比为10：1。反应的停留时间为115s。反应的产物经盘管冰水浴冷却后，以油水混合相连续流状态流出反应器。
（3）产品经油水分离、中和、洗涤后可通过气相色谱进行检测，此时二氯化苄的转化率为28.6%。
实施例2
（1）所用装置：选用图1中康宁微通道反应模块（康宁直通道模块+康宁心型通道模块），参照图2确定微通道反应器连接模式，混合反应模块数根据流速与反应停留时间确定，换热介质为导热油。
（2）设定各计量泵的体积流速为F二氯苄=10ml/min，F工业盐酸=15ml/min，将物料分别打入直通道玻璃模块中进行预热，设定换热器的温度为130℃，此时水与二氯化苄的摩尔比为10：1。反应的停留时间为115s。反应的产物经盘管冰水浴冷却后，以油水混合相连续流状态流出反应器。
（3）产品经油水分离、中和、洗涤后可通过气相色谱进行检测，此时二氯化苄的转化率为42.7%。
实施例3
（1）所用装置：选用图1中康宁微通道反应模块（康宁直通道模块+康宁心型通道模块），参照图2确定微通道反应器连接模式，混合反应模块数根据流速与反应停留时间确定，换热介质为导热油。
（2）设定各计量泵的体积流速为F二氯苄=10ml/min，F工业盐酸=15ml/min，将物料分别打入直通道玻璃模块中进行预热，设定换热器的温度为140℃，此时水与二氯化苄的摩尔比为10：1。反应的停留时间为115s。反应的产物经盘管冰水浴冷却后，以油水混合相连续流状态流出反应器。
（3）产品经油水分离、中和、洗涤后可通过气相色谱进行检测，此时二氯化苄的转化率为56.5%。
实施例4
（1）所用装置：选用图1中康宁微通道反应模块（康宁直通道模块+康宁心型通道模块），参照图2确定微通道反应器连接模式，混合反应模块数根据流速与反应停留时间确定，换热介质为导热油。
（2）设定各计量泵的体积流速为F二氯苄=7.3ml/min，F工业盐酸=17.6ml/min，将物料分别打入直通道玻璃模块中进行预热，设定换热器的温度为130℃，此时水与二氯化苄的摩尔比为15：1。反应的停留时间为250s。反应的产物经盘管冰水浴冷却后，以油水混合相连续流状态流出反应器。
（3）产品经油水分离、中和、洗涤后可通过气相色谱进行检测，此时二氯化苄的转化率为58.5%。
实施例5
（1）所用装置：选用图1中康宁微通道反应模块（康宁直通道模块+康宁心型通道模块），参照图2确定微通道反应器连接模式，混合反应模块数根据流速与反应停留时间确定，换热介质为导热油。
（2）设定各计量泵的体积流速比为F二氯苄=4.5ml/min，F工业盐酸=10.7ml/min，将物料分别打入直通道玻璃模块中进行预热，设定换热器的温度为140℃，此时水与二氯化苄的摩尔比为15：1。反应的停留时间为360s。的产物经盘管冰水浴冷却后，以油水混合相连续流状态流出反应器。
（3）产品经油水分离、中和、洗涤后可通过气相色谱进行检测，此时二氯化苄的转化率为69.2%。

Claims (3)

1.一种利用微通道反应器由二氯化苄水解制苯甲醛的方法，具体按如下步骤进行：
1）通过流量设置控制盐酸与二氯化苄的摩尔比为2.5~50，两股物料分别经过计量泵进入到微通道反应器中进行反应；
温度由外部换热器进行精确控制，换热介质为导热油；
在微通道出口处安装聚四氟乙烯材质的盘管，放入到冰水浴中进行冷却，反应完成后，产物从出口流出，收集产品；该反应过程在微通道反应器内反应停留时间为250~410s，反应温度为100~200℃，反应压力为0~10bar；
2）将出口得到的产物静置分层析出油相、油相用水洗涤、10%碳酸钠溶液洗涤、水洗涤后可得到产物苯甲醛。
2. 根据权利要求1所述的一种利用微通道反应器由二氯化苄水解制苯甲醛的方法，其特征在于其中所述的微通道反应器内微通道结构为直流型通道结构或增强混合型通道结构。
3.根据权利要求2所述的一种利用微通道反应器由二氯化苄水解制苯甲醛的方法，其特征在于直流型通道结构为管状结构，增强混合型通道结构为T型结构、球形结构、球形带挡板结构、水滴状结构或心型结构，通道水力直径为0.5mm~10mm。
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