CN103664671B - 一种邻氨基苯甲酸连续化生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种邻氨基苯甲酸连续化生产方法，以邻甲酰胺苯甲酸钠溶液、次氯酸钠水溶液和氢氧化钠溶液为原料，经过氧化、中和反应制备邻氨基苯甲酸，反应在带有超重力反应器的连续化生产装置中进行，超重力反应器的超重力因子25～250。本发明提供的生产方法生产设备操作简便、运行稳定，生产效率高，收率高，废水量减少30%左右。

Description

一种邻氨基苯甲酸连续化生产方法

技术领域

本发明属于有机合成领域，涉及邻氨基苯甲酸生产技术，具体涉及一种邻氨基苯甲酸连续化生产方法。

技术背景

邻氨基苯甲酸，又名：氨茴酸，分子式：C₇H₇O₂N。主要用于染料工业制备偶氮染料、蒽醌染料、靛族染料等，医药工业用于抗心律失常药、维生素L、镇痛药等，还用于甲脂、乙脂等香料的合成及化妆品中作皮肤增白剂，是合成杀虫剂、杀菌剂的主要原料，也可作试剂，检测镉、钴、汞、镁、镍、铅、锌、铈等。

邻氨基苯甲酸的合成路线有苯酐法、邻硝基苯甲酸铁粉还原法、副产回收法和邻硝基乙苯法。苯酐法中，苯酐和氨水在碱性条件下反应制得邻甲酰胺苯甲酸钠，再由邻甲酰胺苯甲酸钠与次氯酸钠进行霍夫曼降级反应得到邻氨基苯甲酸钠，酸化后得到目的产物。但以上生产方法大都为间歇法。间歇法的缺点是容积生产率非常小，生产效率低，有些工艺还需要采用溶剂对产品进行重结晶精制后含量方能满足要求；废溶剂量大，吨产品废水生成量高。而连续法合成工艺提高了邻氨基苯甲酸的生产能力，如US3847974(1974)、US4233459(1980)和US4276433(1981)等专利中报道了采用混合喷嘴实现了邻苯二甲酰亚胺连续化制备邻氨基苯甲酸的方法。但该系列方法整套生产装置结构复杂，操作条件要求苛刻，同时该系列技术生产邻氨基苯甲酸的吨产品废水量较高（18~19吨）。

发明内容

本发明的目的在于提供一种工艺设备简单可靠，同时生产效率高、收率高且废水量小的邻氨基苯甲酸连续化生产方法。

为了达到上述目的，本发明开发研究了一种采用超重力反应器合成邻氨基苯甲酸的连续化生产方法。本发明邻氨基苯甲酸采用苯酐法合成。

本发明的技术方案如下：

一种邻氨基苯甲酸连续化生产方法，以邻甲酰胺苯甲酸钠溶液、氢氧化钠溶液和次氯酸钠水溶液为原料，经过氧化、中和反应制备邻氨基苯甲酸。反应在带有超重力反应器的连续化生产装置中进行，该连续化生产装置包括进料泵1、2和3、超重力反应器4、承接槽5、升温管6、中和管7、加酸泵8、析出釜9、过滤器10。其中承接槽为带有换热面的锥形或连接有垂直段的锥形容器，例如带有夹套作为换热面的漏斗状容器。承接槽位于超重力反应器转鼓外侧，其上边缘高度不低于超重力反应器转鼓的高度。承接槽下端出口与升温管连接，升温管外部设有电加热或升温夹套。升温管出口与中和冷却管侧面进口连接，中和冷却管外部设有夹套，并设有加酸口（位于中和冷却管的上端），中和冷却管的末端与析出釜连接，析出釜内装有搅拌器、外带夹套，析出釜的出料口与过滤器相连。承接槽为锥形或连接有垂直段的锥形容器，设有换热面，型式为冷却夹套式。承接槽的这种结构可以满足其内壁完成快速混合反应、并能及时移出反应热的要求。这样的设置与升温管组合可以使物料快速变温从而满足反应不同阶段对温度的要求，并产生有益效果。例如，承接槽换热面的设置，可以快速的移除反应热从而使得即便进入反应器的物料浓度较高也可以将温度控制在需要的范围内。提高的物料浓度是减少废水生成量的措施。

连续工艺的具体操作步骤为：先将三种原料通过进料泵计量连续加入超重力反应器，在超重力环境中，物料瞬间被反复剪切分割与混合、并在离心力的作用下被快速甩入承接槽，完成快速混合，之后承接槽内物料进入升温管升温反应，反应完毕，生成的邻氨基苯甲酸钠流入中和管与酸中和并被冷却，物料在析出釜析出后过滤得到邻氨基苯甲酸。原料在混合的同时会有部分发生放热反应，此时应当在承接槽及时移出反应热避免原料次氯酸钠分解。

本发明所述超重力反应器可从市场上购入或自制。形成超重力环境的超重力反应器的超重力因子β为25～250，其计算方法为领域内公知。当超重力反应器的规格一定时，超重力因子大小的变化通过调节电机转数实现。超重力反应器的安装方式可为立式或卧式，离心转子型式包括但不限于转鼓式、笼式等；当转子为转鼓式时，转鼓开孔率15%~25%，转鼓内的填料为不锈钢丝网。

超重力反应器及与其连接的升温管和中和管的操作在常压或加压下进行，超重力反应器内温度为15~35℃，升温管及中和管反应温度35~100℃，反应时间50~200秒钟。升温管空隙率为85%。连续加入超重力反应器的各物料的质量比如下，邻甲酰胺苯甲酸钠溶液：水：氢氧化钠：次氯酸钠为1：5~10：0.22~0.66：0.38~0.6。次氯酸钠是以其有效氯计量加入的，通常使用的次氯酸钠的有效氯含量为5%~16%。进入超重力反应器的物料经承接槽流出后进入升温管升温至50~100℃，反应完毕，生成的邻氨基苯甲酸钠进入中和冷却管（也可称之为管式中和釜）加酸混合（盐酸、硫酸或其它强酸），酸加入量为中和反应液的pH值至4~10。中和冷却管外壁以夹套冷却方式移热，整个反应过程在50~200秒钟内完成，邻氨基苯甲酸产品于析出釜内析出，经过滤器分离得到。其中，邻甲酰胺苯甲酸钠溶液可以按已知方法配制，比如：将水和氨水加入到搅拌釜中，室温，搅拌下加入二分之一总量的苯酐，反应体系自行升温至40~50℃，此时反应物料应为无色透明溶液，pH值大于7.5。降温至40℃以下，加入另一半苯酐，同时滴加氢氧化钠溶液，保持pH值大于9，反应温度50~70℃，约20~60分钟反应基本完毕。稍降温，真空抽出过量的氨，降至室温备用。各物料质量比可以为，苯酐：水：氨水：氢氧化钠为1：0.5~5：0.12~1.13：0.1~0.4，氨水为20%市售氨水。

按照本发明的生产方法，反应总收率高达94%以上，产品纯度可达99.9%，吨产品废水生成量11.9~14吨。

本发明的生产方法具有以下优点：1.生产设备操作简便、运行稳定；2.生产效率高，总时空收率最高可达4.85kg/（L·h）；3.产品收率高，废水量比现有技术报道的连续法产生的废水可减少30%以上。

附图说明

图1为邻氨基苯甲酸连续化生产装置。

其中：1为次氯酸钠进料泵，2为邻甲酰胺苯甲酸钠溶液进料泵，3为氢氧化钠溶液进料泵，4为超重力反应器，5为承接槽，6为升温管，7为中和冷却管，8为加酸泵，9为析出釜，10为过滤器。

具体实施方式

以下具体实施例用于进一步说明本发明，但本发明绝非仅限于下述实施例，在权利要求的范围内可以进行各种条件的变换。

实施例1

超重力反应器直径100mm，高60mm，不锈钢材质，反应器转子为转鼓式，转鼓开孔率15%，超重力因子40，转鼓内的填料为不锈钢丝网；承接槽为设有夹套作为换热面的漏斗状容器，承接槽下端连接的升温管长6000mm，直径65mm，外部设有电加热，升温管出口连接的中和冷却管长200mm，直径65mm，外部设有夹套，上端设有加酸口，中和冷却管的末端连接析出釜，析出釜的出料口与过滤器相连。在上述装置中，连续的向超重力反应器的转鼓同时加入邻甲酰胺苯甲酸钠溶液、次氯酸钠水溶液和氢氧化钠溶液，其中，邻甲酰胺苯甲酸钠溶液的流量为5.2L/min，溶液组成为每百公斤水溶液中含邻甲酰胺苯甲酸钠31.59kg、水68.41kg。次氯酸钠溶液流量为6.0L/min，有效氯为10.0%。氢氧化钠溶液的流量为2.2L/min，溶液组成为每百公斤水溶液中含氢氧化钠30.0kg、水70.0kg。通过调节承接槽夹套中冷却水的水温与流量，控制承接槽内物料的温度在25~28℃，通过调节电加热电压控制升温管温度40~71℃，在中和冷却管按2.7L/min加入浓度为36%的盐酸，通过调节中和冷却管夹套中冷却水的水温与流量控制中和冷却管内物料的温度在40~50℃，物料在重力作用下流入析出釜，在析出釜内调节物料的pH值至4~5，温度控制在15~20℃，后进入过滤器过滤，得到邻氨基苯甲酸4.53kg/（L·h），含量99.9%，收率94.5%（以苯酐计），吨产品废水量14.0吨。

实施例2

超重力反应器直径200mm，高100mm，不锈钢材质，反应器转子为转鼓式，转鼓开孔率25%，超重力因子200，转鼓内的填料为不锈钢丝网；承接槽为设有夹套作为换热面的漏斗状容器，承接槽下端连接的升温管长6000mm，直径80mm，外部设有电加热，升温管出口连接的中和冷却管长200mm，直径80mm，外部设有夹套，上端设有加酸口，中和冷却管的末端连接析出釜，析出釜的出料口与过滤器相连。在上述装置中，连续的向超重力反应器的转鼓同时加入邻甲酰胺苯甲酸钠溶液、次氯酸钠水溶液和氢氧化钠溶液，其中，邻甲酰胺苯甲酸钠溶液的流量为7.9L/min，溶液组成为每百公斤水溶液中含邻甲酰胺苯甲酸钠35.38kg、水64.62kg。次氯酸钠溶液流量为8.3L/min，有效氯为12.8%。氢氧化钠溶液的流量为3.9L/min，溶液组成为每百公斤水溶液中含氢氧化钠30.0kg、水70.0kg。通过调节承接槽夹套中冷却水的水温与流量，控制承接槽内物料的温度在25~28℃，通过调节电加热电压控制升温管温度40~71℃，在中和冷却管按5.0L/min加入浓度为36%的盐酸，通过调节中和冷却管夹套中冷却水的水温与流量控制中和冷却管内物料的温度在40~50℃，物料在重力作用下流入析出釜，在析出釜内调节物料的pH值至4~5，温度控制在15~20℃，后进入过滤器过滤，得到邻氨基苯甲酸4.85kg/（L·h），含量99.9%，收率95.6%（以苯酐计），吨产品废水量11.9吨。

Claims (3)

1.一种邻氨基苯甲酸连续化生产方法，以邻甲酰胺苯甲酸钠溶液、次氯酸钠溶液和氢氧化钠溶液为原料，经过氧化、中和反应制备邻氨基苯甲酸，其特征在于：反应在带有超重力反应器的连续化生产装置中进行，该连续化生产装置包括进料泵(1)、(2)和(3)、超重力反应器(4)、承接槽(5)、升温管(6)、中和管(7)、加酸泵(8)、析出釜(9)、过滤器(10)，具体操作步骤为将物料通过进料泵计量连续加入超重力反应器，瞬间反复剪切分割与混合、并被快速甩入承接槽，完成快速混合；之后承接槽内物料进入升温管升温反应，反应完毕，生成的邻氨基苯甲酸钠流入中和管与酸中和并被冷却，析出并过滤得到邻氨基苯甲酸；

所述的超重力反应器的超重力因子为25～250；

超重力反应器及与其连接的升温管和中和管的操作在常压或加压下进行，超重力反应器内温度为15～35℃，升温管及中和管反应温度35～100℃，反应时间50～200秒钟。

2.按照权利要求1所述的生产方法，其特征在于：连续加入超重力反应器的各物料的质量比如下，邻甲酰胺苯甲酸钠：水：氢氧化钠：次氯酸钠为1：5～10：0.22～0.66：0.38～0.6。

3.按照权利要求1所述的生产方法，其特征在于：所述的承接槽为锥形或联接有垂直段的锥形容器，并带有换热面。