CN103936578B - 一种母液循环制备安息香产品的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明为一种母液循环制备安息香产品的方法，属于化工产品制备工艺技术领域。按比例依次将制备安息香产品反应过程中所得到的反应母液、苯甲醛、水、氢氰酸、阳离子表面活性剂、相转移催化剂、分散剂、无机盐加入反应釜中。搅拌，升温至45-65℃，加入阳离子表面活性剂，保温反应1.0-2.0h；加入阳离子表面活性剂，升温至55-70℃，保温反应1.5-2.5h，至反应结束；分离出安息香固体粗产品，用乙醇溶液洗涤，干燥，得白色结晶产品；分离出的滤液既反应母液，收集，称重，作为反应溶剂循环使用。本发明具有生产过程简单、产品收率高、质量好、生产成本低、便于工业化生产的特点。

Description

一种母液循环制备安息香产品的方法
技术领域
本发明涉及一种母液循环制备安息香产品的技术方法，属于化工产品制备工艺技术领域。安息香产品的化学结构式为：
背景技术
安息香是一种重要的有机合成产品，广泛用作感光性树脂的光敏剂、粉末涂料的防缩孔剂；另外安息香也广泛用于合成染料、合成医药的中间体。
安息香的合成方法是由苯甲醛为原料，甲醇或乙醇溶液为反应溶剂，氰化钠为催化剂，苯甲醛进行双分子缩合反应而生成。
《湖北民族学院学报(自然科学版)》第26卷第2期，《包装工程》第25卷第6期，《华北煤炭医学院学报》第25卷第6期，《化学通报》2002年第1期公开了以苯甲醛为原料，甲醇或乙醇溶液为反应溶剂，维生素B1作为催化剂，在碱性条件下进行双分子缩合反应而制备安息香产品，其不足之处在于反应收率低，生成成本较高。
《精细化工中间体》第6卷第5期，公开了以噻唑盐为催化剂，通过苯甲醛缩合反应制备安息香产品，如，在反应釜中按比例加入苯甲醛和噻唑盐，在碱性条件下，进行双分子缩合反应，反应结束后冷却析出结晶，抽滤，用冰无水乙醇洗涤，真空干燥，得到白色针状晶体的安息香产品，其不足之处在于反应收率低，生成成本较高。
以甲醇溶液为反应溶剂，氰化钠为催化剂，苯甲醛进行双分子缩合反应生成安息香的工艺方法为工业化生产过程中普遍采用的技术，也是相对于上述所公开技术中唯一可行的工业化生产技术；进一步改良的技术是采用50-60%的低浓度的甲醇溶液，加入季铵盐类阳离子表面活性剂以改善相界面的传质效果，提高原料转化率和产品的收率，该技术方法存在的主要问题在于：缩合反应结束后，得到产品不是具有相对较大粒径的结晶态物质，而是微细结晶体的形态混于反应溶剂中形成反应混合液，冷却降温后一部分微晶体产物聚集，形成颗粒状团聚状态产品，其中包含了很多杂质；另一部分微晶体产物直接混合于反应溶剂中，形成泥浆状的固液混合物，两种状态的反应产物共混形成最终的反应混合液，将其进行固液分离，提取出所需要的固体物为安息香产品；由于泥浆状的固液混合物给产品的分离造成很大的困难，在强制分离的情况下分离效率很低，另外，分离出的固体滤饼中含有更多的杂质和包裹反应母液，形成较坚固的含湿滤饼，干燥脱出溶剂后形成更加坚硬的固体块，需要经过粉碎机破碎后形成淡黄色细粉安息香产品。
上述工艺技术生产的安息香产品质量差是无可非议的，其主要原因在于：苯甲醛在缩合反应过程中生成两种物质，一种是安息香，另一种反应过程中伴随生成的多种副产物混合形成的非固态化合物的油状物质，显棕红色，在反应过程的至始至终伴随安息香产物共同混合在反应混合液中，当安息香产物微晶团聚物的形态生成，副产物会进入安息香的团聚体内或黏附在团聚体表面，洗涤仅仅是除去表面的带色杂质，而内部的依然存在，致使经过粉碎机破碎后得到的安息香产品颜色偏淡黄色，而且无法通过产品的多次洗涤来消除，这样的安息香纯度较低，95-98％左右；熔点偏低，通常小于132℃。用于粉末涂料的添加剂，在光、热老化条件下，抗老化性能较差，产品的下一步应用受到限制。
为了获得高品质的安息香产品，通常需要对淡黄色细粉安息香产品进行重结晶精制提纯，得到白色的安息香颗粒结晶体产品，但由于溶解损失较大，产品的最终收率较低；而且工艺过程增加，溶剂消耗增加，能源消耗增加，生产成本高。
众所周知，甲醇具有毒性易燃、易爆、易挥发等缺点。在制备安息香过程中采用水作为反应介质，具有不可燃、无毒、使用安全、成本低的优点。
CN103288609A公开了一种以水为反应溶剂，选择一种复合表面活性剂或一种季铵盐型阳离子表面活性剂、相转移催化剂、并加入无机盐和分散剂，在良好的水乳化反应体系中，苯甲醛原料进行双分子缩合反应制备高品质安息香产品的工艺方法。
发明内容
本发明为一种母液循环制备安息香产品的技术方法，以苯甲醛为反应原料、氢氰酸为催化剂、制备安息香产品过程中得到的反应母液为反应溶剂，选择一种阳离子表面活性剂、一种相转移催化剂、一种分散剂、一种无机盐加入反应混合体系中，按优化的反应参数进行反应。反应结束后，生成具有颗粒状结晶体的安息香产品在水溶液中形成的固、液混合物，过滤，分离出安息香固体粗产品，用乙醇水溶液洗涤，得到具有颗粒状纯白色结晶体产品；分离出安息香固体粗产品后的滤液继续作为反应母液收集，将反应母液继续进行循环使用；反应母液为均相水溶液，其中含有的水溶性物质，如氢氰酸、阳离子表面活性剂、相转移催化剂、分散剂、无机盐；在水溶液中形成的固、液混合物中的油溶性物质，如少量的苯甲醛原料、苯甲醛反应生成的副产物、苯甲醛与部分氢氰酸的络合物等有机物、部分阳离子表面活性剂、相转移催化剂、分散剂会吸附到安息香结晶体的表面形成安息香固体粗产品，在安息香固体粗产品用乙醇水溶液洗涤提纯过程中，得到颗粒状纯白色结晶体产品的同时，其中的苯甲醛原料、苯甲醛反应生成的副产物等有机物、部分阳离子表面活性剂、相转移催化剂、分散剂将进入乙醇洗涤液中，在精馏回收乙醇洗涤液过程中将其作为有机物废渣排出生产工艺系统。反应母液反复循环过程：将收集的反应母液加入到反应器中，以计量往反应器中加入苯甲醛、氢氰酸、水、阳离子表面活性剂、相转移催化剂、分散剂；搅拌，升温；保温反应至反应结束，得到安息香产品在水溶液中形成的固、液混合物，过滤，分离出的滤液既反应母液，收集；分离出安息香固体粗产品，用乙醇洗涤，干燥，得安息香结晶产品。
通过将反应母液回收并循环使用，有效的控制了生产工艺过程中废水的排放。
本发明一种母液循环制备安息香产品的方法，按照下述步骤进行：
按比例依次将反应母液、苯甲醛、水、氢氰酸、第一批阳离子表面活性剂、相转移催化剂、分散剂、无机盐加入反应釜中，搅拌，升温至45-65℃，加入第二批阳离子表面活性剂，保温反应1.0-2.0h，；加入第三批的阳离子表面活性剂，升温至55-70℃，保温反应1.5-2.5h，至反应结束；降温至20-25℃，得到固、液反应混合液，过滤，分离出的滤液既反应母液，收集，称重；分离出安息香固体粗产品，用质量浓度为70-80%的乙醇洗涤除去表面杂质，干燥，得安息香白色较大颗粒的结晶产品。
其中所述的阳离子表面活性剂指的是十二烷基二甲基苄基氯化铵；所述的氢氰酸指的是20%（质量浓度）的氰化氢水溶液；所述的相转移催化剂指的是聚乙二醇(PEG-400)；所述的无机盐指的是硫酸钠、氯化钠或碳酸钠；所述的分散剂指的是异辛烷、环己烷或甲苯。
其中所述的阳离子表面活性剂分三批加入，第一批：第二批：第三批的质量比为31.0-66.6：16.6-34.4：16.6-34.4。
其中所述的反应体系中各种物料的配合比例按照质量比计，苯甲醛：反应母液=1:1.4-1.6；苯甲醛：水=1:0.10-0.35；苯甲醛：氰化氢水溶液=1:0.0033-0.0060；苯甲醛：十二烷基二甲基苄基氯化铵=1:0.0145-0.0300；苯甲醛：聚乙二醇=0.015-0.024；苯甲醛：分散剂=1:0.003-0.006；苯甲醛：无机盐=1:0.0018-0.0060。
本发明的优点：
1、本发明采用一种母液循环制备安息香产品的技术方法，具有生产过程简单、产品收率高、质量好、生产成本低、便于工业化生产的特点。
2、利用反应母液循环方法使没有参与反应的物质，如氢氰酸、阳离子表面活性剂、相转移催化剂、分散剂、无机盐随着反应母液循环使用，反应过程中的辅助原料得到有效利用，大大降低生产原料成本。
3、反应母液循环使用，节省工艺用水、有效的控制了生产工艺过程中废水的排放。
具体实施方式
本发明反应母液的来源：在带有机械搅拌、温度计、回流冷凝器反应瓶中依次加入200g苯甲醛，320g水，2.4g氰化钠，6.0g聚乙二醇，3.9g十二烷基二甲基苄基氯化铵、1.2g环己烷，1.5g硫酸钠，搅拌，升温至50-53℃，加入1.0g十二烷基二甲基苄基氯化铵，保温反应2.0h，加入1.0g十二烷基二甲基苄基氯化铵；升温至60-65℃，保温反应2.5h反应结束，降温20-30℃，得固、液反应混合物，过滤，分离出滤液既反应母液，称重290g；分离出安息香固体粗产品，用70-80（wt.）%的乙醇洗涤除去表面杂质，干燥，得白色颗粒状结晶性产品，熔点134.1-135.6℃，收率87.6%。
下面是本发明的实施例，实施例中所采用的各种原料都是市售工业品，规格为工业优级品级。下述非限制性实施例1-8对本发明的工艺技术方法进行描述，目的用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明说明书中所阐述的发明观点和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和改变，都属于本发明的保护范围。
实施例1
从“反应母液的来源”过程中取得反应母液290g，加入在带有机械搅拌、温度计、回流冷凝器反应瓶中，然后依次加入200g苯甲醛，40g水，1.13g氢氰酸，4.2g聚乙二醇，1.8g十二烷基二甲基苄基氯化铵、0.78g环己烷，0.6g硫酸钠，搅拌，升温至50-53℃，加入1.0g十二烷基二甲基苄基氯化铵，保温反应1.5h，加入1.0g十二烷基二甲基苄基氯化铵；升温至60-65℃，保温反应2.5h反应结束，降温至20-30℃，得到固、液反应混合物，过滤，分离出的滤液既反应母液，称重302g；分离出安息香固体粗产品，用70-80（wt.）%的乙醇洗涤除去表面杂质，干燥，得白色颗粒状结晶性产品，熔点133.9-135.8℃，收率86.8%。
实施例2
从实施例1中取得反应母液302g，加入在带有机械搅拌、温度计、回流冷凝器反应瓶中，然后依次加入200g苯甲醛，30g水，1.2g氢氰酸，4.0g聚乙二醇，3.0g十二烷基二甲基苄基氯化铵、0.6g环己烷，0.36g碳酸钠，搅拌，升温至55-58℃，加入1.0g十二烷基二甲基苄基氯化铵，保温反应2.0h，加入1.0g十二烷基二甲基苄基氯化铵；升温至62-65℃，保温反应2.5h反应结束，降温至20-30℃，得到固、液反应混合物，过滤，分离出的滤液既反应母液，称重295g；分离出安息香固体粗产品，用70-80（wt.）%的乙醇洗涤除去表面杂质，干燥，得白色颗粒状结晶性产品，熔点133.6-135.0℃，收率87.0%。
实施例3
从实施例2中取得反应母液295g，加入在带有机械搅拌、温度计、回流冷凝器反应瓶中，然后依次加入200g苯甲醛，50g水，1.2g氢氰酸，4.8g聚乙二醇，0.9g十二烷基二甲基苄基氯化铵、0.84g异辛烷，0.96g碳酸钠，搅拌，升温至55-58℃，加入1.0g十二烷基二甲基苄基氯化铵，保温反应1.5h，加入1.0g十二烷基二甲基苄基氯化铵；升温至60-63℃，保温反应2.0h反应结束，降温至20-30℃，得到固、液反应混合物，过滤，分离出的滤液既反应母液，称重280g；分离出安息香固体粗产品，用70-80（wt.）%的乙醇洗涤除去表面杂质，干燥，得白色颗粒状结晶性产品，熔点133.2-135.7℃，收率86.5%。
实施例4
从实施例3中取得反应母液280g，加入在带有机械搅拌、温度计、回流冷凝器反应瓶中，然后依次加入200g苯甲醛，70g水，0.66g氢氰酸，3.0g聚乙二醇，3.8g十二烷基二甲基苄基氯化铵，0.7g异辛烷，0.48g氯化钠，搅拌，升温至62-65℃，加入1.0g十二烷基二甲基苄基氯化铵，保温反应1.0h，加入1.0g十二烷基二甲基苄基氯化铵；升温至67-70℃，保温反应2.0h反应结束，降温至20-30℃，得到固、液反应混合物，过滤，分离出的滤液既反应母液，称重320g；分离出安息香固体粗产品，用70-80（wt.）%的乙醇洗涤除去表面杂质，干燥，得白色颗粒状结晶性产品，熔点134.3-136.2℃，收率83.9%。
实施例5
从实施例4中取得反应母液320g，加入在带有机械搅拌、温度计、回流冷凝器反应瓶中，然后依次加入200g苯甲醛，20g水，1.33g氢氰酸，3.6g聚乙二醇，4.0g十二烷基二甲基苄基氯化铵，1.2g异辛烷，1.2g碳酸钠，搅拌，升温至60-63℃，加入1.0g十二烷基二甲基苄基氯化铵，保温反应1.5h，加入1.0g十二烷基二甲基苄基氯化铵；升温至67-70℃，保温反应2.0h反应结束，降温至20-30℃，得到固、液反应混合物，过滤，分离出的滤液既反应母液，称重305g；分离出安息香固体粗产品，用70-80（wt.）%的乙醇洗涤除去表面杂质，干燥，得白色颗粒状结晶性产品，熔点133.7-135.4℃，收率86.7%。
实施例6
从实施例5中取得反应母液305g，加入在带有机械搅拌、温度计、回流冷凝器反应瓶中，然后依次加入200g苯甲醛，40g水，1.2g氢氰酸，4.0g聚乙二醇，2.0g十二烷基二甲基苄基氯化铵，0.8g甲苯，1.0g硫酸钠，搅拌，升温至50-53℃，加入1.0g十二烷基二甲基苄基氯化铵，保温反应2.0h，加入1.0g十二烷基二甲基苄基氯化铵；升温至60-65℃，保温反应2.5h反应结束，降温至20-30℃，得到固、液反应混合物，过滤，分离出的滤液既反应母液，称重313g；分离出安息香固体粗产品，用70-80（wt.）%的乙醇洗涤除去表面杂质，干燥，得白色颗粒状结晶性产品，熔点134.0-135.9℃，收率87.2%。
实施例7
从实施例6中取得反应母液313g，加入在带有机械搅拌、温度计、回流冷凝器反应瓶中，然后依次加入200g苯甲醛，30g水，1.0g氢氰酸，4.5g聚乙二醇，3.0g十二烷基二甲基苄基氯化铵，0.9g甲苯，0.6g碳酸钠，搅拌，升温至45-48℃，加入1.0g十二烷基二甲基苄基氯化铵，保温反应2.0h，加入1.0g十二烷基二甲基苄基氯化铵；升温至60-63℃，保温反应2.5h反应结束，降温至20-30℃，得到固、液反应混合物，过滤，分离出的滤液既反应母液，称重311g；分离出安息香固体粗产品，用70-80（wt.）%的乙醇洗涤除去表面杂质，干燥，得白色颗粒状结晶性产品，熔点134.1-136.2℃，收率82.6%。
实施例8
从实施例7中取得反应母液311g，加入在带有机械搅拌、温度计、回流冷凝器反应瓶中，然后依次加入200g苯甲醛，40g水，1.1g氢氰酸，4.0g聚乙二醇，2.5g十二烷基二甲基苄基氯化铵，0.8g环己烷，0.5g碳酸钠，搅拌，升温至50-53℃，加入1.0g十二烷基二甲基苄基氯化铵，保温反应1.5h，加入1.0g十二烷基二甲基苄基氯化铵；升温至60-65℃，保温反应2.5h反应结束，降温至20-30℃，得到固、液反应混合物，过滤，分离出的滤液既反应母液，称重306g；分离出安息香固体粗产品，用70-80（wt.）%的乙醇洗涤除去表面杂质，干燥，得白色颗粒状结晶性产品，熔点134.3-135.4℃，收率87.4%。

Claims (1)

1.一种母液循环制备安息香产品的方法，其特征在于按照下述步骤进行：
按比例依次将反应母液、苯甲醛、水、氢氰酸、第一批阳离子表面活性剂、相转移催化剂、分散剂、无机盐加入反应釜中，搅拌，升温至45-65℃，加入第二批阳离子表面活性剂，保温反应1.0-2.0h；加入第三批的阳离子表面活性剂，升温至55-70℃，保温反应1.5-2.5h，至反应结束；降温至20-25℃，得到固、液反应混合液，过滤，分离出的滤液 即反应母液，收集，称重；分离出安息香固体粗产品，用质量浓度为70-80%的乙醇洗涤除去表面杂质，干燥，得安息香白色较大颗粒的结晶产品；
其中所述的阳离子表面活性剂指的是十二烷基二甲基苄基氯化铵；所述的氢氰酸指的是质量浓度是20%的氰化氢水溶液；所述的相转移催化剂指的是聚乙二醇PEG-400；所述的无机盐指的是硫酸钠、氯化钠或碳酸钠；所述的分散剂指的是异辛烷、环己烷或甲苯；
其中所述的阳离子表面活性剂分三批加入，第一批：第二批：第三批的质量比为31.0-66.6：16.6-34.4：16.6-34.4；
其中所述的反应体系中各种物料的配合比例按照质量比计，苯甲醛：反应母液=1:1.4-1.6；苯甲醛：水=1:0.10-0.35；苯甲醛：氰化氢水溶液=1:0.0033-0.0060；苯甲醛：十二烷基二甲基苄基氯化铵=1:0.0145-0.0300；苯甲醛：聚乙二醇PEG-400=1：0.015-0.024；苯甲醛：分散剂=1:0.003-0.006；苯甲醛：无机盐=1:0.0018-0.0060。
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