CN105272839A - 一种二苯甲酮的合成方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种二苯甲酮的合成方法，包括以下步骤：将苯从溶剂罐区由泵送至苯高位计量槽，再由苯高位计量槽投料至高压反应釜中；苯甲酰氯从溶剂罐区由泵送至苯甲酰氯高位计量槽，再由苯甲酰氯高位计量槽投料至高压反应釜中；将三氧化铁密闭投料至高压反应釜中。本发明具有生产工艺流程短、物料收率高、生产成本低、对环境友好等特点，是目前较为先进的合成工艺路线。

Description

一种二苯甲酮的合成方法

技术领域

本发明涉及一种二苯甲酮的合成方法，属于化学物质的合成技术领域。

背景技术

二苯甲酮是一种重要的精细化工中间体和添加剂，主要应用于光敏剂、香料香精、涂料、日用化工及电子化学品等领域。

目前有4种工艺技术合成二苯甲酮：

1、以四氯化碳和苯作为起始原料，在催化剂三氯化铝的作用下，合成二苯甲酮成品。该工艺中所用原料四氯化碳已列入《中国受控消耗臭氧层物质清单》（国务院令第573号），属第三类消耗臭氧层物质，根据规定自2010年1月1日起，除特殊用途外，全面禁止生产和使用。而市场上所用该物质生产二苯甲酮的厂商主要是用于副产四氯化碳的处理，产能较小。

2、以苯和苯甲酰氯为起始原料，在三氯化铝的催化下合成二苯甲酮。该工艺具有生产过程短，反应可控性好的优点，但物料收率低，生产成本远远高于市场成本，不具有量产的可能性。

3、以光气和纯苯直接合成二苯甲酮。该工艺涉及使用的光气属剧毒物质，生产过程安全可控性差，目前在市场上仅重庆长风使用该工艺。

有基于此，提出本发明。

发明内容

本发明提供了一种二苯甲酮的合成方法，以苯和苯甲酰氯为起始原料，以三氯化铁为催化剂，在高压反应条件下合成二苯甲酮。该方法具有生产工艺流程短、物料收率高、生产成本低、对环境友好等特点，是目前较为先进的合成工艺路线。

为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种二苯甲酮的合成方法，包括以下步骤：

（1）将苯从溶剂罐区由泵送至苯高位计量槽，再由苯高位计量槽投料至高压反应釜中；

（2）苯甲酰氯从溶剂罐区由泵送至苯甲酰氯高位计量槽，再由苯甲酰氯高位计量槽投料至高压反应釜中；

（3）将三氧化铁密闭投料至高压反应釜中；

（4）将高压反应釜升温，压力保持2-2.6kg，加氮气压入三氯苄后保温，再升温，压力保持为3-3.6kg，再次加氮气压入三氯苄后保温，再升温，压力保持为4.5-5.5kg，升温结束，保温；

（5）微启泄压阀，苯、氯化氢气体进入冷凝器冷凝回流苯，不凝尾气HCl和少量苯进入盐酸回收系统；

（6）保温结束，开启循环系统开始降温，重点控制压力，关闭循环系统，放料至中和釜，即制得二苯甲酮。

所述二苯甲酮制得后，对反应釜内的物质进行水解、水洗、碱洗、再水洗、脱溶和精馏。

所述的水解过程为：

（1）打开中和釜冷凝器的阀门，加入冰水和含苯盐酸、盐酸，使中和釜内形成17-19%盐酸溶液；

（2）将高压反应釜内的物料放入中和釜内，打开搅拌，进行充分的搅拌，并静置，分去酸性液体絮状物，经浓缩处理后回用，残液进入废水处理系统；所述的中和过程有氯化氢气体和少量苯挥发，废气先经一级冰水冷凝器回流，不凝气体再进入盐酸回收系统。

所述的脱溶过程采用薄膜蒸发器，将中和釜内的物料用氮气压至带苯母液接受槽，再泵入薄膜蒸发器，塔顶物料为苯，经水冷和冰水冷真空冷凝后进入苯接受槽，再自流至苯地下槽。

所述的精馏过程为：

（1）脱去苯的物料由二苯甲酮接受槽泵至精馏高位槽，再通过进料泵连续进入预热器，经预热器加热后进入脱轻塔，脱轻塔顶部得到二苯酮和苯的混合物，送往脱轻液槽，塔底物料则通过脱轻釜底泵送往脱重塔；

（2）脱轻液槽用于苯回收塔工作时收集脱轻液，待苯回收塔处于备用状态时则将放入苯回收加热釜；苯回收加热釜积累一定液量时则开始苯回收操作，塔顶连续得到回收的苯，待加热釜温度到达一定程度时停止回收，加热釜液体返回原料槽；

（3）脱重塔塔顶得到二苯甲酮产品进入成品釜，塔底则根据温度情况间歇排出重组分进入残液接受槽。

所述合成方法的反应式为：

。

本发明二苯甲酮的合成方法，以苯和苯甲酰氯为起始原料，以三氯化铁为催化剂，在高压反应条件下合成二苯甲酮。本发明制得的产品质量很稳定,产品的外观很白,色度也已达到40黑曾,含量也稳定在99.7%左右,符合市场需求。本发明中多余的纯苯可通过精馏方式回收、产出的HCl可回收作为副产品，进一步降低了生产成本，提高了项目市场竞争力。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。

本实施例中所采用的原料均可以通过本领域公知的技术合成，也可以采用市售产品。

合成过程化学反应式如下：

主反应：

。

本实施例中，二苯甲酮的合成方法包括以下步骤：

（1）将苯从溶剂罐区由泵送至苯高位计量槽，再由苯高位计量槽投料至高压反应釜中；

（2）苯甲酰氯从溶剂罐区由泵送至苯甲酰氯高位计量槽，再由苯甲酰氯高位计量槽投料至高压反应釜中；

（3）将三氧化铁密闭投料至高压反应釜中；

（4）升温至120℃，升温时间约1小时，压力保持2-2.6kg。加氮气压入三氯苄后保温1小时；再升温至135℃，每15分钟升温4度，压力保持为3-3.6kg；再次加氮气压入三氯苄后保温1小时；再升温至155℃，每15分钟升温4度，压力保持为4.5-5.5kg；升温结束，保温1小时。整个反应和保温过程约6.5小时；

（5）当釜内压力达到0.4Mpa时，微启泄压阀，苯、氯化氢气体排出先进入冷凝器冷凝回流苯，不凝尾气HCl和少量苯进入盐酸回收系统，即制得二苯甲酮。

本实施例中，保温结束，开启循环系统开始降温，重点控制压力，在0.2Mpa关闭循环系统，温度约在120℃左右，开始放料至中和釜。从降温到放料结束，重新投料结束完毕约1.5小时。从投料到放料结束整个过程约历时8.0小时。

二苯甲酮制得后，对反应釜内的物质进行水解、水洗、碱洗、再水洗、脱溶和精馏。

本实施例中水解过程为：

（1）打开中和釜冷凝器的阀门，加入冰水和回收到的含苯盐酸、30%盐酸等，使中和釜内形成17-19%盐酸溶液。

（2）将高压反应釜内的物料放入中和釜内，打开搅拌，进行充分的搅拌，水解温度不大于75℃。搅拌15分钟，静置30分钟，分去酸性液体絮状物，此物质为约15%盐酸溶液，经浓缩处理后回用，残液进入废水处理系统。中和过程有氯化氢气体和少量苯挥发，废气先经一级冰水冷凝器回流，不凝气体再进入盐酸回收系统。

本实施例中的水解反应式为：

。

本实施例中的水洗需要水洗2次，具体如下：

先加入清水700kg，洗涤温度不大于65℃；搅拌15分钟，静置30分钟，分去水层，水层为酸性废水；

再加入清水500kg，洗涤温度不大于65℃；搅拌15分钟，静置30分钟，分去水层，水层为酸性废水；用pH试纸检测，pH值达到4为宜。

本实施例中的碱洗包括如下步骤：

当水洗结束，达到工艺要求，加入30%碱液18kg和862kg清水，进行碱洗，温度不大于55℃。搅拌15分钟，静置30分钟，分去水层，水层为碱性废水。

本实施例中的再水洗包括如下步骤：

先加入清水700kg，洗涤温度不大于55℃。搅拌15分钟，静置30分钟，分去水层，水层为碱性废水。

再加入清水500kg，洗涤温度不大于55℃。搅拌15分钟，静置30分钟，分去水层，水层为碱性废水。

洗至pH值为7-8，出水无色透明，物料为黑色透亮。

本实施例中的脱溶过程采用薄膜蒸发器，该薄膜蒸发器由升膜蒸发器、气液分离器、薄膜蒸发器和冷凝器（一级水冷+一级冰水冷）组成，不是本发明需要保护的内容，此处不作赘述。

脱溶过程的具体步骤为：将中和釜内的物料用氮气压至5000L带苯母液接受槽（该槽配备20m²冷凝器），再泵入薄膜蒸发器，塔顶物料为苯，经水冷（100m²）和冰水冷（40m²）真空冷凝后进入5000L苯接受槽，再自流至5m³苯地下槽。釜底为约99%的二苯甲酮进入5000L粗二苯甲酮接受槽。

本实施例中的精馏过程在精馏装置内完成，精馏装置由脱轻塔、脱重塔、苯回收塔等三个精馏塔及其附属设备组成，其中脱轻塔和脱重塔为连续操作，苯回收塔则为间歇操作。

脱去苯的物料由二苯甲酮接受槽泵至5000L的精馏高位槽，再通过进料泵连续进入预热器，经预热器加热后进入脱轻塔，脱轻塔顶部得到二苯酮和苯的混合物，送往脱轻液槽，塔底物料则通过脱轻釜底泵送往脱重塔。

脱轻液槽用于苯回收塔工作时收集脱轻液，待苯回收塔处于备用状态时则将放入苯回收加热釜。苯回收加热釜积累一定液量时则开始苯回收操作，塔顶连续得到回收的苯（去苯地下槽），待加热釜温度到达一定程度时停止回收，加热釜液体返回原料槽。

脱重塔塔顶得到二苯甲酮产品进入5000L成品釜，塔底则根据温度情况间歇排出重组分进入1000L残液接受槽。

预热器使用水蒸汽作为热剂，脱轻再沸器、脱重再沸器和苯回收加热釜则使用过热蒸汽作为热剂。脱轻冷凝器、脱重冷凝器及苯回收冷凝器则使用循环水作为冷剂。

上述实施例以苯和苯甲酰氯为起始原料，以三氯化铁为催化剂，在高压反应条件下合成二苯甲酮。

上述实施例制得的产品质量很稳定,产品的外观很白,色度也已达到40黑曾,含量也稳定在99.7%左右,符合市场需求。本发明中多余的纯苯可通过精馏方式回收、产出的HCl可回收作为副产品，进一步降低了生产成本，提高了项目市场竞争力。

上述实施例仅用于解释说明本发明的发明构思，而非对本发明权利保护的限定，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应落入本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种二苯甲酮的合成方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）将苯从溶剂罐区由泵送至苯高位计量槽，再由苯高位计量槽投料至高压反应釜中；

（2）苯甲酰氯从溶剂罐区由泵送至苯甲酰氯高位计量槽，再由苯甲酰氯高位计量槽投料至高压反应釜中；

（3）将三氧化铁密闭投料至高压反应釜中；

（4）将高压反应釜升温，压力保持2-2.6kg，加氮气压入三氯苄后保温，再升温，压力保持为3-3.6kg，再次加氮气压入三氯苄后保温，再升温，压力保持为4.5-5.5kg，升温结束，保温；

（5）微启泄压阀，苯、氯化氢气体进入冷凝器冷凝回流苯，不凝尾气HCl和少量苯进入盐酸回收系统；

（6）保温结束，开启循环系统开始降温，重点控制压力，关闭循环系统，放料至中和釜，即制得二苯甲酮。

2.如权利要求1所述二苯甲酮的合成方法，其特征在于：所述二苯甲酮制得后，对反应釜内的物质进行水解、水洗、碱洗、再水洗、脱溶和精馏。

3.如权利要求2所述二苯甲酮的合成方法，其特征在于所述的水解过程为：

（1）打开中和釜冷凝器的阀门，加入冰水和含苯盐酸、盐酸，使中和釜内形成17-19%盐酸溶液；

（2）将高压反应釜内的物料放入中和釜内，打开搅拌，进行充分的搅拌，并静置，分去酸性液体絮状物，经浓缩处理后回用，残液进入废水处理系统；

所述的中和过程有氯化氢气体和少量苯挥发，废气先经一级冰水冷凝器回流，不凝气体再进入盐酸回收系统。

4.如权利要求2所述二苯甲酮的合成方法，其特征在于所述的脱溶过程采用薄膜蒸发器，将中和釜内的物料用氮气压至带苯母液接受槽，再泵入薄膜蒸发器，塔顶物料为苯，经水冷和冰水冷真空冷凝后进入苯接受槽，再自流至苯地下槽。

5.如权利要求2所述二苯甲酮的合成方法，其特征在于所述的精馏过程为：

（1）脱去苯的物料由二苯甲酮接受槽泵至精馏高位槽，再通过进料泵连续进入预热器，经预热器加热后进入脱轻塔，脱轻塔顶部得到二苯酮和苯的混合物，送往脱轻液槽，塔底物料则通过脱轻釜底泵送往脱重塔；

（2）脱轻液槽用于苯回收塔工作时收集脱轻液，待苯回收塔处于备用状态时则将放入苯回收加热釜；苯回收加热釜积累一定液量时则开始苯回收操作，塔顶连续得到回收的苯，待加热釜温度到达一定程度时停止回收，加热釜液体返回原料槽；

（3）脱重塔塔顶得到二苯甲酮产品进入成品釜，塔底则根据温度情况间歇排出重组分进入残液接受槽。

6.如权利要求1-5任一权利要求所述二苯甲酮的合成方法，其特征在于所述合成方法的反应式为：。