CN111138268A - 一种4,4＇-联苯二甲酸的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种4,4＇‑联苯二甲酸的制备方法，具体包括以下步骤：S1、配料，S2、4,4＇‑联苯二甲酸粗品的制备，S3、反应母液的处理，S4、4,4＇‑联苯二甲酸精制的前处理，S5、4,4＇‑联苯二甲酸的精制，本发明涉及化工产品制备技术领域。该4,4＇‑联苯二甲酸的制备方法，可实现通过尾气吸收采用两级碱水喷淋装置，达标排放，该工艺经过了省安全协会安全可靠性论证，环保达标，另外该反应工业化收率达到98％以上，含量99.5％以上，收率高，质量好，不会对环境造成污染，很好的达到既能提高4,4＇‑联苯二甲酸收率和纯度又绿色环保的目的，从而对4,4＇‑联苯二甲酸生产企业的生产十分有益。
Description
技术领域
本发明涉及化工产品制备技术领域，具体为一种4,4＇-联苯二甲酸的制备方法。
背景技术
4,4＇-联苯二甲酸是重要的有机合成中间体，可用于制药和高分子材料，特别是近年来迅速发展起来的液晶产品中具有广泛的应用。目前只有北京理工大学在实验室对该产品作了些研究，但收率和质量不尽如人意，工业化方面有所欠缺。黄石市利福达医药化工有限公司经过近一年的小试、中试以及规模化生产，采用本发明的4,4＇-联苯二甲酸的制备方法使该产品顺利地进入市场，并达到年产300吨的规模。
4,4'-联苯二甲酸的合成,目前是以4,4'-二烷基联苯为原料进行高锰酸钾氧化反应而制备，但反应条件苛刻，副产品多，收率低，而且常伴随有脱羧反应，从原子经济的角度考虑，原子利用率较低，若以联苯为原料，经氯甲基化生成4,4'-二(氯甲基)联苯，再与六次甲基四胺进行亲核取代后水解生成4,4'-联苯二甲醛，然后用双氧水进行氧化而制得4,4'-联苯二甲酸的工艺路线，收率仅仅达到了38.2％，若以4,4'-二甲基联苯作为原料进行氧气氧化时原子利用率高，国内对它的研究较少。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种4,4＇-联苯二甲酸的制备方法，解决了现有的4,4＇-联苯二甲酸收率和纯度较低，且生产工艺对环境不友好的问题。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种4,4＇-联苯二甲酸的制备方法，具体包括以下步骤：
S1、配料：向2000L带钛材冷凝器、通氧管和温度计的钛材反应釜内分别投入无水冰醋酸、4,4＇-二甲基联苯、醋酸钴、醋酸锰、溴化钾、醋酸铈和醋酐；
S2、4,4＇-联苯二甲酸粗品的制备：然后开氧气5m3/h，加热至回流反应，5h后加120kg醋酐，12h后取样中控4,4＇-二甲基联苯至反应完，冷却结晶过滤得4,4＇-联苯二甲酸粗品；
S3、反应母液的处理：将母液转入脱色釜，加10kg活性炭，升温至80℃，在80-90℃搅拌脱色40min，然后过滤入反应釜，测水份，补醋酐，之后分别补加0.2kg醋酸钴、0.2kg醋酸锰、0.2kg溴化钾和0.1kg醋酸铈，投入133kg4,4＇-二甲基联苯，通氧气同正批操作反应，以后母液套用均按此方法进行；
S4、4,4＇-联苯二甲酸精制的前处理：分别向3000L搪玻璃反应釜内加入2000L水、300kg液碱和步骤S3的粗品，然后升温至70-80℃使物料溶解，调PH＝7,再加入5kg活性炭，搅拌脱色30min，热过滤；
S5、4,4＇-二甲基联苯的精制：母液入另一3000L搪玻璃反应釜，滴加30％稀硫酸使PH＝1，甩干，在离心机上淋洗，甩干，烘干得4,4＇-联苯二甲酸174kg，含量99.6％。
优选的，所述步骤S2中在离心机上水洗后得粗品为195-205kg。
优选的，所述步骤S4中加入的液碱是以PH＝8为准。
优选的，所述步骤S1中向反应釜内投入的原料按重量配比包括：无水冰醋酸1500kg、4,4＇-二甲基联苯133kg、醋酸钴2kg、醋酸锰2kg、溴化钾2kg、醋酸铈1kg和醋酐6kg。
优选的，所述步骤S3中若反应较慢，可预先对母液进行活性炭吸附焦油，再进行测水份补醋酐，补催化剂和助催化剂。
优选的，所述步骤S4和步骤S5中搪玻璃反应釜是选用型号为KF3000L的高耐腐蚀搪玻璃反应釜。
(三)有益效果
本发明提供了一种4,4＇-联苯二甲酸的制备方法。与现有技术相比具备以下有益效果：该4,4＇-联苯二甲酸的制备方法，通过以醋酸钴、醋酸锰和溴化钾作为催化剂，醋酸铈为助催化剂，冰醋酸为溶剂，4,4＇-二甲基联苯为起始原料，通氧气反应，所用设备材质全部采用耐腐蚀钛材(包括反应釜、通氧管和冷凝器)，反应离心甩滤出粗品后，母液测水分补醋酐，补加适量催化剂和助催化剂，再投入主原料4,4＇-二甲基联苯，通氧同正批操作反应，若反应较慢，可预先对母液进行活性炭吸附焦油，再进行测水份补醋酐，补催化剂和助催化剂，投入主原料4,4＇-二甲基联苯，通氧气同正批操作反应，粗品经碱化、脱色、酸析、甩干和烘干得成品，可实现通过尾气吸收采用两级碱水喷淋装置，达标排放，该工艺经过了省安全协会安全可靠性论证，环保达标，另外该反应工业化收率达到98％以上，含量99.5％以上，收率高，质量好，不会对环境造成污染，很好的达到既能提高4,4＇-联苯二甲酸收率和纯度又绿色环保的目的，从而对4,4＇-联苯二甲酸生产企业的生产十分有益。
附图说明
图1为本发明的流程图；
图2为本发明化学反应原理方程式的示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图2，本发明实施例提供一种技术方案：一种4,4＇-联苯二甲酸的制备方法，具体包括以下步骤：
S1、配料：向2000L带钛材冷凝器、通氧管和温度计的钛材反应釜内分别投入1500kg无水冰醋酸、133kg的4,4＇-二甲基联苯、2kg醋酸钴、2kg醋酸锰、2kg溴化钾、1kg醋酸铈和6kg醋酐；
S2、4,4＇-联苯二甲酸粗品的制备：然后开氧气5m3/h，加热至回流反应，5h后加120kg醋酐，12h后取样中控4,4＇-二甲基联苯至反应完，冷却结晶过滤得4,4＇-联苯二甲酸粗品，在离心机上水洗后得粗品为195-205kg；
S3、反应母液的处理：将母液转入脱色釜，加10kg活性炭，升温至80℃，在80-90℃搅拌脱色40min，然后过滤入反应釜，测水份，补醋酐，之后分别补加0.2kg醋酸钴、0.2kg醋酸锰、0.2kg溴化钾和0.1kg醋酸铈，投入133kg4,4＇-二甲基联苯，通氧气同正批操作反应，以后母液套用均按此方法进行；
S4、4,4＇-联苯二甲酸精制的前处理：分别向3000L搪玻璃反应釜内加入2000L水、300kg液碱和步骤S3的粗品，然后升温至70-80℃使物料溶解，调PH＝7,再加入5kg活性炭，搅拌脱色30min，热过滤；
S5、4,4＇-联苯二甲酸的精制：母液入另一3000L搪玻璃反应釜，滴加30％稀硫酸使PH＝1，甩干，在离心机上淋洗，甩干，烘干得4,4＇-联苯二甲酸174kg，含量99.6％。
本发明，步骤S4和步骤S5中搪玻璃反应釜是选用型号为KF3000L的高耐腐蚀搪玻璃反应釜。
对比实验
某化工企业采用本发明实施例的4,4＇-联苯二甲酸的制备方法进行4,4＇-联苯二甲酸的制备，制备完成后检测4,4＇-联苯二甲酸的收率和纯度，同时提取采用常规制备方法制备4,4＇-联苯二甲酸的收率和纯度数据作为对照组，实验数据如表1所示。
表1对比实验数据表
由表1可知，采用本发明实施例的制备方法制得4,4＇-联苯二甲酸的收率和纯度均比现有方法高出很多，因此，本发明可实现通过尾气吸收采用两级碱水喷淋装置，达标排放，该工艺经过了省安全协会安全可靠性论证，环保达标，另外该反应工业化收率达到98％以上，含量99.5％以上，收率高，质量好，不会对环境造成污染，很好的达到既能提高4,4＇-联苯二甲酸收率和纯度又绿色环保的目的，从而对4,4＇-联苯二甲酸生产企业的生产十分有益。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (6)
1.一种4,4＇-联苯二甲酸的制备方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
S1、配料：向2000L带钛材冷凝器、通氧管和温度计的钛材反应釜内分别投入无水冰醋酸、4,4＇-二甲基联苯、醋酸钴、醋酸锰、溴化钾、醋酸铈和醋酐；
S2、4,4＇-联苯二甲酸粗品的制备：然后开氧气5m3/h，加热至回流反应，5h后加120kg醋酐，12h后取样中控4,4＇-二甲基联苯至反应完，冷却结晶过滤得4,4＇-联苯二甲酸粗品；
S3、反应母液的处理：将母液转入脱色釜，加10kg活性炭，升温至80℃，在80-90℃搅拌脱色40min，然后过滤入反应釜，测水份，补醋酐，之后分别补加0.2kg醋酸钴、0.2kg醋酸锰、0.2kg溴化钾和0.1kg醋酸铈，投入133kg4,4＇-二甲基联苯，通氧气同正批操作反应，以后母液套用均按此方法进行；
S4、4,4＇-联苯二甲酸精制的前处理：分别向3000L搪玻璃反应釜内加入2000L水、300kg液碱和步骤S3的粗品，然后升温至70-80℃使物料溶解，用30％稀硫酸调PH＝7,再加入5kg活性炭，搅拌脱色30min，热过滤；
S5、4,4＇-联苯二甲酸的精制：母液入另一3000L搪玻璃反应釜，滴加30％稀硫酸使PH＝1，甩干，在离心机上淋洗，甩干，烘干得4,4＇-联苯二甲酸。
2.根据权利要求1所述的一种4,4＇-联苯二甲酸的制备方法，其特征在于：所述步骤S2中在离心机上水洗后得粗品为195-205kg。
3.根据权利要求1所述的一种4,4＇-联苯二甲酸的制备方法，其特征在于：所述步骤S4中加入的液碱是以PH＝8为准。
4.根据权利要求1所述的一种4,4＇-联苯二甲酸的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中向反应釜内投入的原料按重量配比包括：无水冰醋酸1500kg、4,4＇-二甲基联苯133kg、醋酸钴2kg、醋酸锰2kg、溴化钾2kg、醋酸铈1kg和醋酐6kg。
5.根据权利要求1所述的一种4,4＇-联苯二甲酸的制备方法，其特征在于：所述步骤S3中若反应较慢，可预先对母液进行活性炭吸附焦油，再进行测水份补醋酐，补催化剂和助催化剂。
6.根据权利要求1所述的一种4,4＇-联苯二甲酸的制备方法，其特征在于：所述步骤S4和步骤S5中搪玻璃反应釜是选用型号为KF3000L的高耐腐蚀搪玻璃反应釜。
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