CN113105322B - 一种大颗粒苯甲酸晶体的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种制备大颗粒苯甲酸晶体的制备方法，步骤包括：将苯甲酸溶于无水甲醇中得到饱和溶液，将饱和溶液以一定的搅拌速率蒸发结晶至一定浓度，而后加入少许晶种，对上述溶液进行绝热闪蒸，恒温后得到含苯甲酸的晶浆，排出的晶浆经保温过滤、真空干燥处理后得到苯甲酸固体产品。本发明提供的制备大颗粒苯甲酸方法，纯度高，粒度大，分布均匀，分散性、流动性好。与报道过的工艺相比，具有操作简便、含湿量低、便于过滤、不易发生团聚现象，污染少、回收率高的优点。
Description
技术领域：
本发明涉及有机化工领域，具体涉及一种大颗粒苯甲酸晶体的制备方法。
背景技术：
苯甲酸一种典型的带有羧酸基团的简单小分子，外观为白色针状或鳞片状结晶。因带有羧基而具有弱酸性，在水中溶解度较小，却易溶于甲醇、乙醚、氯仿等有机溶剂。苯甲酸晶体是有光泽的、白色的，晶体形状多为单斜品薄片状或针状，无特殊气味但其蒸汽有很强的刺激性。苯甲酸应用领域广泛，涉及食品、医药等多个行业，已经报道的专利中，大批量的苯甲酸制备常采用邻苯二甲酸酐水解法、甲苯氧化法等，制备得到苯甲酸的粗品，在上述制备方法中，已经在纯度方向上有所提高。然而上述专利得到的产品大多呈现针状或细长棒状，在包装运输过后易出现断裂成细小不规则的颗粒或粉末的现象，造成苯甲酸产品品相差。且质感较轻，粒度较小，造成运输不便等问题，且迄今为止，关于苯甲酸颗粒调控鲜有报道。
本发明的目的是针对现有的苯甲酸的制备方法依旧存在着产品粒度分布不均匀，提纯效果差，不足以满足工业生产的需求的现象。提出一种利用绝热闪蒸的方法制备大颗粒苯甲酸的方法，其优点在于利用非常低的能耗，低温，保证设备不易腐蚀的前提下，得到了很好的分离效果。本发明提供的方法操作简单，得到的苯甲酸颗粒粒度大，流动性好。
发明内容：
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种制备大颗粒苯甲酸的方法，操作简便，获得大粒度高纯度高产量的苯甲酸产品。
本发明技术具体实施方案如下：
一种大颗粒苯甲酸晶体的制备方法，包括以下步骤：
(1)40℃～50℃下，将苯甲酸溶于无水甲醇中，配制成苯甲酸的饱和溶液，加入闪蒸结晶器内进行绝热闪蒸；
(2)在闪蒸结晶器内降温搅拌的过程中加入少量苯甲酸晶体作为晶种后将温度降温至一定温度终止；
(3)静置保温一段时间后，快速过滤，经真空干燥处理后得到苯甲酸晶体产品。
而且，所述步骤(1)的苯甲酸的甲醇的饱和溶液的饱和温度是45℃。
而且，绝热闪蒸的真空度为40-70mbar，持续搅拌的速率为250～400rpm。
而且，晶种添加的时间为结晶器温度降为30℃。
而且，晶种添加的量为溶液总质量的0.8％～1.5％。
而且，闪蒸结束的温度为20℃。
而且，所述步骤(3)中静置时间为15-30min。
本发明的优点和有益效果：
(1)本发明提供的制备大颗粒苯甲酸方法，纯度高，粒度大，分布均匀，分散性、流动性好。与熔融结晶工艺相比，具有操作简便、含湿量低、便于过滤、不易发生团聚现象，污染少、回收率高的优点。
(2)本发明利用绝热闪蒸技术，能耗低，可以在低成本的情况下获得良好的富集效果。
(3)本发明加晶种，可以诱导结晶，不仅能提高纯度，对大颗粒苯甲酸的形成也有很好的诱导作用。
附图说明：
图1由实施例1获得的苯甲酸产品的拉曼光谱图；
图2由实施例2和实施例3获得的苯甲酸产品的XRD光谱图；
图3a由实施例3获得的苯甲酸产品的偏光显微镜表征图(放大10倍)；
图3b由实施例3获得的苯甲酸产品的偏光显微镜表征图(放大20倍)；
图4由实施例4获得的苯甲酸产品的离线粒度表征图；
图5本方法获得的苯甲酸产品的DSC表征图。
具体实施方式：
下面通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
实施例1
1)将23.83g苯甲酸溶于20.0g无水甲醇后，设置饱和温度为49.2℃，恒温搅拌1h，得到该温度下的饱和溶液；
2)将上述浓缩液溶液加入闪蒸结晶器内，加入少量苯甲酸晶体作为晶种后，添加的晶种量为结晶器内溶液总质量的1％；开启搅拌，设置搅拌速率为300pm，设置真空泵的真空度为100mbar，进行绝热闪蒸，至温度降温至20℃；
3)在20℃下静置保温30min后，快速洗涤，恒温过滤后，在60℃真空干燥处理后得到平均粒径为498.98μm的大颗粒苯甲酸晶体产品。
实施例2
1)将23.83g苯甲酸溶于20.0g无水甲醇后，设置饱和温度为49.2℃，恒温搅拌1h，得到该温度下的饱和溶液；
2)将上述浓缩液溶液加入闪蒸结晶器内，加入少量苯甲酸晶体作为晶种后，添加的晶种量为结晶器内溶液总质量的1％；开启搅拌，设置搅拌速率为250pm，设置真空泵的真空度为 100mbar，进行绝热闪蒸，至温度降温至20℃；
3)在20℃下静置保温30min后，经洗涤，恒温过滤后，在60℃真空干燥处理后得到平均粒径为510.01μm的大颗粒苯甲酸晶体产品。
实施例3
1)将23.83g苯甲酸溶于20.0g无水甲醇后，设置饱和温度为49.2℃，恒温搅拌1h，得到该温度下的饱和溶液；
2)将上述浓缩液溶液加入闪蒸结晶器内，加入少量苯甲酸晶体作为晶种后，添加的晶种量为结晶器内溶液总质量的1％；开启搅拌，设置搅拌速率为260pm，设置真空泵的真空度为 100mbar，进行绝热闪蒸，至温度降温至20℃；
3)在20℃下静置保温30min后经洗涤，恒温过滤后，在60℃真空干燥处理后得到平均粒径为545.32μm的大颗粒苯甲酸晶体产品。
实施例4
1)将23.83g苯甲酸溶于20.0g无水甲醇后，设置饱和温度为49.2℃，恒温搅拌1.5h，得到该温度下的饱和溶液；
2)将上述浓缩液溶液加入闪蒸结晶器内，加入少量苯甲酸晶体作为晶种后，添加的晶种量为结晶器内溶液总质量的1％；开启搅拌，设置搅拌速率为310pm，设置真空泵的真空度为 100mbar，进行绝热闪蒸，至温度降温至20℃；
3)在20℃下静置保温30min后经洗涤，恒温过滤后，在60℃真空干燥处理后得到平均粒径为500.02μm的大颗粒苯甲酸晶体产品。
效果测试：
如图1为实施例1获得的苯甲酸产品的拉曼光谱谱图，谱图与文献中已报道的苯甲酸拉曼谱图的主要特征峰位置一致，表明本发明得到的结晶产品均为高纯度苯甲酸。
如图2为实施例2和3获得的大颗粒苯甲酸产品的XRD谱图，谱图显示出本方法制备的两种产品及作为对照的标准物质(纯度≥99.99％的苯甲酸)XRD谱图的主要峰位置相同，与文献中已报道的苯甲酸XRD谱图的主要特征峰位置一致，表明本发明得到的结晶使标准的晶态物质。
如图3a、图3b所示，由实施例3得到的苯甲酸产品偏光显微镜表征图，其中图3a为放大10倍，图3b为放大20倍，从图3b可以看到在形态上是片状晶体。
如图4所示，由实施例4得到的苯甲酸产品粒度分布表征图，其中，苯甲酸粒度分布呈正态分布，单峰状态，并且晶体平均粒度为500.02μm，变异系数为0.28，说明结晶程度更加完好，结晶度高，所得出的样品是粒度大且均匀的晶态物质。
如图5所示，为本专利提供的方法获得的大颗粒苯甲酸的DSC表征图，所制备的苯甲酸晶体吸热峰位置的温度为122.4℃。符合文献报道的苯甲酸标准物质的熔化温度，说明所制备的苯甲酸产品符合实际生产的对于纯度的要求。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种大颗粒苯甲酸晶体的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)40℃～50℃下，将苯甲酸溶于无水甲醇中，配制成苯甲酸的饱和溶液，加入闪蒸结晶器内进行绝热闪蒸；
(2)在闪蒸结晶器内降温搅拌的过程中加入少量苯甲酸晶体作为晶种后将温度降温至一定温度终止；
(3)静置保温一段时间后，快速过滤，经真空干燥处理后得到苯甲酸晶体产品；
晶种添加的时间为结晶器温度降为30℃，晶种添加的量为溶液总质量的0.8％～1.5％，闪蒸结束的温度为20℃。
2.根据权利要求1所述的大颗粒苯甲酸晶体的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)的苯甲酸的甲醇的饱和溶液的饱和温度是45℃。
3.根据权利要求1所述的大颗粒苯甲酸晶体的制备方法，其特征在于：绝热闪蒸的真空度为40-70mbar，持续搅拌的速率为250～400rpm。
4.根据权利要求1所述的大颗粒苯甲酸晶体的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中静置时间为15-30min。
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