CN113788794A - 一种2-甲基-5硝基咪唑连续硝化工艺 - Google Patents
一种2-甲基-5硝基咪唑连续硝化工艺 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113788794A CN113788794A CN202111221448.2A CN202111221448A CN113788794A CN 113788794 A CN113788794 A CN 113788794A CN 202111221448 A CN202111221448 A CN 202111221448A CN 113788794 A CN113788794 A CN 113788794A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- mixture
- reaction
- reactor
- methyl
- micro
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000006396 nitration reaction Methods 0.000 title claims abstract description 35
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 31
- FFYTTYVSDVWNMY-UHFFFAOYSA-N 2-Methyl-5-nitroimidazole Chemical compound CC1=NC=C([N+]([O-])=O)N1 FFYTTYVSDVWNMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 25
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 99
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 71
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 37
- LXBGSDVWAMZHDD-UHFFFAOYSA-N 2-methyl-1h-imidazole Chemical compound CC1=NC=CN1 LXBGSDVWAMZHDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N ammonium sulfate Chemical compound N.N.OS(O)(=O)=O BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 229910052921 ammonium sulfate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 235000011130 ammonium sulphate Nutrition 0.000 claims abstract description 9
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 4
- HZWXJJCSDBQVLF-UHFFFAOYSA-N acetoxysulfonic acid Chemical compound CC(=O)OS(O)(=O)=O HZWXJJCSDBQVLF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- WFDIJRYMOXRFFG-UHFFFAOYSA-N Acetic anhydride Chemical compound CC(=O)OC(C)=O WFDIJRYMOXRFFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 21
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 20
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 14
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N sulfuric acid Substances OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000012295 chemical reaction liquid Substances 0.000 claims description 11
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 11
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 11
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 5
- 229910000619 316 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000010790 dilution Methods 0.000 claims description 2
- 239000012895 dilution Substances 0.000 claims description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 2
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 claims description 2
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 abstract 1
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 15
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 9
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 6
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 6
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 5
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 4
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 description 4
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 3
- PRORZGWHZXZQMV-UHFFFAOYSA-N azane;nitric acid Chemical compound N.O[N+]([O-])=O PRORZGWHZXZQMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000007809 chemical reaction catalyst Substances 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- -1 sulfuric acid-ammonium sulfate 2 methylimidazole Chemical compound 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- 229940126062 Compound A Drugs 0.000 description 1
- NLDMNSXOCDLTTB-UHFFFAOYSA-N Heterophylliin A Natural products O1C2COC(=O)C3=CC(O)=C(O)C(O)=C3C3=C(O)C(O)=C(O)C=C3C(=O)OC2C(OC(=O)C=2C=C(O)C(O)=C(O)C=2)C(O)C1OC(=O)C1=CC(O)=C(O)C(O)=C1 NLDMNSXOCDLTTB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 239000011973 solid acid Substances 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 239000003930 superacid Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
- C07D233/00—Heterocyclic compounds containing 1,3-diazole or hydrogenated 1,3-diazole rings, not condensed with other rings
- C07D233/54—Heterocyclic compounds containing 1,3-diazole or hydrogenated 1,3-diazole rings, not condensed with other rings having two double bonds between ring members or between ring members and non-ring members
- C07D233/66—Heterocyclic compounds containing 1,3-diazole or hydrogenated 1,3-diazole rings, not condensed with other rings having two double bonds between ring members or between ring members and non-ring members with hetero atoms or with carbon atoms having three bonds to hetero atoms with at the most one bond to halogen, e.g. ester or nitrile radicals, directly attached to ring carbon atoms
- C07D233/91—Nitro radicals
- C07D233/92—Nitro radicals attached in position 4 or 5
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J27/00—Catalysts comprising the elements or compounds of halogens, sulfur, selenium, tellurium, phosphorus or nitrogen; Catalysts comprising carbon compounds
- B01J27/02—Sulfur, selenium or tellurium; Compounds thereof
- B01J27/053—Sulfates
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J31/00—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
- B01J31/02—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides
- B01J31/0201—Oxygen-containing compounds
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J31/00—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
- B01J31/02—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides
- B01J31/04—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides containing carboxylic acids or their salts
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/19—Catalysts containing parts with different compositions
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/584—Recycling of catalysts
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
本发明公开了一种2‑甲基‑5硝基咪唑连续硝化工艺，其生产工艺包括以下歩骤：发烟硝酸与硫酸铵混合形成A混合物；复合催化剂浓硫酸‑醋酐与2‑甲基咪唑‑混合形成B混合物。两组混合物，分别由稳流输送泵送入多段微管式反应器中进行反应，反应完成液连续加水终止反应后，再进行中和、分离、烘干得到成品。本发明的优点：通过该工艺可实现2‑甲基‑5硝基咪唑硝化工段的低温连续反应、平稳、安全、高效、高转化率、降低硝酸用量等效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种2-甲基-5硝基咪唑连续硝化工艺，属于微反应技术领域。
背景技术
近年来，微反应在硝化反应中得到了很多应用，生产2-甲基-5硝基咪唑也开始向微反应技术路线探索。CN20170834974.3，申请号为201910495647.9，申请号为202010731906.6，申请号为202010358018.4，申请号CN202011637985.1等公开了2-甲基-5硝基咪唑合成相关的微反应合成技术。
现有微反应技术发下以下技术问题：生产过程不稳定，能耗高，设备加工以及投资大，存在重大安全风险、难以实现产业化生产等问题。
申请人在实践201910495647.9时，发现权利要求1中描述1、配制A物料浓硫酸-硫酸铵2甲基咪唑时，前期要控制浓硫酸温度为5-15℃，工业生产时，需要制冷设设备来维持，增加了额外能耗及设备投资；2、B物料同样也时5-15℃贮存在B物料罐，也增加了制冷设备以及额外能耗；3、权利要求1中，步骤3采用第一四氟泵将A物料送至SiC/四氟微通道反应器中，申请人按权利要求2中所描述的浓硫酸-硫酸铵-2-甲基咪唑配比进行配料，按权利1要求的A物料温度10-120度进行测试，发现在10-60℃时，A物料几乎为固态，根本无法用步骤三所说的四氟泵输送，60-120℃输送时，温度高，对四氟泵损害较大，不利于泵输送且泵很难输出稳定的流量，生产过程不稳定，按步骤3描述反应温度进行反应时，反应器出口出液不稳定，产生大量的黄棕色硝烟，综上实践201910495647.9难以实现工业化。
申请人在实践202010731906.6时发现，发不用硫酸铵，从微反应器出口流出液产生大量气体、棕黄色硝烟，反应过程压力波动大，不平稳，收集在老化釜的反应液温度继续上升，(说明反应在微反应器内没有完全反应)产生大量气体及棕黄色硝烟。老化釜冷却失效时，该工艺和传统釜式工艺一样易产生温度失控喷料，甚至爆炸，存在很大的危险性。微通道反应器负载固体超强酸加工艺复杂，造价高等问题。
申请号CN202011637985.1申请人实践发现，A物料为浓硝酸-硫酸铵-2-甲基咪唑-浓硫酸混合后，配制过程需控制在0℃，需要制冷设备，加大了设备投资。浓硝酸-硫酸铵-2-甲基咪唑-浓硫酸混合后存在硝化反应，存在重大危险问题，贮存A物料的混合物贮罐相当于传统的反应釜，长时间大量的A物料会反应，当冷却失效时，和釜式反应一样，A物料贮罐会产生大量气体，喷料甚至爆炸。
发明内容
本发明要解决的技术问题，在于提供一种2-甲基-5硝基咪唑连续硝化工艺，通过该工艺可实现2-甲基-5硝基咪唑硝化工段的低温连续反应、平稳、安全、高效、高转化率、降低硝酸用量等效果。
本发明通过下述方案实现：一种2-甲基-5硝基咪唑连续硝化工艺，其包括以下步骤：
步骤一、将硫酸铵溶于发烟硝酸中形成A混合物；
步骤二、将2-甲基咪唑溶于浓硫酸与-醋酐复合催化剂中形成混合物B；
步骤三、将A混合物与B混合物分别由A混合物稳流输送泵与B混合物稳流输送泵依次送入多段微管反应器中进行反应；
步骤四、反应完成液出多段微管反应器后连续注水终止反应。
所述步骤一中发烟硝酸的质量分数大于等于98％，发烟硝酸与硫酸铵的质量比值为2.5-3.5，所述步骤二中浓硫酸的质量分数大于等于98％，浓硫酸与2-甲基咪唑的质量比值为1.5-2.5；醋酐与2-甲基咪唑的质量比值为1.5-3。
所述步骤三中的A混合物稳流输送泵与B混合物稳流输送泵为相位差是120°的三泵头隔膜计量泵。
所述A混合物与B混合物分别由A混合物稳流输送泵与B混合物稳流输送泵注入混合器一后依次进入多段微管反应器中进行反应，多段微管反应器由多个微管反应器相互串联而成，多段微管反应器的段数量大于等于2。
所述多段微管反应器由一段反应器、二段反应器、三段反应器和四段反应器组成，从所述混合器一出来的混合液依次进入所述一段反应器、所述二段反应器、所述三段反应器和所述四段反应器，从所述四段反应器流出的反应完成液进入混合器二，同时通过注水泵对反应完成液进行连续注水稀释至终止反应，反应终止后对反应液进行中和、分离、烘干得到成品。
所述微管反应器由数个并列的微管和套管组成，数个并列的所述微管设置在所述套管的内部，所述微管的下端连接分配盘，所述分配盘的下端连接反应液进料口，所述微管的上端连接收集盘，所述收集盘的上端连接反应液出料口，所述套管的一侧下端连接循环温水进口，另一侧上端连接循环温水出口。
每个所述微管反应器内并列的微管管子数量大于等于10，所述微管的材质为316不锈钢，所述微管的内径为0.5～6mm。
所述套管内为流动的循环温水，循环温水的温度是40～60℃，所述微管反应器为内的物料反应温度为40～70℃，所述A混合物的温度控制在25～35℃之间，所述B混合物的温度控制在25～45℃之间，所述A混合物在配制过程控制温度不超过50℃，所述B混合物配制过程控制温度不超过100℃。
所述A混合物的质量流量与所述B混合物的质量流量比值为：0.2～0.3，所述A混合物与B混合物分别由A混合物稳流输送泵与B混合物稳流输送泵依次送入多段微管反应器中进行反应，总反应时间不小于15秒。
反应完成液出多段微管反应器后连续注水终止反应，注水体积大于等于总反应液体积。
本发明的有益效果为：
1、本发明一种2-甲基-5硝基咪唑连续硝化工艺的A混合物(25-35℃)、B混合物(25-45℃)两组混合物常温或略高于常温条件下投料不需要制冷设备、能耗低，由于醋酐的加入，B组混合物25-45℃条件下粘度大幅降低，利于泵输送；
2、本发明一种2-甲基-5硝基咪唑连续硝化工艺采用316不锈钢微管反应器结构简单、容易制造、不需要固体酸作为催化剂、投资少；
3、本发明一种2-甲基-5硝基咪唑连续硝化工艺的AB两组混合物料性质很稳定、且从微管反应器出口直接向反应液注水终止反应，工艺解决了背景技术反应完成液进老化釜内继续反应产生的安全风险；以及将所有反应物混合在一起后再进反应器进行反应，而混合物在进反应器前发生反应，存在的重大安全风险；
4、本发明一种2-甲基-5硝基咪唑连续硝化工艺采用浓硫酸与醋酐做为复合催化剂，醋酐作为温和的硝化反应催化剂，加入醋酐后，降低了强硝化反应催化剂浓硫酸的用量，使得反应的变得温和，反应过程不产生气体和棕黄色硝烟，反应过程平稳，产品2-甲基5-硝基咪唑收率大于85％；
5、本发明一种2-甲基-5硝基咪唑连续硝化工艺通过该工艺可实现2-甲基-5硝基咪唑硝化工段的低温40-70℃连续反应、平稳、安全、高效、高转化率达85％以上，可实现2-甲基-5硝基咪唑硝化工段工业化。
附图说明
图1为本发明一种2-甲基-5硝基咪唑连续硝化工艺的流程示意图。
图2为本发明的微管反应器的结构示意图。
图中：1为A混合物稳流输送泵，2为b混合物稳流输送泵，3为混合器一，4为一段反应器，5为二段反应器，6为三段反应器，7为四段反应器，8为混合器二，9为注水泵，10为微管，11为套管，12为分配盘，13为反应液进料口，14为收集盘，15为反应液出料口，16为，17为循环温水进口，18为循环温水出口。
具体实施方式
下面结合图1-2对本发明进一步说明，但本发明保护范围不局限所述内容。
其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向，且附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
为了清楚，不描述实际实施例的全部特征，在下列描述中，不详细描述公知的功能和结构，因为它们会使本发明由于不必要的细节而混乱，应当认为在任何实际实施例的开发中，必须做出大量实施细节以实现开发者的特定目标，例如按照有关系统或有关商业的限制，由一个实施例改变为另一个实施例，另外，应当认为这种开发工作可能是复杂和耗费时间的，但是对于本领域技术人员来说仅仅是常规工作。
实施例1：一种2-甲基-5硝基咪唑连续硝化工艺，其按照以下步骤进行：
步骤1、A混合物配制
开启A混合物搅拌釜，投入900Kg发烟硝酸，打开A混合物搅拌釜冷却水开关，缓慢投加330Kg硫酸铵，配制过程控制温度不超过50℃，配制完成后，用常温水对物料降温至30℃。
步骤2、B混合物配制
开启B混合物搅拌釜，投入2000Kg98％浓硫酸，打开B混合物搅拌釜冷却水开关，缓慢投加1000Kg 2-甲基咪唑，控制温度不超过100℃，投加2-甲基咪唑完成后，加入2000Kg醋酐。搅拌均匀，降温至30℃。
步骤三、A混合物、B混合物进微管反应器进行反应
开启温水循环对四段微管反应器(反应器一4、反应器二5、反应器三6、反应器四7)进行预热50℃，预先开启终止反应注水泵9设定流量12000g/min，稳定后；再开启A混合物稳流输送计量泵1，设定流量为2070g/min，A泵运行稳定后；最后开启B混合物稳流输送计量泵2，设定流量为8070g/min，A混合物和B混合物分别由A混合物稳流输送计量泵1与B混合物稳流输送泵2注入混合器一3后依次进入多段微管反应器中进行反应。
步骤四、终止反应
从所述四段反应器7流出的反应完成液进入混合器二8，同时注水泵9对反应完成液进行连续注水稀释至终止反应，终止反应后的混合合流入中和釜后进行中和，中和完成后进行放入离心机进行固液分离，分离后对固相进行水洗干燥得到成品，收率87％，纯度大于99％。
实施例2：一种2-甲基-5硝基咪唑连续硝化工艺，其按照以下步骤进行：
步骤1、A混合物配制
开启A混合物搅拌釜，投入1000Kg发烟硝酸，打开A混合物搅拌釜冷却水开关，缓慢投加250Kg硫酸铵，配制过程控制温度不超过50℃，配制完成后，用常温水对物料降温至25℃。
步骤2、B混合物配制
开启B混合物搅拌釜，投入1500Kg98％浓硫酸，打开B混合物搅拌釜冷却水开关，缓慢投加1000Kg 2-甲基咪唑，控制温度不超过100℃，投加2-甲基咪唑完成后，加入1500Kg醋酐。搅拌均匀，降温至25℃。
步骤三、A混合物、B混合物进微管反应器进行反应
开启温水循环对四段微管反应器(反应器一4、反应器二5、反应器三6、反应器四7)进行预热40℃，预先开启终止反应注水泵9设定流量12000g/min，稳定后；再开启A混合物稳流输送计量泵1，设定流量为2070g/min，A泵运行稳定后；最后开启B混合物稳流输送计量泵2，设定流量为8070g/min，A混合物和B混合物分别由A混合物稳流输送计量泵1与B混合物稳流输送泵2注入混合器一3后依次进入多段微管反应器中进行反应。
步骤四、终止反应
从所述四段反应器7流出的反应完成液进入混合器二8，同时注水泵9对反应完成液进行连续注水稀释至终止反应，终止反应后的混合合流入中和釜后进行中和，中和完成后进行放入离心机进行固液分离，分离后对固相进行水洗干燥得到成品，收率87％，纯度大于99％。
实施例3：一种2-甲基-5硝基咪唑连续硝化工艺，其按照以下步骤进行：
步骤1、A混合物配制
开启A混合物搅拌釜，投入1050Kg发烟硝酸，打开A混合物搅拌釜冷却水开关，缓慢投加300Kg硫酸铵，配制过程控制温度不超过50℃，配制完成后，用常温水对物料降温至35℃。
步骤2、B混合物配制
开启B混合物搅拌釜，投入2500Kg98％浓硫酸，打开B混合物搅拌釜冷却水开关，缓慢投加1000Kg 2-甲基咪唑，控制温度不超过100℃，投加2-甲基咪唑完成后，加入3000Kg醋酐。搅拌均匀，降温至45℃。
步骤三、A混合物、B混合物进微管反应器进行反应
开启温水循环对四段微管反应器(反应器一4、反应器二5、反应器三6、反应器四7)进行预热60℃，预先开启终止反应注水泵9设定流量12000g/min，稳定后；再开启A混合物稳流输送计量泵1，设定流量为2070g/min，A泵运行稳定后；最后开启B混合物稳流输送计量泵2，设定流量为8070g/min，A混合物和B混合物分别由A混合物稳流输送计量泵1与B混合物稳流输送泵2注入混合器一3后依次进入多段微管反应器中进行反应。
步骤四、终止反应
从所述四段反应器7流出的反应完成液进入混合器二8，同时注水泵9对反应完成液进行连续注水稀释至终止反应，终止反应后的混合合流入中和釜后进行中和，中和完成后进行放入离心机进行固液分离，分离后对固相进行水洗干燥得到成品，收率87％，纯度大于99％。
尽管已经对本发明的技术方案做了较为详细的阐述和列举，应当理解，对于本领域技术人员来说，对上述实施例做出修改或者采用等同的替代方案，这对本领域的技术人员而言是显而易见，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (10)
1.一种2-甲基-5硝基咪唑连续硝化工艺，其特征在于：其包括以下步骤：
步骤一、将硫酸铵溶于发烟硝酸中形成A混合物；
步骤二、将2-甲基咪唑溶于浓硫酸与-醋酐复合催化剂中形成混合物B；
步骤三、将A混合物与B混合物分别由A混合物稳流输送泵(1)与B混合物稳流输送泵(2)依次送入多段微管反应器中进行反应；
步骤四、反应完成液出多段微管反应器后连续注水终止反应。
2.根据权利要求1所述的一种2-甲基-5硝基咪唑连续硝化工艺，其特征在于：所述步骤一中发烟硝酸的质量分数大于等于98％，发烟硝酸与硫酸铵的质量比值为2.5-3.5，所述步骤二中浓硫酸的质量分数大于等于98％，浓硫酸与2-甲基咪唑的质量比值为1.5-2.5；醋酐与2-甲基咪唑的质量比值为1.5-3。
3.根据权利要求1所述的一种2-甲基-5硝基咪唑连续硝化工艺，其特征在于：所述步骤三中的A混合物稳流输送泵(1)与B混合物稳流输送泵(2)为相位差是120°的三泵头隔膜计量泵。
4.根据权利要求1所述的一种2-甲基-5硝基咪唑连续硝化工艺，其特征在于：所述A混合物与B混合物分别由A混合物稳流输送泵(1)与B混合物稳流输送泵(2)注入混合器一(3)后依次进入多段微管反应器中进行反应，多段微管反应器由多个微管反应器相互串联而成，多段微管反应器的段数量大于等于2。
5.根据权利要求1所述的一种2-甲基-5硝基咪唑连续硝化工艺，其特征在于：所述多段微管反应器由一段反应器(4)、二段反应器(5)、三段反应器(6)和四段反应器(7)组成，从所述混合器一(3)出来的混合液依次进入所述一段反应器(4)、所述二段反应器(5)、所述三段反应器(6)和所述四段反应器(7)，从所述四段反应器(7)流出的反应完成液进入混合器二(8)，同时通过注水泵(9)对反应完成液进行连续注水稀释至终止反应。
6.根据权利要求4所述的一种2-甲基-5硝基咪唑连续硝化工艺，其特征在于：所述微管反应器由数个并列的微管(10)和套管(11)组成，数个并列的所述微管(10)设置在所述套管(11)的内部，所述微管(10)的下端连接分配盘(12)，所述分配盘(12)的下端连接反应液进料口(13)，所述微管(10)的上端连接收集盘(14)，所述收集盘(14)的上端连接反应液出料口(15)，所述套管(11)的一侧下端连接循环温水进口(16)，另一侧上端连接循环温水出口(17)。
7.根据权利要求6所述的一种2-甲基-5硝基咪唑连续硝化工艺，其特征在于：每个所述微管反应器内并列的微管(10)管子数量大于等于10，所述微管(10)的材质为316不锈钢，所述微管(10)的内径为0.5～6mm。
8.根据权利要求6所述的一种2-甲基-5硝基咪唑连续硝化工艺，其特征在于：所述套管(11)内为流动的循环温水，循环温水的温度是40～60℃，所述微管反应器为内的物料反应温度为40～70℃，所述A混合物的温度控制在25～35℃之间，所述B混合物的温度控制在25～45℃之间，所述A混合物在配制过程控制温度不超过50℃，所述B混合物配制过程控制温度不超过100℃。
9.根据权利要求1所述的一种2-甲基-5硝基咪唑连续硝化工艺，其特征在于：所述A混合物的质量流量与所述B混合物的质量流量比值为：0.2～0.3，所述A混合物与B混合物分别由A混合物稳流输送泵(1)与B混合物稳流输送泵(2)依次送入多段微管反应器中进行反应，总反应时间不小于15秒。
10.根据权利要求1所述的一种2-甲基-5硝基咪唑连续硝化工艺，其特征在于：反应完成液出多段微管反应器后连续注水终止反应，注水体积大于等于总反应液体积。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111221448.2A CN113788794B (zh) | 2021-10-20 | 2021-10-20 | 一种2-甲基-5硝基咪唑连续硝化工艺 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111221448.2A CN113788794B (zh) | 2021-10-20 | 2021-10-20 | 一种2-甲基-5硝基咪唑连续硝化工艺 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113788794A true CN113788794A (zh) | 2021-12-14 |
| CN113788794B CN113788794B (zh) | 2023-07-14 |
Family
ID=79185161
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111221448.2A Active CN113788794B (zh) | 2021-10-20 | 2021-10-20 | 一种2-甲基-5硝基咪唑连续硝化工艺 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113788794B (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114292181A (zh) * | 2022-01-27 | 2022-04-08 | 西安海泽微流工程技术有限公司 | 一种2-甲基-5硝基咪唑硝化完成液的回收乙酸工艺 |
| CN115872936A (zh) * | 2022-11-04 | 2023-03-31 | 康宁反应器技术有限公司 | 一种烷基硝基咪唑的生产方法 |
Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2049780C1 (ru) * | 1992-12-04 | 1995-12-10 | Государственный научно-исследовательский институт "Кристалл" | Способ получения производных 2-r-4(5)-нитроимидазолов |
| SE9702736D0 (sv) * | 1997-07-16 | 1997-07-16 | Foersvarets Forskningsanstalt | Sätt att framställa parabansyra och salter därav |
| CN1256269A (zh) * | 1999-12-03 | 2000-06-14 | 清华大学 | 一种2－甲基－5－硝基咪唑合成方法 |
| RU2198877C1 (ru) * | 2001-07-16 | 2003-02-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Поливит" | Способ получения 2-метил-4(5)-нитроимидазола |
| CN107674033A (zh) * | 2017-09-15 | 2018-02-09 | 湖北省宏源药业科技股份有限公司 | 一种2‑甲基‑5硝基咪唑生产工艺 |
| CN110156694A (zh) * | 2019-06-10 | 2019-08-23 | 江苏康乐佳材料有限公司 | 一种2-甲基-5-硝基咪唑连续流生产工艺 |
| CN111362876A (zh) * | 2020-04-29 | 2020-07-03 | 山东豪迈化工技术有限公司 | 一种2-甲基-5-硝基咪唑的连续合成方法 |
| CN111704578A (zh) * | 2020-07-27 | 2020-09-25 | 湖北省宏源药业科技股份有限公司 | 一种2-甲基-5-硝基咪唑连续化生产方法 |
| CN112778210A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-05-11 | 宜昌东阳光制药有限公司 | 一种微通道反应器连续制备2-甲基-5-硝基咪唑的方法 |
| CN113372280A (zh) * | 2021-05-25 | 2021-09-10 | 黄冈银河阿迪药业有限公司 | 一种2-甲基咪唑连续硝化反应系统与连续硝化工艺 |
| CN113461616A (zh) * | 2021-07-16 | 2021-10-01 | 方耀 | 一种2-甲基-5硝基咪唑合成工艺 |
-
2021
- 2021-10-20 CN CN202111221448.2A patent/CN113788794B/zh active Active
Patent Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2049780C1 (ru) * | 1992-12-04 | 1995-12-10 | Государственный научно-исследовательский институт "Кристалл" | Способ получения производных 2-r-4(5)-нитроимидазолов |
| SE9702736D0 (sv) * | 1997-07-16 | 1997-07-16 | Foersvarets Forskningsanstalt | Sätt att framställa parabansyra och salter därav |
| CN1256269A (zh) * | 1999-12-03 | 2000-06-14 | 清华大学 | 一种2－甲基－5－硝基咪唑合成方法 |
| RU2198877C1 (ru) * | 2001-07-16 | 2003-02-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Поливит" | Способ получения 2-метил-4(5)-нитроимидазола |
| CN107674033A (zh) * | 2017-09-15 | 2018-02-09 | 湖北省宏源药业科技股份有限公司 | 一种2‑甲基‑5硝基咪唑生产工艺 |
| CN110156694A (zh) * | 2019-06-10 | 2019-08-23 | 江苏康乐佳材料有限公司 | 一种2-甲基-5-硝基咪唑连续流生产工艺 |
| CN111362876A (zh) * | 2020-04-29 | 2020-07-03 | 山东豪迈化工技术有限公司 | 一种2-甲基-5-硝基咪唑的连续合成方法 |
| CN111704578A (zh) * | 2020-07-27 | 2020-09-25 | 湖北省宏源药业科技股份有限公司 | 一种2-甲基-5-硝基咪唑连续化生产方法 |
| CN112778210A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-05-11 | 宜昌东阳光制药有限公司 | 一种微通道反应器连续制备2-甲基-5-硝基咪唑的方法 |
| CN113372280A (zh) * | 2021-05-25 | 2021-09-10 | 黄冈银河阿迪药业有限公司 | 一种2-甲基咪唑连续硝化反应系统与连续硝化工艺 |
| CN113461616A (zh) * | 2021-07-16 | 2021-10-01 | 方耀 | 一种2-甲基-5硝基咪唑合成工艺 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| FASSAKHOV, R. KH等: ""Industrial synthesis of 1-(2-oxyethyl)-2-methyl-5-nitroimidazole (metronidazole)"", 《BIOORGANIC & MEDICINAL CHEMISTRY LETTERS》 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114292181A (zh) * | 2022-01-27 | 2022-04-08 | 西安海泽微流工程技术有限公司 | 一种2-甲基-5硝基咪唑硝化完成液的回收乙酸工艺 |
| CN115872936A (zh) * | 2022-11-04 | 2023-03-31 | 康宁反应器技术有限公司 | 一种烷基硝基咪唑的生产方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN113788794B (zh) | 2023-07-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN113788794A (zh) | 一种2-甲基-5硝基咪唑连续硝化工艺 | |
| CN112679358B (zh) | 一种利用微通道反应器连续制备3,5-二硝基苯甲酸的方法 | |
| CN109232578B (zh) | 用微反应技术连续制备四硝基苯吡啶四氮杂戊搭烯(bptap)的方法 | |
| CN101462962A (zh) | 一种硝酸异辛酯的合成方法及微通道反应器 | |
| CN113121356B (zh) | 一种自动力连续硝化的方法及其装置 | |
| CN113967454A (zh) | 一种高选择性连续合成混二硝基苯的装置及方法 | |
| CN111617710A (zh) | 一种工业多功能的微通道反应器生产系统 | |
| CN115400708A (zh) | 2-甲基-5-硝基咪唑的连续化生产系统及方法 | |
| CN219051353U (zh) | 改进的管式反应器和使用该管式反应器的生产设备 | |
| US4206302A (en) | Continuous process for the nitration of cellulose and apparatus therefor | |
| CN113750922A (zh) | 一种制备2-硝基-4-甲砜基甲苯的微反应设备和方法 | |
| CN112876389A (zh) | 一种微通道反应器合成芳香类硝基化合物的方法 | |
| CN108721942B (zh) | 一种液相混合物的连续逆流反应工艺及应用 | |
| CN115814737A (zh) | 一种连续化制备四氟乙烷-β-磺内酯的装置及其方法 | |
| CN116178164A (zh) | 一种采用微反应器合成间二硝基苯的方法 | |
| CN216172263U (zh) | 一种用于合成α-乙酰基-γ-丁内酯的反应装置 | |
| CN214514479U (zh) | 一种用于硝化反应的微通道反应器系统 | |
| CN110845373B (zh) | 一种连续化制备2-硝基-4-甲砜基甲苯的方法 | |
| CN114797738B (zh) | 改进的管式反应器、使用该管式反应器的生产设备及使用它们制备磺酰基化合物的方法 | |
| CN109776330B (zh) | 一种用微通道反应器制1,2,4-丁三醇三硝酸酯的方法 | |
| CN221208000U (zh) | 一种取代吡唑烷羧酸酯的反应装置 | |
| CN115181039B (zh) | 连续化生产2,5-二甲基苯磺酸的方法与应用、2,5-二甲基苯磺酸 | |
| CN210410748U (zh) | 一种回流管式反应器 | |
| CN214486839U (zh) | 一种连续合成四氢苯酐的装置 | |
| CN220091366U (zh) | 连续制备硝酸异山梨酯的系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |