CN114870751A - 一种邻甲基苯氧乙酸钠连续制备系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于化工领域,尤其涉及一种邻甲基苯氧乙酸钠连续制备系统及方法。本发明提供的系统包括:用于制备邻甲基苯氧乙酸钠的管式反应器,其上设置有主进料口、出料口和多个支进料口;所述主进料口为邻甲酚钠溶液进料口;所述多个支进料口分布于主进料口与出料口之间的反应管道上,其中,至少有一个支进料口为氢氧化钠溶液进料口,至少有一个支进料口为稀释水进料口,其余的支进料口为氯乙酸钠溶液进料口。本发明提供的制备系统产能高,占地面积小,操作简便,维护方便,容易实现自动化控制和连续化生产,能够提高产量,并降低生产成本。实验结果表明,采用本发明提供的制备系统生产邻甲基苯氧乙酸钠时,以氯乙酸计的收率在88%以上。
Description
技术领域
本发明属于化工领域,尤其涉及一种邻甲基苯氧乙酸钠连续制备系统及方法。
背景技术
苯氧羧酸类化合物作为重要的除草剂,经过多年的发展,因其高选择性和优良的除草效果,在除草剂市场占据了半壁江山。1945年开发并推广使用的2-甲基-4-氯苯氧乙酸(通用名:二甲四氯)是激素型内吸收苯氧羧酸类除草剂,对植物有较强的生理活性,容易被根部和叶面吸收和传导。在低浓度时,对作物有生长刺激作用,可防止落花、落果、形成无籽果实、促进果实成熟和插枝生根等;高浓度时植物出现畸形,可以破坏双子叶植物的疏导组织,使植物的生长发育受到干扰,直至死亡。二甲四氯既是激素型除草剂,也是植物生长调节剂,具有高效、低毒、低残留、对环境无污染等特点,因此,得到了广泛的应用和大量的市场需求。目前二甲四氯系列产品终端市场农户产品认可度高,但整体市场毛利润较低,二甲四氯未来随着应用技术的不断成熟,未来市场仍具有广阔的市场前景,因此,降低二甲四氯的生产成本,依靠产量和品质来分一块蛋糕,是各大生产商发力的重点,这也使得二甲四氯制备工艺的研究和改进从没有止步。
目前,世界上主流的二甲四氯的制备工艺主要有两种,一种是先氯化再缩合,另一种是先缩合再氯化。制备工艺中缩合反应过程是指邻甲酚钠和氯乙酸钠在强碱环境下缩合制得邻甲基苯氧乙酸钠的过程,邻甲基苯氧乙酸钠是制备二甲四氯的重要中间体。
在现有技术中,CN103351295A公开了一种二甲四氯的制备工艺:将氯乙酸溶解于水中备用,两者的掺和比例为1∶1;将邻甲酚和氢氧化钠置于缩合反应釜中调配,确保两者的调配比例为5∶1,反应温度为55℃-65℃,最佳反应时间为0.4h-0.6h,最终获得邻甲酚钠水溶液;在上述反应结束后,滴加获得的氯乙酸溶液,保证氯乙酸溶液与邻甲酚钠水溶液的调配比例为1.05∶1,反应温度为110℃-130℃,最佳反应时间为3.5h-4.5h,最终获得邻甲基苯氧乙酸钠;在上述反应结束后,加入次氯酸钠溶液,保证邻甲基苯氧乙酸钠与次氯酸钠溶液的调配比例为1∶6,反应温度为25℃-35℃,最终获得2-甲-4-氯苯氧乙酸钠;在上述反应结束后,将2-甲-4-氯苯氧乙酸钠从缩合反应釜中转移到酸析釜中,此时加入盐酸,确保2-甲-4-氯苯氧乙酸钠与盐酸的比例为1∶1,最终获得2-甲-4-氯苯氧乙酸。
上述专利中,氯乙酸溶液持续滴加入缩合釜中,反应后期体系邻甲酚钠浓度降低,导致与邻甲酚钠缩合的氯乙酸钠过量,造成氯乙酸钠自身水解,导致浪费;缩合过程需要持续蒸出含酚水并进行处理,气味不易控制;邻甲基苯氧乙酸钠的制备为间歇式反应,生产设备占空间大,产能受限,对稳产提产造成挑战。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提供一种邻甲基苯氧乙酸钠连续制备系统及方法,本发明提供的系统和方法可连续制备邻甲基苯氧乙酸钠,收率稳定,不产生含酚水、气味可控,工艺简单,操作简便,容易实现自动化控制和连续化生产,具有良好的经济效益。
本发明提供了一种邻甲基苯氧乙酸钠连续制备系统,包括:
用于制备邻甲基苯氧乙酸钠的管式反应器,其上设置有主进料口、出料口和多个支进料口;
所述主进料口为邻甲酚钠溶液进料口;
所述多个支进料口分布于主进料口与出料口之间的反应管道上,其中,至少有一个支进料口为氢氧化钠溶液进料口,至少有一个支进料口为稀释水进料口,其余的支进料口为氯乙酸钠溶液进料口。
优选的,所述系统还包括:用于制备氯乙酸钠的管式反应器,其上设置有氢氧化钠溶液进料口、氯乙酸溶液进料口和氯乙酸钠溶液出料口,所述氯乙酸钠溶液出料口与所述氯乙酸钠溶液进料口相连接。
优选的,所述系统还包括:氯乙酸钠溶液缓存装置,所述氯乙酸钠溶液缓存装置设置在所述用于制备氯乙酸钠的管式反应器与所述用于制备邻甲基苯氧乙酸钠的管式反应器之间,其进口与所述氯乙酸钠溶液出料口相连接,其出口与所述氯乙酸钠溶液进料口相连接。
优选的,所述系统还包括:用于制备邻甲酚钠的管式反应器,其上设置有氢氧化钠溶液进料口、邻甲酚进料口和邻甲酚钠溶液出料口,所述邻甲酚钠溶液出料口与所述邻甲酚钠溶液进料口相连接。
优选的,所述用于制备邻甲酚钠的管式反应器上还设置有稀释水进料口。
优选的,所述系统还包括:邻甲酚钠溶液缓存装置,所述邻甲酚钠溶液缓存装置设置在所述用于制备邻甲酚钠的管式反应器与所述用于制备邻甲基苯氧乙酸钠的管式反应器之间,其进口与所述邻甲酚钠溶液出料口相连接,其出口与所述邻甲酚钠溶液进料口相连接。
本发明提供了一种邻甲基苯氧乙酸钠连续制备方法,在上述技术方案所述的邻甲基苯氧乙酸钠连续制备系统中进行,包括以下步骤:
分别将邻甲酚钠溶液、氯乙酸钠溶液、氢氧化钠溶液和稀释水输送入管式反应器的对应进料口,邻甲酚钠和氯乙酸钠在管式反应器内进行缩合反应,在出料口获得反应产物。
优选的,所述氯乙酸钠和邻甲酚钠的摩尔比为1:(0.7~1.3);
每个所述氯乙酸钠溶液进料口的进料量为氯乙酸钠溶液进料总量的3~60%。
优选的,所述缩合反应的温度为100~140℃;所述缩合反应的压力为0.1~0.4MPa;物料在所述管式反应器内的反应时间为0.3~2h。
优选的,所述反应产物的pH值为8~12;所述反应产物中邻甲基苯氧乙酸钠的浓度为10~30wt%。
与现有技术相比,本发明提供了一种邻甲基苯氧乙酸钠连续制备的系统及方法。本发明提供的系统包括:用于制备邻甲基苯氧乙酸钠的管式反应器,其上设置有主进料口、出料口和多个支进料口;所述主进料口为邻甲酚钠溶液进料口;所述多个支进料口分布于主进料口与出料口之间的反应管道上,其中,至少有一个支进料口为氢氧化钠溶液进料口,至少有一个支进料口为稀释水进料口,其余的支进料口为氯乙酸钠溶液进料口。本发明提供的制备系统可将氯乙酸钠溶液从多个支进料口按照不同流量比例泵入管式反应器进行缩合反应,可根据不同反应段的物料浓度实时调整氯乙酸钠进料量,从而避免因邻甲酚钠浓度降低而导致的氯乙酸钠严重过量,进而减少高温强碱性条件下的氯乙酸钠的自身水解所导致的原料浪费;此外,本发明提供的制备系统将整个缩合反应过程在密闭的管式反应器中带压力进行,物料带水及反应生成水无需蒸发和冷凝,无含酚水产出,因此无需对含酚水进行收集和处理,无挥发性气体排放,绿色环保。在本发明提供的优选技术方案中,所述系统还配备了用于制备氯乙酸钠的管式反应器,其在配制氯乙酸钠溶液时物料停留时间短,缩短了反应时间,进一步减少了氯乙酸钠的水解。本发明提供的制备系统产能高,占地面积小,操作简便,维护方便,容易实现自动化控制和连续化生产,能够提高产量,并降低生产成本,具有良好的经济效益。实验结果表明,采用本发明提供的制备系统生产邻甲基苯氧乙酸钠时,以氯乙酸计的收率在88%以上。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明的实施例提供的邻甲基苯氧乙酸钠连续制备系统的示意图。
附图中标记如下:1为用于制备邻甲基苯氧乙酸钠的管式反应器,1-1为主进料口,1-2为支进料口,2为用于制备氯乙酸钠的管式反应器,3为氯乙酸钠溶液缓存装置,4为用于制备邻甲酚钠的管式反应器,5为邻甲酚钠溶液缓存装置,6为反应产物液缓存装置。
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。
本发明提供了一种邻甲基苯氧乙酸钠连续制备系统,包括:
用于制备邻甲基苯氧乙酸钠的管式反应器(1),其上设置有主进料口(1-1)、出料口和多个支进料口(1-2);
主进料口(1-1)为邻甲酚钠溶液进料口;
多个支进料口(1-2)分布于主进料口(1-1)与出料口之间的反应管道上,其中,至少有一个支进料口(1-2)为氢氧化钠溶液进料口,至少有一个支进料口(1-2)为稀释水进料口,其余的支进料口(1-2)为氯乙酸钠溶液进料口。
在本发明提供的制备系统中,管式反应器(1)为邻甲酚钠和氯乙酸钠反应制邻甲基苯氧乙酸钠的场所,各反应物料优选通过转料管线和进料泵输送至对应的进料口。在本发明的一些实施例中,管式反应器(1)上氯乙酸钠溶液进料口,即用于氯乙酸钠溶液进料的支进料口的数量优选为2~10个,具体可为2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个或10个;在本发明的一些实施例中,管式反应器(1)上设置有4个氯乙酸钠溶液进料口,即设置有4个用于氯乙酸钠溶液进料的支进料口(1-2),沿料液运动方向,优选将所述氢氧化钠溶液进料口设置在第3和第4个氯乙酸钠溶液进料口之间;在本发明的另一些实施例中,管式反应器(1)上设置有6个氯乙酸钠溶液进料口,即设置有6个用于氯乙酸钠溶液进料的支进料口(1-2),沿料液运动方向,优选将所述氢氧化钠溶液进料口设置在第5和第6个氯乙酸钠溶液进料口之间;在本发明的其他实施例中,也可以不设置所述氢氧化钠溶液进料口,即不设置用于氢氧化钠溶液进料的支进料口(1-2)。
在本发明提供的制备系统中,管式反应器(1)上优选还设置有pH检测设备、温度监测设备、压力监测设备和控温设备;所述控温设备的控温方式优选为夹套控温。
在本发明提供的制备系统中,管式反应器(1)可以不设挡板,也可设置有多个扰流挡板,为圆环形、多边形或螺旋形。
在本发明提供的制备系统中,所述系统优选还包括用于制备氯乙酸钠的管式反应器(2),管式反应器(2)为氢氧化钠和氯乙酸反应制氯乙酸钠的场所,其上设置有氢氧化钠溶液进料口、氯乙酸溶液进料口和氯乙酸钠溶液出料口,所述氯乙酸钠溶液出料口与管式反应器(1)的所述氯乙酸钠溶液进料口相连接。
在本发明提供的制备系统中,管式反应器(2)中的所述氢氧化钠溶液进料口和氯乙酸溶液进料口优选均为该反应器的主进料口,即管式反应器(2)设置有至少2个主进料口。
在本发明提供的制备系统中,氢氧化钠溶液优选通过转料管线和进料泵输送至管式反应器(2)的所述氢氧化钠溶液进料口;氯乙酸溶液优选通过转料管线和进料泵输送至管式反应器(2)的所述氯乙酸溶液进料口。
在本发明提供的制备系统中,管式反应器(2)上优选还设置有pH检测设备、温度监测设备、压力监测设备和控温设备;所述控温设备的控温方式优选为夹套控温。
在本发明提供的制备系统中,管式反应器(2)可以不设挡板,也可设置有多个扰流挡板,为圆环形、多边形或螺旋形。
在本发明提供的制备系统中,所述系统优选还包括氯乙酸钠溶液缓存装置(3),氯乙酸钠溶液缓存装置(3)为氯乙酸钠溶液的缓存场所,设置在管式反应器(1)与管式反应器(2)之间,其进口与管式反应器(2)的氯乙酸钠溶液出料口相连接,其出口与管式反应器(1)的氯乙酸钠溶液进料口相连接。
在本发明提供的制备系统中,氯乙酸钠溶液缓存装置(3)的进口与管式反应器(2)的氯乙酸钠溶液出料口之间优选通过转料管线相连接;氯乙酸钠溶液缓存装置(3)的出口与管式反应器(1)的氯乙酸钠溶液进料口之间优选通过转料管线和进料泵相连接。
在本发明提供的制备系统中,所述系统优选还包括用于制备邻甲酚钠的管式反应器(4),管式反应器(4)为氢氧化钠和邻甲酚反应制邻甲酚钠的场所,其上设置有氢氧化钠溶液进料口、邻甲酚进料口和邻甲酚钠溶液出料口,所述邻甲酚钠溶液出料口与管式反应器(1)的所述邻甲酚钠溶液进料口相连接。
在本发明提供的制备系统中,管式反应器(4)上优选还设置有稀释水进料口。
在本发明提供的制备系统中,管式反应器(4)中的所述氢氧化钠溶液进料口和邻甲酚进料口优选均为该反应器的主进料口,所述稀释水进料口优选为该反应器的支进料口,即管式反应器(4)设置有至少2个主进料口和至少1个支进料口。
在本发明提供的制备系统中,氢氧化钠溶液优选通过转料管线和进料泵输送至管式反应器(4)的所述氢氧化钠溶液进料口;邻甲酚优选通过转料管线和进料泵输送至管式反应器(4)的所述邻甲酚进料口;稀释水优选通过转料管线和进料泵输送至管式反应器(4)的所述稀释水进料口。
在本发明提供的制备系统中,管式反应器(4)上优选还设置有温度监测设备、压力监测设备和控温设备;所述控温设备的控温方式优选为夹套控温。
在本发明提供的制备系统中,管式反应器(4)可以不设挡板,也可设置有多个扰流挡板,为圆环形、多边形或螺旋形。
在本发明提供的制备系统中,所述系统优选还包括邻甲酚钠溶液缓存装置(5),邻甲酚钠溶液缓存装置(5)为邻甲酚钠溶液的缓存场所,设置在管式反应器(1)与管式反应器(4)之间,其进口与管式反应器(4)的邻甲酚钠溶液出料口相连接,其出口与管式反应器(1)的邻甲酚钠溶液进料口相连接。
在本发明提供的制备系统中,邻甲酚钠溶液缓存装置(5)的进口与管式反应器(4)的邻甲酚钠溶液出料口之间优选通过转料管线相连接;邻甲酚钠溶液缓存装置(5)的出口与管式反应器(1)的邻甲酚钠溶液进料口之间优选通过转料管线和进料泵相连接。
在本发明提供的制备系统中,所述系统优选还包括反应产物液缓存装置(6),反应产物液缓存装置(6)为反应产物液(邻甲基苯氧乙酸钠稀释液)的缓存场所,其进口与管式反应器(1)的出料口相连接。
在本发明提供的制备系统中,反应产物液缓存装置(6)的进口与管式反应器(1)的出料口之间优选通过转料管线相连接。
本发明还提供了一种邻甲基苯氧乙酸钠连续制备方法,在上述技术方案所述的邻甲基苯氧乙酸钠连续制备系统中进行,包括以下步骤:
分别将邻甲酚钠溶液、氯乙酸钠溶液、氢氧化钠溶液和稀释水输送入管式反应器(1)的对应进料口,邻甲酚钠和氯乙酸钠在管式反应器(1)内进行缩合反应,在出料口获得反应产物。
在本发明提供的制备方法中,当制备系统还包括用于制备氯乙酸钠的管式反应器(2)时,所述氯乙酸钠溶液优选在管式反应器(2)中制备得到,其具体制备步骤包括:
分别将氯乙酸溶液和氢氧化钠溶液输送入管式反应器(2)的氯乙酸溶液进料口和氢氧化钠溶液进料口,氯乙酸和氢氧化钠在管式反应器(2)内进行反应,在出料口获得氯乙酸钠溶液。
在本发明提供的上述氯乙酸钠溶液制备步骤中,所述反应的温度优选为0~50℃,具体可为0℃、5℃、10℃、15℃、20℃、25℃、30℃、35℃、40℃、45℃或50℃;所述反应的压力优选为0~0.6MPa,具体可为0MPa、0.05MPa、0.1MPa、0.15MPa、0.2MPa、0.25MPa、0.3MPa、0.35MPa、0.4MPa、0.45MPa、0.5MPa、0.55MPa或0.6MPa;所述反应的pH值优选为4~7,具体可为4、4.5、5、5.5、6、6.5或7;物料在管式反应器(2)内的反应时间(停留时间)优选为≤30min,具体可为1min。
在本发明提供的制备方法中,当制备系统还包括制备邻甲酚钠的管式反应器(4)时,所述邻甲酚钠溶液优选在管式反应器(4)中制备得到,其具体制备步骤包括:
分别将邻甲酚和氢氧化钠溶液输送入管式反应器(4)的邻甲酚进料口和氢氧化钠溶液进料口,邻甲酚和氢氧化钠在管式反应器(4)内进行反应,在出料口获得邻甲酚钠溶液。
在本发明提供的上述邻甲酚钠溶液制备步骤中,优选在制备过程中向管式反应器(4)内输送入一定量的稀释水,以调节反应体系中邻甲酚的浓度;所述稀释水优选通过稀释水进料口输送到管式反应器(4)内;所述邻甲酚经稀释后在反应体系中的浓度优选为20~70wt%,具体可为20wt%、30wt%、33.2wt%、40wt%、48.77wt%、50wt%、60wt%或70wt%。
在本发明提供的上述邻甲酚钠溶液制备步骤中,所述反应的温度优选为60~100℃,具体可为60℃、65℃、70℃、75℃、80℃、85℃、90℃、95℃或100℃;所述反应的压力优选为0~0.6MPa,具体可为0MPa、0.05MPa、0.1MPa、0.15MPa、0.2MPa、0.25MPa、0.3MPa、0.35MPa、0.4MPa、0.45MPa、0.5MPa、0.55MPa或0.6MPa;物料在管式反应器(4)内的反应时间(停留时间)优选为≥15min,具体可为1h。
在本发明提供的制备方法中,在管式反应器(1)内缩合制备反应产物的具体步骤优选包括:
将邻甲酚钠溶液输送入管式反应器(1)的主进料口(1-1);
将氯乙酸钠溶液输送入管式反应器(1)多个支进料口(1-2)中的氯乙酸钠溶液进料口;
将氢氧化钠溶液输送入管式反应器(1)多个支进料口(1-2)中的氢氧化钠溶液进料口,以调控系统产出物料(即,反应产物)的pH值;
控制管式反应器(1)内的温度和压力,使邻甲酚钠和氯乙酸钠在反应器进行缩合反应;
将稀释水输送入管式反应器(1)多个支进料口(1-2)中的稀释水进料口,以调控系统产出物料(即,反应产物)的浓度;
上述各步骤操作在制备系统中连续进行,各步骤之间没有明确的先后顺序关系。
在本发明提供的制备方法中,所述邻甲酚钠和氯乙酸钠的摩尔比优选为1:(0.7~1.3),具体可为1:0.7、1:0.75、1:0.8、1:0.85、1:0.9、1:0.95、1:1、1:1.05、1:1.1、1:1.15、1:1.2、1:1.25或1:1.3。
在本发明提供的制备方法中,管式反应器(1)每个所述氯乙酸钠溶液进料口的进料量优选为氯乙酸钠溶液进料总量的3~60%,具体可为3%、5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%或60%。在本发明中,各个所述氯乙酸钠溶液进料口的进料量可以相同,也可以不同,其进料量的加合即为所述进料总量。
在本发明提供的制备方法中,所述缩合反应的温度优选为100~140℃,具体可为100℃、105℃、110℃、115℃、120℃、125℃、130℃、135℃或140℃。
在本发明提供的制备方法中,所述缩合反应的压力优选为0.1~0.4MPa,具体可为0.1MPa、0.15MPa、0.2MPa、0.25MPa、0.3MPa、0.35MPa或0.4MPa。
在本发明提供的制备方法中,物料在管式反应器(1)内的反应时间(停留时间)优选为0.3~2h,具体可为0.3h、0.5h、0.7h、1h、1.2h、1.5h、1.7h或2h。
在本发明提供的制备方法中,所述反应产物的pH值优选为8~12,具体可为8、8.5、9、9.5、10、10.5、11、11.5或12。
在本发明提供的制备方法中,所述反应产物中邻甲基苯氧乙酸钠的浓度优选为10~30wt%,具体可为10wt%、12wt%、15wt%、17wt%、20wt%、23wt%、25wt%、27wt%或30wt%。
本发明提供制备系统和方法可连续制备邻甲基苯氧乙酸钠,收率稳定,不产生含酚水、气味可控,工艺简单,操作简便,容易实现自动化控制和连续化生产,具有良好的经济效益。更具体来说,本发明提供的制备系统和方法具有以下优点:
(1)氯乙酸钠使用管式反应器配制,配制过程物料停留时间短,缩短了反应时间,减少了氯乙酸钠的水解。
(2)氯乙酸钠配制完成后从多个支进料口按照不同流量比例进入管式反应器进行缩合反应,根据不同反应段的物料浓度调整氯乙酸钠进料量,避免了因邻甲酚钠浓度降低而导致的氯乙酸钠严重过量,从而减少了高温强碱性条件下的氯乙酸钠自身水解。
(3)整个缩合反应过程在密闭的管式反应器中带压力运行,物料带水及反应生成水无需蒸发和冷凝,无含酚水产出,无需含酚水的收集和处理,无挥发性气体排放,绿色环保。
(4)管式反应器占地面积小,操作简便,维护方便,容易实现自动化控制和连续化生产,能够提高产量降低生产成本。
实验结果表明,采用本发明提供的制备系统生产邻甲基苯氧乙酸钠时,以氯乙酸计的收率在88%以上。
为更清楚起见,下面通过以下实施例进行详细说明。
实施例1
在图1所示的制备系统中连续生产邻甲基苯氧乙酸钠,具体过程包括:
(1)氯乙酸钠溶液制备:在10~45℃,将4000g氯乙酸(纯度98%)溶于3600g水中,搅拌溶解完毕后,通过转料泵输入管式反应器(2)的氯乙酸溶液进料口,同时将3319g50wt%氢氧化钠水溶液通过转料泵输入管式反应器(2)的氢氧化钠溶液进料口,控制管式反应器(2)的压力0.3MPa,控制出料口pH=5,料液在反应器内的停留时间约为1min,3小时同时进料完毕,得到氯乙酸钠溶液;随后,氯乙酸钠溶液通过管式反应器(2)的出料口进入到氯乙酸钠溶液缓存装置(3)中;
(2)邻甲酚钠溶液制备:将6000g邻甲酚(纯度99%)于54℃烘箱融化,通过转料泵输入管式反应器(4)的邻甲酚进料口,同时将4396g 50wt%氢氧化钠水溶液通过转料泵输入管式反应器(4)的氢氧化钠溶液进料口,并将工艺水通过转料泵输入管式反应器(4)的稀释水进料口,利用工艺水将邻甲酚在反应体系中的浓度调整为33.20wt%,料液在反应器内的停留时间约为1h,2小时同时进料完毕,控制温度是反应体系在60~100℃之间,控制管式反应器(4)的压力0.3MPa,得到邻甲酚钠溶液;随后,邻甲酚钠溶液通过管式反应器(4)的出料口进入到邻甲酚钠溶液缓存装置(5)中;
(3)使用热媒将管式反应器(1)升温至115℃,将所述邻甲酚钠溶液通过进料泵输送入管式反应器(1)的主进料口;
(4)将所述氯乙酸钠溶液通过进料泵输送入管式反应器(1)的4个支进料口,4个进料口相同时间内各进总氯乙酸钠溶液进料总量的40%、30%、20%、10%;调整氯乙酸钠溶液和邻甲酚钠溶液的进料流量,使得氯乙酸钠与邻甲酚钠的进料摩尔比为1:1.20;
(5)将氢氧化钠溶液通过进料泵输送入管式反应器(1)的1个支进料口,沿物料流动方向,该支进料口位于倒数第1个与倒数第2个氯乙酸钠溶液进料口之间,控制管式反应器(1)的氢氧化钠溶液加入量,调整系统产出物料的pH值为10;
(6)控制管式反应器(1)的反应温度为115℃,控制管式反应器(1)的压力0.2MPa;稳定进料;
(7)物料在管式反应器(1)中平均停留时间控制在30min;
(8)从管式反应器(1)尾端的稀释水进料口加工艺水,将反应产物中邻甲基苯氧乙酸钠稀释至浓度为12wt%,随后产物稀释液通过管式反应器(1)的出料口进入到反应产物液缓存装置(6)中,所得产物稀释液的外观为棕红色;
(9)将步骤(8)所制得的产物稀释液使用甲苯萃取,将未反应的邻甲酚萃取至甲苯中回用;
(10)将步骤(9)萃取完成的产物稀释液进行烘干,获得邻甲基苯氧乙酸钠;
(11)将步骤(10)所制得的邻甲基苯氧乙酸钠称重并检测;
(12)截取管式反应器稳定运行中间部分时间的进出物料数量进行计算,共进氯乙酸116.0g,得到邻甲基苯氧乙酸钠208.4g,检测含量98.9wt%,以氯乙酸计的产品收率为89.26%。
实施例2
重复实施例1步骤(1)~(8)的制备过程,所得产物稀释液外观为棕红色。
重复实施例1步骤(9)~(11)的操作步骤,并截取管式反应器稳定运行中间部分时间的进出物料数量进行计算,共进氯乙酸58.0g,得到邻甲基苯氧乙酸钠103.5g,检测含量98.8wt%,以氯乙酸计的产品收率为88.57%。
实施例3
参照实施案例1步骤(1)~(8)的制备过程,区别在于:步骤(2)中邻甲酚在反应体系中的浓度调整为48.77wt%。所得产物稀释液的外观为棕红色。
重复实施例1步骤(9)~(11)的操作步骤,并截取管式反应器稳定运行中间部分时间的进出物料数量进行计算,共进氯乙酸56.2g,得到邻甲基苯氧乙酸钠102.83g,检测含量99.1wt%,以氯乙酸计的产品收率为91.09%。
实施例4
参照实施案例1步骤(1)~(8)的制备过程,区别在于:步骤(4)中氯乙酸钠溶液的进料口为5个,5个进料口相同时间内各进总氯乙酸钠溶液进料总量的20%、20%、20%、20%、20%。所得产物稀释液的外观为棕红色。
重复实施例1步骤(9)~(11)的操作步骤,并截取管式反应器稳定运行中间部分时间的进出物料数量进行计算,共进氯乙酸113.4g,得到邻甲基苯氧乙酸钠205.87g,检测含量98.5wt%,以氯乙酸计的产品收率为89.83%。
实施例5
参照实施案例1步骤(1)~(8)的制备过程,区别在于:步骤(4)中氯乙酸钠溶液的进料口为10个,10个进料口相同时间内各进总氯乙酸钠溶液进料总量的10%。所得产物稀释液外观为棕红色。
重复实施例1步骤(9)~(11)的操作步骤,并截取管式反应器稳定运行中间部分时间的进出物料数量进行计算,共进氯乙酸110.4g,得到邻甲基苯氧乙酸钠201.30g,检测含量98.9wt%,以氯乙酸计的产品收率为90.58%。
对比例1
(1)将125.36g氯乙酸投入到盛装有156.78g水的四口烧瓶中,搅拌溶解后滴加100.88g 50wt%氢氧化钠水溶液,控制滴加速度和温度,使温度始终≤45℃,滴加完毕pH=5.0,得到氯乙酸钠溶液;
(2)将157.38g邻甲酚投入四口烧瓶中,定量108.83g 50wt%氢氧化钠水溶液,搅拌,使用氮气保护,得到邻甲酚钠溶液;
(3)将配制好的邻甲酚钠溶液开始升温脱水,温度升至115℃开始滴加氯乙酸钠溶液,控制反应温度115~125℃,滴加后期通过补加氢氧化钠溶液控制反应体系的pH=10,反应期间一边滴加氯乙酸钠溶液一边蒸酚水;
(4)氯乙酸钠溶液滴加完毕,保温1h后降温至90℃;
(5)使用酚水(步骤(3)获得)和工艺水做稀释水,将瓶中邻甲基苯氧乙酸钠的浓度稀释至12wt%,得到的产物稀释液的外观为棕红色;
(6)将步骤(5)所制得的产物稀释液使用甲苯萃取,将未反应的邻甲酚萃取至甲苯中回用;
(7)将步骤(6)萃取完成的产物稀释液进行烘干,获得邻甲基苯氧乙酸钠;
(8)将步骤(7)所制得的邻甲基苯氧乙酸钠称重并检测;
(9)得到邻甲基苯氧乙酸钠210.75g,检测含量98.6wt%,以氯乙酸计的产品收率为83.27%。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种邻甲基苯氧乙酸钠连续制备系统,其特征在于,包括:
用于制备邻甲基苯氧乙酸钠的管式反应器,其上设置有主进料口、出料口和多个支进料口;
所述主进料口为邻甲酚钠溶液进料口;
所述多个支进料口分布于主进料口与出料口之间的反应管道上,其中,至少有一个支进料口为氢氧化钠溶液进料口,至少有一个支进料口为稀释水进料口,其余的支进料口为氯乙酸钠溶液进料口。
2.根据权利要求1所述的邻甲基苯氧乙酸钠连续制备系统,其特征在于,还包括:用于制备氯乙酸钠的管式反应器,其上设置有氢氧化钠溶液进料口、氯乙酸溶液进料口和氯乙酸钠溶液出料口,所述氯乙酸钠溶液出料口与所述氯乙酸钠溶液进料口相连接。
3.根据权利要求2所述的邻甲基苯氧乙酸钠连续制备系统,其特征在于,还包括:氯乙酸钠溶液缓存装置,所述氯乙酸钠溶液缓存装置设置在所述用于制备氯乙酸钠的管式反应器与所述用于制备邻甲基苯氧乙酸钠的管式反应器之间,其进口与所述氯乙酸钠溶液出料口相连接,其出口与所述氯乙酸钠溶液进料口相连接。
4.根据权利要求1所述的邻甲基苯氧乙酸钠连续制备系统,其特征在于,还包括:用于制备邻甲酚钠的管式反应器,其上设置有氢氧化钠溶液进料口、邻甲酚进料口和邻甲酚钠溶液出料口,所述邻甲酚钠溶液出料口与所述邻甲酚钠溶液进料口相连接。
5.根据权利要求4所述的邻甲基苯氧乙酸钠连续制备系统,其特征在于,所述用于制备邻甲酚钠的管式反应器上还设置有稀释水进料口。
6.根据权利要求4所述的邻甲基苯氧乙酸钠连续制备系统,其特征在于,还包括:邻甲酚钠溶液缓存装置,所述邻甲酚钠溶液缓存装置设置在所述用于制备邻甲酚钠的管式反应器与所述用于制备邻甲基苯氧乙酸钠的管式反应器之间,其进口与所述邻甲酚钠溶液出料口相连接,其出口与所述邻甲酚钠溶液进料口相连接。
7.一种邻甲基苯氧乙酸钠连续制备方法,其特征在于,在权利要求1所述的邻甲基苯氧乙酸钠连续制备系统中进行,包括以下步骤:
分别将邻甲酚钠溶液、氯乙酸钠溶液、氢氧化钠溶液和稀释水输送入管式反应器的对应进料口,邻甲酚钠和氯乙酸钠在管式反应器内进行缩合反应,在出料口获得反应产物。
8.根据权利要求7所述的邻甲基苯氧乙酸钠连续制备方法,其特征在于,所述氯乙酸钠和邻甲酚钠的摩尔比为1:(0.7~1.3);
每个所述氯乙酸钠溶液进料口的进料量为氯乙酸钠溶液进料总量的3~60%。
9.根据权利要求7所述的邻甲基苯氧乙酸钠连续制备方法,其特征在于,所述缩合反应的温度为100~140℃;所述缩合反应的压力为0.1~0.4MPa;物料在所述管式反应器内的反应时间为0.3~2h。
10.根据权利要求7所述的邻甲基苯氧乙酸钠连续制备方法,其特征在于,所述反应产物的pH值为8~12;所述反应产物中邻甲基苯氧乙酸钠的浓度为10~30wt%。
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