CN115583894B - 一种连续化生产2-硝基-4-甲氧基乙酰苯胺的方法和装置 - Google Patents
一种连续化生产2-硝基-4-甲氧基乙酰苯胺的方法和装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115583894B CN115583894B CN202211228392.8A CN202211228392A CN115583894B CN 115583894 B CN115583894 B CN 115583894B CN 202211228392 A CN202211228392 A CN 202211228392A CN 115583894 B CN115583894 B CN 115583894B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- organic solvent
- unit
- tank
- kettle
- hypergravity
- 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.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 56
- QGEGALJODPBPGR-UHFFFAOYSA-N n-(4-methoxy-2-nitrophenyl)acetamide Chemical compound COC1=CC=C(NC(C)=O)C([N+]([O-])=O)=C1 QGEGALJODPBPGR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 28
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 87
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 90
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims description 58
- 239000000047 product Substances 0.000 claims description 50
- 238000010009 beating Methods 0.000 claims description 48
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 42
- 230000001546 nitrifying effect Effects 0.000 claims description 42
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 41
- 239000012043 crude product Substances 0.000 claims description 41
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 36
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 claims description 36
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 claims description 33
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 32
- SCYULBFZEHDVBN-UHFFFAOYSA-N 1,1-Dichloroethane Chemical compound CC(Cl)Cl SCYULBFZEHDVBN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 31
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 claims description 30
- XVAIDCNLVLTVFM-UHFFFAOYSA-N methacetin Chemical compound COC1=CC=C(NC(C)=O)C=C1 XVAIDCNLVLTVFM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 30
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 30
- 238000004537 pulping Methods 0.000 claims description 29
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 claims description 22
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims description 17
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 16
- 238000006396 nitration reaction Methods 0.000 claims description 12
- JEGUKCSWCFPDGT-UHFFFAOYSA-N h2o hydrate Chemical compound O.O JEGUKCSWCFPDGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 10
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 10
- YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N Dichloromethane Chemical compound ClCCl YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 7
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- VZGDMQKNWNREIO-UHFFFAOYSA-N tetrachloromethane Chemical compound ClC(Cl)(Cl)Cl VZGDMQKNWNREIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims description 2
- 238000004513 sizing Methods 0.000 claims 1
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 17
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 12
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 8
- 239000002253 acid Substances 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 abstract description 3
- 230000036632 reaction speed Effects 0.000 abstract description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 abstract description 3
- 239000002699 waste material Substances 0.000 abstract description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 2
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 abstract description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 9
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 9
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 6
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 6
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 4
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N ammonia Natural products N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 description 3
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 3
- 229960000583 acetic acid Drugs 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 238000005917 acylation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000012295 chemical reaction liquid Substances 0.000 description 2
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 2
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 230000000802 nitrating effect Effects 0.000 description 2
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 2
- 238000010626 work up procedure Methods 0.000 description 2
- LXQOQPGNCGEELI-UHFFFAOYSA-N 2,4-dinitroaniline Chemical compound NC1=CC=C([N+]([O-])=O)C=C1[N+]([O-])=O LXQOQPGNCGEELI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 208000012839 conversion disease Diseases 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 239000000986 disperse dye Substances 0.000 description 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000012847 fine chemical Substances 0.000 description 1
- 239000012362 glacial acetic acid Substances 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- VUJSQJDPBROTSY-UHFFFAOYSA-N n-(2-amino-4-methoxyphenyl)acetamide Chemical compound COC1=CC=C(NC(C)=O)C(N)=C1 VUJSQJDPBROTSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZODDGFAZWTZOSI-UHFFFAOYSA-N nitric acid;sulfuric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O.OS(O)(=O)=O ZODDGFAZWTZOSI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 238000012805 post-processing Methods 0.000 description 1
- 239000003223 protective agent Substances 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000010008 shearing Methods 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
- 238000001308 synthesis method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C231/00—Preparation of carboxylic acid amides
- C07C231/12—Preparation of carboxylic acid amides by reactions not involving the formation of carboxamide groups
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C231/00—Preparation of carboxylic acid amides
- C07C231/22—Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives
- C07C231/24—Separation; Purification
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
本发明涉及一种连续化生产2‑硝基‑4‑甲氧基乙酰苯胺的方法和装置。本发明利用超重力反应技术进行2‑硝基‑4‑甲氧基乙酰苯胺的连续化生产，不仅显著地缩短了反应时间，简化工艺，还避免了硫酸的使用，显著减少了生产过程中废酸的产生，工艺过程绿色环保。本发明的装置不仅能够加快传质效果和反应速度，还简化并缩小了反应装置占用的空间，使生产更安全，降低生产成本。
Description
技术领域
本发明属于化学工艺领域，具体涉及一种连续化生产2-硝基-4-甲氧基乙酰苯胺的方法和装置。
背景技术
2-硝基-4-甲氧基乙酰苯胺是重要的精细化学品，主要用于合成2-氨基-4-甲氧基乙酰苯胺和2-硝基-4甲氧基苯胺等，是合成偶氮类分散染料和药物的重要中间体，具有良好的市场前景。
目前已知的2-硝基-4-甲氧基乙酰苯胺的主要合成方法是使4-甲氧基乙酰苯胺与硝化试剂发生硝化反应生成2-硝基-4-甲氧基乙酰苯胺。有研究表明，硝化反应是强放热反应，反应较为剧烈，因此不宜用浓硝酸直接参与反应。
例如非专利文献1中，通过小试实验，加醋酸为溶剂和保护试剂，将4-甲氧基乙酰苯胺和浓硝酸控温60-65℃反应得到2-硝基-4-甲氧基乙酰苯胺，收率为79.2％。该方法中，直接使用浓硝酸作为硝化试剂，反应剧烈，放热快，操作风险较大，工艺放大存在安全隐患，难以进行，并且冰醋酸沸点高，后续回收处理需要耗费较大热能。
常用的硝化试剂是浓硫酸与浓硝酸的混合物。例如非专利文献2中，通过小试实验，在酰化反应液中先加浓硝酸，再加浓硝酸，控温8-12℃反应得到2-硝基-4-甲氧基乙酰苯胺。
引用文献：
非专利文献1：天津理工大学学报，2009，25(2)：19-21；
非专利文献2：精细石油化工，2011，28(6)：34-37
发明内容
发明要解决的问题
使用浓硫酸与浓硝酸作为硝化试剂会产生大量废酸，对环境不友好。
并且，非专利文献2的方法中，酰化反应液未做精处理，直接进行反应，反应效率极低，且以硫酸催化，反应温度低，极易产生目标产物的同分异构体3-硝基-4-甲氧基乙酰苯胺。
此外，传统的生产方法需要使用间歇反应器并以滴加硝化试剂的方式进行，工艺放大难且反应过程效率低，反应不够均匀。
因此，亟需开发一种既能增快反应效率，提高产率，也能减轻环保压力的连续生产2-硝基-4-甲氧基乙酰苯胺的方法。
用于解决问题的方案
针对上述问题，本发明人提出利用超重力反应技术进行2-硝基-4-甲氧基乙酰苯胺的连续化生产，从而完成了本发明。
具体地，本发明通过以下方案解决本发明的问题。
[1]一种连续化生产2-硝基-4-甲氧基乙酰苯胺的方法，其特征在于，包括以下步骤：
将打浆液和硝化试剂连续进料至超重力反应单元，得到粗产品，其中，所述打浆液含有4-甲氧基乙酰苯胺和第一有机溶剂，所述硝化试剂含有浓硝酸和第二有机溶剂；
将得到的粗产品、水和氨水连续进料至调节单元；
从调节单元的物料中回收所述第一有机溶剂和第二有机溶剂，剩余物料进入后处理单元；
在后处理单元中，分离出产物2-硝基-4-甲氧基乙酰苯胺。
[2]根据[1]所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：
将4-甲氧基乙酰苯胺和第一有机溶剂进料至打浆釜A进行打浆，得到打浆液；打浆釜A中的温度优选为40～70℃；
将浓硝酸和第二有机溶剂进料至打浆釜B进行打浆，得到硝化试剂；
所述第一有机溶剂和第二有机溶剂彼此独立地为选自二氯乙烷、二氯甲烷、氯仿、四氯化碳中的一种或多种，优选第一有机溶剂和第二有机溶剂相同，更优选第一有机溶剂和第二有机溶剂为二氯乙烷。
[3]根据[1]或[2]所述的方法，其特征在于，所述超重力反应单元包括超重力反应器、接收槽和粗产品槽，超重力反应器中的物料连续地进入所述接收槽，所述接收槽中的物料的一部分作为循环物料被送回至超重力反应器中，另一部分作为粗产品进入粗产品槽中；所述超重力反应器优选为超重力旋转填充床，其转速优选为400～1000rpm；超重力反应单元中的反应温度为20～60℃；物料在超重力反应单元中的停留时间为0.5～6小时；在单位时间内，进入超重力反应单元的所述循环物料的质量与所述打浆液和硝化试剂的总质量的比例为(5～10):1，优选为(6～8):1。
[4]根据[1]或[2]所述的方法，其特征在于，所述调节单元包括调节釜，调节釜中的温度为70～95℃。
[5]根据[1]或[2]所述的方法，其特征在于，所述后处理单元包括冷却釜、压滤机、滤液槽和产品槽，来自调节单元的物料首先进入冷却釜中进行冷却，然后进入压滤机中进行压滤，压滤得到的固体被输送至产品槽，滤液被输送至滤液槽；冷却釜中的冷却温度为20～50℃，优选35～40℃。
[6]根据[1]或[2]所述的方法，其特征在于，所述打浆液中4-甲氧基乙酰苯胺与第一有机溶剂的质量比为1：(4～10)，优选1：(5～8)；所述硝化试剂中的浓硝酸与第二有机溶剂的质量比为(1～6)：1，优选(1.5～4)：1；所述打浆液与硝化试剂的进料质量比为1：(0.054-0.128)，优选1：(0.065-0.115)；所述粗产品、水与氨水的进料质量比为(109～184)：(100～150)：1，优选为(120～150)：(110～130)：1。
[7]一种用于连续化生产2-硝基-4-甲氧基乙酰苯胺的装置，其特征在于，包括依次连接的超重力反应单元、调节单元和后处理单元，以及与调节单元连接的回收单元，还任选地包括与超重力反应单元物料入口连接的打浆釜A和打浆釜B，其中超重力反应单元用于进行硝化反应，调节单元用于对超重力反应单元得到的粗产品的pH进行调节，后处理单元用于分离产物，回收单元用于回收溶剂。
[8]根据[7]所述的装置，其特征在于，所述超重力反应单元包括依次连接的超重力反应器、接收槽和粗产品槽，其中在所述超重力反应器与所述接收槽之间还设置有循环物料出口，该出口与设置在超重力反应器上的循环物料入口连接；所述超重力反应器优选为超重力旋转填充床。
[9]根据[7]或[8]所述的装置，其特征在于，调节单元包括调节釜，所述调节釜上部设置有与回收单元连接的气体出口，下部设置有与后处理单元连接的物料出口。
[10]根据[7]或[8]所述的装置，其特征在于，所述后处理单元包括冷却釜、压滤机、滤液槽和产品槽，所述冷却釜的入口与所述调节单元相连，出口与压滤机的入口相连，所述压滤机的液体出口与滤液槽相连，固体出口与产品槽相连。
发明的效果
本发明的连续化生产2-硝基-4-甲氧基乙酰苯胺的方法，不仅显著地缩短了反应时间，简化工艺，通过使用有机溶剂/硝酸为硝化试剂替代硝酸硫酸混酸还避免了硫酸的使用，显著减少了生产过程中废酸的产生，工艺过程绿色环保。
本发明的用于连续化生产2-硝基-4-甲氧基乙酰苯胺的装置，不仅能够加快传质效果和反应速度，还简化并缩小了反应装置占用的空间，使生产更安全，降低生产成本。
附图说明
图1为本发明的连续化生产2-硝基-4-甲氧基乙酰苯胺的方法的一个具体实施方案的工艺流程图。
图2为本发明的用于连续化生产2-硝基-4-甲氧基乙酰苯胺的装置的一个具体实施方案的示意图。
附图标记说明
图2中：1-打浆釜A；2-打浆液计量泵；3-打浆釜B；4-硝化试剂计量泵；5-超重力反应器；6-接收槽；7-循环泵；8-反应换热器；9-粗产品槽；10-粗产品计量泵；11-水计量槽；12-氨水计量槽；13-调节釜；14-溶剂回收槽；15-物料计量泵；16-冷却釜；17-压滤机；18-滤液槽；19-产品槽。
具体实施方式
以下，针对本发明的内容进行详细说明。以下所记载的技术特征的说明基于本发明的代表性的实施方案、具体例子而进行，但本发明不限定于这些实施方案、具体例子。
<术语及定义>
本说明书中，使用“数值A～数值B”表示的数值范围是指包含端点数值A、B的范围。
本说明书中，使用“以上”或“以下”表示的数值范围是指包含本数的数值范围。
本说明书中，使用“可以”表示的含义包括了进行某种处理以及不进行某种处理两方面的含义。
本说明书中，使用“任选地”或“任选的”表示某些物质、组分、执行步骤、施加条件等因素使用或者不使用。
本说明书中，所使用的单位名称均为国际标准单位名称，并且如果没有特别声明，所使用的“％”均表示重量或质量百分含量。
本说明书中，所提及的“优选的实施方案”、“实施方案”等是指所描述的与该实施方案有关的特定要素(例如，特征、结构、性质和/或特性)包括在此处所述的至少一种实施方案中，并且可存在于其它实施方案中或者可不存在于其它实施方案中。另外，应理解，所述要素可以任何合适的方式组合在各种实施方案中。
<方法>
本发明的一个目的是提供一种连续化生产2-硝基-4-甲氧基乙酰苯胺的方法，其包括以下步骤：
将打浆液和硝化试剂连续进料至超重力反应单元，得到粗产品，其中，所述打浆液含有4-甲氧基乙酰苯胺和第一有机溶剂，所述硝化试剂含有浓硝酸和第二有机溶剂；
将得到的粗产品、水和氨水连续进料至调节单元；
从调节单元的物料中回收所述第一有机溶剂和第二有机溶剂，剩余物料进入后处理单元；
在后处理单元中，分离出产物2-硝基-4-甲氧基乙酰苯胺。
在一个具体的实施方案中，本发明的方法还包括以下步骤：
将4-甲氧基乙酰苯胺和第一有机溶剂进料至打浆釜A进行打浆，得到打浆液；
将浓硝酸和第二有机溶剂进料至打浆釜B进行打浆，得到硝化试剂。
本发明的方法中，第一有机溶剂和第二有机溶剂可以为本领域已知适用于该反应的任何有机溶剂。优选地，所述第一有机溶剂和第二有机溶剂彼此独立地为选自二氯乙烷、二氯甲烷、氯仿、四氯化碳中的一种或多种，其中优选第一有机溶剂和第二有机溶剂相同，更优选第一有机溶剂和第二有机溶剂为二氯乙烷。
在一个实施方案中，打浆釜A中打浆液的温度为40～70℃，优选为55～65℃。如果打浆温度过低，则4-甲氧基乙酰苯胺无法完全溶解于第一有机溶剂内，难以实现连续化进料，而如果温度过高，则第一有机溶剂挥发性增加。
在一个实施方案中，打浆液中4-甲氧基乙酰苯胺与第一有机溶剂的质量比为1：(4～10)，优选1：(5～8)。如果溶剂过少，则4-甲氧基乙酰苯胺无法全溶，如果溶剂量过多，则会降低生产效率，增加回收溶剂的能耗，增加设备成本。
在一个实施方案中，打浆釜B中物料温度为25～35℃，物料在打浆釜B中的停留时间为0.5～2小时。
在一个实施方案中，所述硝化试剂中的浓硝酸与第二有机溶剂的质量比为(1～6)：1，优选(1.5～4)：1，更优选(1.5～3)：1。有机溶剂加入过少，则硝酸浓度过高，在硝化反应时容易产生多硝副产物，增加安全风险。溶剂加入过多，则硝酸浓度过低，后续回收溶剂的能耗增加，硝化反应活性降低，硝酸消耗量增加。
在一个实施方案中，在单位时间内，所述打浆液与硝化试剂的进料质量比为1：(0.054-0.128)，优选为1：(0.065-0.115)。如果硝化试剂的量过少，则硝化反应的转化率不够，如果硝化试剂的量过多，会增加生成多硝基物的风险，且后续调节单元中氨水消耗量增加。
在一个实施方案中，超重力反应单元包括超重力反应器、接收槽和粗产品槽。打浆液和硝化试剂在超重力反应器中进行硝化反应，超重力反应器中的物料连续地进入接收槽。为了使反应更充分，将接收槽中的物料的一部分作为循环物料送回至超重力反应器中继续反应，另一部分则作为粗产品进入粗产品槽中。
在一个实施方案中，在稳定运行后，在单位时间内，进入超重力反应器的循环物料的质量与新进打浆液和硝化试剂的总质量的比例为(5～10)：1，优选为(6～8)：1。通过使较大比例的物料进行循环，能够使得原料的硝化反应进行地更充分，提高转化率。
本发明对于超重力反应器没有特别限制，其可以为本领域已知的任何类型的超重力反应器。超重力反应器优选为超重力旋转填充床，其转速优选为400～1000rpm，优选700-800rpm。如果转速过低，则反应速度受到抑制，反应效率和产品转化率会受到影响，如果转速过快，则会增加能耗，并且减小超重力内物料停留时间，降低反应转化率。
在一个实施方案中，超重力反应单元中的反应温度为20～60℃，优选为40～50℃，如果温度过低，则反应速率偏低，如果温度过高，则在生产过程中容易出现超温、超压的风险增加。
物料在超重力反应单元中的停留时间为0.5～6小时，优选为1～1.5小时。如果停留时间过短，则产品质量稳定性下降，如果停留时间过长，则反应体积增加，设备成本、生产成本上升，且持液量过多危险性增加。
本说明书中，物料在超重力反应单元中的停留时间是指物料进入超重力反应器至离开粗产品槽的时间。
本发明的方法中，将超重力反应单元中得到的粗产品、水和氨水连续进料至调节单元，并且从调节单元中回收所述第一有机溶剂和第二有机溶剂，剩余物料进入后处理单元。
在调节单元中，粗产品中硝化反应剩余的硝酸被加入的氨水中和。
加入水的目的在于对物料进行稀释，以利于后续的结晶过程。在第一有机溶剂和第二有机溶剂从物料中蒸发出来并被回收后，产物结晶，并在水中分散。如果不加入水的话，则回收溶剂后产物结成的块状比较大，加入水的情况下，回收溶剂后，产物结成的晶体块状小，在水中分散比较均匀。此外，不加水的情况下，当二氯乙烷回收完毕，体系剩余物料固含量超过95％，固体物料无法分散，蒸馏结晶过程加入水之后，降低体系固含量，提高产品分散性。
在一个实施方案中，调节单元中的物料温度为70～95℃，优选为78～83℃。将调节单元的温度控制在上述范围内，有利于溶剂的蒸发和回收。
在一个实施方案中，所述粗产品、水与氨水的进料质量比为(109～184)：(100～150)：1，优选为(120～150)：(110～130)：1。
本发明的方法中，调节单元中回收溶剂后的剩余物料被送至后处理单元，进行产物的分离。
在一个实施方案中，后处理单元包括冷却釜、压滤机、滤液槽和产品槽，来自调节单元的物料首先进入冷却釜中进行冷却，然后进入压滤机中进行压滤，压滤得到的固体被输送至产品槽，滤液被输送至滤液槽。
在一个实施方案中，冷却釜中的冷却温度为20～50℃，优选为35～40℃。温度过低则降温能耗上升，温度过高则2,4-二硝基苯胺挥发性增加。
以下结合图1描述本发明的方法的一个优选的实施方案，如图1所示，该方法包括以下步骤：
将4-甲氧基乙酰苯胺和二氯乙烷进料至打浆釜A进行打浆，得到打浆液；
将浓硝酸和二氯乙烷进料至打浆釜B进行打浆，得到硝化试剂；
将打浆液和硝化试剂连续进料至超重力反应器中进行硝化反应，得到粗产品；
将得到的粗产品、水和氨水连续进料至调节釜，从调节釜中回收二氯乙烷，并输送至回收槽；
调节釜中的剩余物料进入冷却釜中，冷却后的物料进入压滤机中进行压滤，分离出的固体送至产品槽，滤液送至滤液槽。
上文中对于各步骤的工艺条件的描述也适用于该优选的实施方案。
除非另有明确说明，本说明书中所描述的各种工艺条件和参数等均是针对本发明的方法在稳定连续进行的状态下给出的。
<装置>
本发明的一个目的是提供一种用于连续化生产2-硝基-4-甲氧基乙酰苯胺的装置，其特征在于，包括依次连接的超重力反应单元、调节单元和后处理单元，以及与调节单元连接的回收单元，还任选地包括与超重力反应单元物料入口连接的打浆釜A和打浆釜B，其中超重力反应单元用于进行硝化反应，调节单元用于对超重力反应单元得到的粗产品的pH进行调节，后处理单元用于分离产物，回收单元用于回收溶剂。
在一个实施方案中，打浆釜A和打浆釜B分别通过计量泵与超重力反应单元相连。
本发明的装置中，超重力反应单元用于进行硝化反应。在一个实施方案中，超重力反应单元包括依次连接的超重力反应器、接收槽和粗产品槽，其中所述超重力反应器与所述接收槽之间(例如接收槽上或者超重力反应器与接收槽之间管路上)还设置有循环物料出口，该出口与设置在超重力反应器上的循环物料入口连接，该出口与超重力反应器之间还任选地具有反应换热器，以控制超重力反应器中的物料温度。
在一个优选的实施方案中，所述超重力反应器为超重力旋转填充床。超重力旋转填充床包括壳体、旋转腔室，旋转腔室可在电机的带动下旋转，旋转腔室内设置有填料，例如丝网填料等。超重力旋转填充床的超重力作用促使反应物料在多孔介质中流动接触，从而产生巨大剪切力将液体撕裂成纳米级的液膜、液丝或液滴，强化物料内部微观混合与反应传质作用，减小设备体积，缩短物料停留时间。
本发明的装置中，调节单元用于对超重力反应单元得到的硝化反应的粗产品的pH等进行调节并且回收溶剂。在一个实施方案中，调节单元包括调节釜，所述调节釜设置有用于回收有机溶剂的气体出口，该气体出口与回收单元连接，调节釜还设置有与后处理单元相连的物料出口。
本发明对于调节釜没有特别限制，其可以为本领域任何合适的反应器，优选配备有搅拌装置和温度控制装置。
在一个实施方案中，回收单元包括用于接收有机溶剂的回收槽。
本发明的装置中，后处理单元用于分离产物。在一个实施方案中，后处理单元包括冷却釜、压滤机、滤液槽和产品槽，所述冷却釜的入口与所述调节单元相连，出口与压滤机的入口相连，所述压滤机的液体出口与滤液槽相连，固体出口与产品槽相连。
本发明对于冷却釜没有特别限制，其可以为本领域任何合适的反应器，优选配备有搅拌装置和温度控制装置。
本发明对于压滤机没有特别限制，其可以为本领域任何合适的压滤机，例如三合一压滤机，其可以具有液压压紧机构，液压压紧机构的组成包括液压站、油缸、活塞、活塞杆以及活塞杆与压滤机连接的哈夫兰卡片，其中液压站的结构组成包括电机、油泵、溢流阀、换向阀、压力表、油路、邮箱。
压滤机的滤液流出的方式可以为明流过滤或暗流过滤。明流过滤是指每个滤板的下方出液孔上设有水嘴，滤液直观地从水嘴里流出；暗流过滤是指每个滤板的下方设有出液通道孔，若干块滤板的出液孔连成一个出液通道，经由止推板下方的出液孔相连接的管道排出。压滤机的洗涤方式可以为单向洗涤和双向洗涤。
在一个实施方案中，本发明装置的各个反应器、反应釜之间还设置有泵，优选为计量泵，以用于物料的计量和输送。例如，打浆釜A和打浆釜B与超重力反应单元之间、接收槽与粗产品槽之间、调节釜与冷却釜之间可以设置有泵。
需要说明的是，本发明的方法可以利用本发明的装置进行，但并不限于此。对于本发明的装置的描述在需要的情况下也适用于本发明的方法，相反地，对于本发明方法的描述也适用于本发明的装置。
本发明的方法获得的产品纯度可达到96％以上，例如97％以上；收率可达到80％以上。
以下结合图2描述本发明的装置的一个优选实施方案。如图2所示，打浆釜A1和打浆釜B 3分别通过打浆液计量泵2和硝化试剂计量泵4与超重力反应器5的进料口相连，超重力反应器的出料口与接收槽6的入口相连，接收槽6的出料口通过循环泵7与反应换热器8连接，换热器8的出口与超重力反应器5的循环物料入口相连，循环泵7与反应换热器8之间的管路上设置有三通装置，与粗产品槽9的入口相连，粗产品槽9的出口通过粗产品计量泵10与调节釜13的入口相连，水计量槽11和氨水计量槽12分别与调节釜13的入口相连，调节釜13的气体出口与溶剂回收槽14相连，调节釜13的物料出口通过物料计量泵15与冷却釜16的入口相连，冷却釜16的出口与压滤机17相连，压滤机17的固体出口与产品槽19相连，压滤机17的滤液出口与滤液槽18相连。
实施例
下面列举出具体的实施案例对本发明做进一步的说明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外，应理解，在阅读了本发明所记载的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本发明所限定的范围。
实施例1：
本实施例中，以4-甲氧基乙酰苯胺(质量含量99％)、二氯乙烷、硝酸(质量含量98％)、氨水(质量含量18％)、水为原料。
(1)将4-甲氧基乙酰苯胺和二氯乙烷连续进料至打浆釜A中，4-甲氧基乙酰苯胺进料速度为200kg/h，二氯乙烷进料速度为1584kg/h，打浆釜A中的温度控制在60℃，配置得到的打浆液中4-甲氧基乙酰苯胺的质量分数11％。将二氯乙烷和硝酸连续进料至打浆釜B中，二氯乙烷进料速度为98kg/h，硝酸进料速度为193kg/h，配置得到的硝化试剂中硝酸的质量分数65％。
(2)将打浆液和硝化试剂连续进料至超重力反应器中，打浆液进料速度为500kg/h，硝化试剂进料速度为40kg/h，超重力反应器出料流入接收槽，接收槽的部分物料作为循环物料被送回至超重力反应器中，循环量为进料量的6倍，反应完全后，物料进入粗产品槽，将循环物料的温度控制在45℃，反应物料在超重力反应器、接收槽和粗成品槽的总平均停留时间为1h。
(3)将粗产品、水和氨水连续进料至调节釜，粗产品进料速度为540kg/h，水进料速度为481kg/h，氨水进料速度为4kg/h，调节釜温度控制在80℃。从调节釜中回收二氯乙烷至回收槽，调节釜的其余物料进入冷却釜，冷却釜温度控制在38℃。冷却釜中的物料流入压滤机，滤液进入滤液槽，产品进入产品槽。连续反应10h后，对产品质量及对应原料消耗进行分析，纯度98.1％，折算收率85.3％。
实施例2：
本实施例中，以4-甲氧基乙酰苯胺(质量含量99％)、二氯乙烷、硝酸(质量含量98％)、氨水(质量含量18％)、水为原料。
(1)将4-甲氧基乙酰苯胺和二氯乙烷连续进料至打浆釜A中，4-甲氧基乙酰苯胺进料速度为400kg/h，二氯乙烷进料速度为2376kg/h，打浆釜A中的温度控制在60℃，配置得到的打浆液中4-甲氧基乙酰苯胺的质量分数14％；将二氯乙烷和硝酸连续进料至打浆釜B中，二氯乙烷进料速度为120kg/h，硝酸进料速度为236kg/h，配置得到的硝化试剂中硝酸的质量分数65％。
(2)将打浆液和硝化试剂连续进料至超重力反应器中，打浆液进料速度为720kg/h，硝化试剂进料速度为77kg/h，超重力反应器出料流入接收槽，接收槽的部分物料作为循环物料被送回至超重力反应器中，循环量为进料量的6倍，反应完全后，物料进入粗产品槽，将循环物料的温度控制在45℃，反应物料在超重力反应器、接收槽和粗成品槽的总平均停留时间为1h。
(3)将粗产品、水和氨水连续进料至调节釜，粗产品进料速度为800kg/h，水进料速度为715kg/h，氨水进料速度为6kg/h，调节釜温度控制在80℃。从调节釜中回收二氯乙烷至回收槽，调节釜的其余物料进入冷却釜，冷却釜温度控制在38℃。冷却釜中的物料流入压滤机，滤液进入滤液槽，产品进入产品槽。连续反应10h后，对产品质量及对应原料消耗进行分析，纯度97.8％，折算收率80.2％。
实施例3：
本实施例中，以4-甲氧基乙酰苯胺(质量含量99％)、二氯乙烷、硝酸(质量含量98％)、氨水(质量含量18％)、水为原料。
(1)将4-甲氧基乙酰苯胺和二氯乙烷连续进料至打浆釜A中，4-甲氧基乙酰苯胺进料速度为320kg/h，二氯乙烷进料速度为2117kg/h，打浆釜A中的温度控制在60℃，配置得到的打浆液中4-甲氧基乙酰苯胺的质量分数13％；将二氯乙烷和硝酸连续进料至打浆釜B中，二氯乙烷进料速度为108kg/h，硝酸进料速度为213kg/h，配置得到的硝化试剂中硝酸的质量分数65％。
(2)将打浆液和硝化试剂连续进料至超重力反应器中，打浆液进料速度为600kg/h，硝化试剂进料速度为55kg/h，超重力反应器出料流入接收槽，接收槽的部分物料作为循环物料被送回至超重力反应器中，循环量为进料量的6倍，反应完全后，物料进入粗产品槽，将循环物料的温度控制在45℃，反应物料在超重力反应器、接收槽和粗成品槽的总平均停留时间为1h。
(3)将粗产品、水和氨水连续进料至调节釜，粗产品进料速度为640kg/h，水进料速度为570kg/h，氨水进料速度为5kg/h，调节釜温度控制在80℃。从调节釜中回收二氯乙烷至回收槽，调节釜的其余物料进入冷却釜，冷却釜温度控制在38℃。冷却釜中的物料流入压滤机，滤液进入滤液槽，产品进入产品槽。连续反应10h后，对产品质量及对应原料消耗进行分析，纯度98.5％，折算收率91.6％。
对比例1：
本实施例中，以4-甲氧基乙酰苯胺(质量含量99％)、二氯乙烷、硝酸(质量含量98％)、氨水(质量含量18％)、水为原料。
在间歇反应釜中加入1250kg二氯乙烷和200kg 4-甲氧基乙酰苯胺，控制打浆温度在60℃，配置得到的打浆液中4-甲氧基乙酰苯胺质量分数13.7％，缓慢滴加93kg浓硝酸，控制反应温度45℃，反应32个小时，物料进入调节釜，向调节釜中加入水85kg和氨水1kg，控制调节釜温度80℃。将二氯乙烷从调节釜回收至回收槽，调节釜中其余物料进入冷却釜，冷却釜温度控制在38℃，冷却后的物料流入压滤机，滤液进入滤液槽，产品进入产品槽。对产品质量及对应原料消耗进行分析，纯度88.2％，折算收率77.8％。
以上本发明实施例对所提供的2-硝基-4-甲氧基乙酰苯胺的生产方法和系统进行了介绍，仅表明了本发明选定的实施例，并非是限制要求本发明的范围。对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想而做出的其他实施例，均属于本发明的保护范围。
产业上的可利用性
本发明的连续化生产2-硝基-4-甲氧基乙酰苯胺的方法和装置可以广泛用于2-硝基-4-甲氧基乙酰苯胺的工业化生产。
Claims (14)
1.一种连续化生产2-硝基-4-甲氧基乙酰苯胺的方法，其特征在于，包括以下步骤：
将打浆液和硝化试剂连续进料至超重力反应单元，得到粗产品，其中，所述打浆液含有4-甲氧基乙酰苯胺和第一有机溶剂，所述硝化试剂含有浓硝酸和第二有机溶剂；
将得到的粗产品、水和氨水连续进料至调节单元；调节单元中的物料温度为70～95℃；
通过使第一有机溶剂和第二有机溶剂从物料中蒸发出来从而从调节单元的物料中回收所述第一有机溶剂和第二有机溶剂，剩余物料进入后处理单元；
在后处理单元中，分离出产物2-硝基-4-甲氧基乙酰苯胺，其中，所述后处理单元包括冷却釜、压滤机、滤液槽和产品槽，来自调节单元的物料首先进入冷却釜中进行冷却，然后进入压滤机中进行压滤，压滤得到的固体被输送至产品槽，滤液被输送至滤液槽；
所述打浆液中4-甲氧基乙酰苯胺与第一有机溶剂的质量比为1：(4～10)；所述硝化试剂中的浓硝酸与第二有机溶剂的质量比为(1～6)：1；所述打浆液与硝化试剂的进料质量比为1：(0.054-0.128)；所述粗产品、水与氨水的进料质量比为(109～184)：(100～150)：1。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：
将4-甲氧基乙酰苯胺和第一有机溶剂进料至打浆釜A进行打浆，得到打浆液；
将浓硝酸和第二有机溶剂进料至打浆釜B进行打浆，得到硝化试剂；
所述第一有机溶剂和第二有机溶剂彼此独立地为选自二氯乙烷、二氯甲烷、氯仿、四氯化碳中的一种或多种。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，打浆釜A中的温度为40～70℃。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，第一有机溶剂和第二有机溶剂相同。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，第一有机溶剂和第二有机溶剂为二氯乙烷。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述超重力反应单元包括超重力反应器、接收槽和粗产品槽，超重力反应器中的物料连续地进入所述接收槽，所述接收槽中的物料的一部分作为循环物料被送回至超重力反应器中，另一部分作为粗产品进入粗产品槽中；超重力反应单元中的反应温度为20～60℃；物料在超重力反应单元中的停留时间为0.5～6小时；在单位时间内，进入超重力反应单元的所述循环物料的质量与所述打浆液和硝化试剂的总质量的比例为(5～10):1。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述超重力反应器为超重力旋转填充床，转速为400～1000rpm。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在单位时间内，进入超重力反应单元的所述循环物料的质量与所述打浆液和硝化试剂的总质量的比例为(6～8):1。
9.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述调节单元包括调节釜，调节釜中的温度为70～95℃。
10.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述冷却釜中的冷却温度为20～50℃。
11.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述冷却釜中的冷却温度为35～40℃。
12.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述打浆液中4-甲氧基乙酰苯胺与第一有机溶剂的质量比为1：(5～8)；所述硝化试剂中的浓硝酸与第二有机溶剂的质量比为(1.5～4)：1；所述打浆液与硝化试剂的进料质量比为1：(0.065-0.115)；所述粗产品、水与氨水的进料质量比为(120～150)：(110～130)：1。
13.一种用于进行权利要求1～12中任一项所述的连续化生产2-硝基-4-甲氧基乙酰苯胺的方法的装置，其特征在于，包括依次连接的超重力反应单元、调节单元和后处理单元，以及与调节单元连接的回收单元，还任选地包括与超重力反应单元物料入口连接的打浆釜A和打浆釜B，其中超重力反应单元用于进行硝化反应，调节单元用于对超重力反应单元得到的粗产品的pH进行调节，后处理单元用于分离产物，回收单元用于回收溶剂；
所述超重力反应单元包括依次连接的超重力反应器、接收槽和粗产品槽，其中在所述超重力反应器与所述接收槽之间还设置有循环物料出口，该出口与设置在超重力反应器上的循环物料入口连接；
调节单元包括调节釜，所述调节釜上部设置有与回收单元连接的气体出口，下部设置有与后处理单元连接的物料出口；
所述后处理单元包括冷却釜、压滤机、滤液槽和产品槽，所述冷却釜的入口与所述调节单元相连，出口与压滤机的入口相连，所述压滤机的液体出口与滤液槽相连，固体出口与产品槽相连。
14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述超重力反应器为超重力旋转填充床。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211228392.8A CN115583894B (zh) | 2022-10-09 | 2022-10-09 | 一种连续化生产2-硝基-4-甲氧基乙酰苯胺的方法和装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211228392.8A CN115583894B (zh) | 2022-10-09 | 2022-10-09 | 一种连续化生产2-硝基-4-甲氧基乙酰苯胺的方法和装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115583894A CN115583894A (zh) | 2023-01-10 |
| CN115583894B true CN115583894B (zh) | 2024-02-27 |
Family
ID=84780299
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211228392.8A Active CN115583894B (zh) | 2022-10-09 | 2022-10-09 | 一种连续化生产2-硝基-4-甲氧基乙酰苯胺的方法和装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115583894B (zh) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107033005A (zh) * | 2015-07-14 | 2017-08-11 | 北京化工大学苏州（相城）研究院 | 一种芳香族化合物的硝化方法 |
| CN112778308A (zh) * | 2019-11-09 | 2021-05-11 | 齐鲁制药有限公司 | 作为fgfr4抑制剂的稠合三环衍生物 |
-
2022
- 2022-10-09 CN CN202211228392.8A patent/CN115583894B/zh active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107033005A (zh) * | 2015-07-14 | 2017-08-11 | 北京化工大学苏州（相城）研究院 | 一种芳香族化合物的硝化方法 |
| CN112778308A (zh) * | 2019-11-09 | 2021-05-11 | 齐鲁制药有限公司 | 作为fgfr4抑制剂的稠合三环衍生物 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN115583894A (zh) | 2023-01-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN113429295B (zh) | 基于固定床微反应器连续催化加氢制备间苯二胺的方法 | |
| CN102964278B (zh) | 连续催化加氢还原制备clt酸的方法 | |
| CN113563201B (zh) | 基于固定床微反应器连续高效合成3,4-二氯苯胺的方法 | |
| CN112661625B (zh) | 一种丁二酸的制备工艺 | |
| CN113402395A (zh) | 一种基于固定床微反应器连续高效合成间苯二胺的方法 | |
| CN101531588A (zh) | 一种新的精对苯二甲酸的制造方法 | |
| CN106800512A (zh) | 一种3,5‑二硝基邻甲基苯甲酸的制备方法及制备装置 | |
| CN112358400A (zh) | 一种微反应器中硝化合成三氟羧草醚的方法 | |
| CN109438283B (zh) | 一种β-氨基丙腈的合成方法及装置 | |
| CN115583894B (zh) | 一种连续化生产2-硝基-4-甲氧基乙酰苯胺的方法和装置 | |
| CN106397358A (zh) | 一种微通道反应器合成3‑氟‑4‑(4‑吗啉基)苯胺的方法 | |
| CN102688726A (zh) | 一种糠醛液相加氢制备糠醇的设备及工艺 | |
| CN113233965A (zh) | 一种乙酰正丙醇的合成方法 | |
| CN113880730B (zh) | 一种连续式制备六亚甲基二异氰酸酯的工业化方法 | |
| CN218924641U (zh) | 制备2-甲基间苯二酚的连续化装置 | |
| CN110433755B (zh) | 一种连续化制备重氮化合物的方法和装置 | |
| CN113694858A (zh) | 苯环硝化的连续硝化反应装置及方法 | |
| CN111732496A (zh) | 一种异氟尔酮加氢生产3,3,5-三甲基环己醇的系统及其使用方法 | |
| JPS6245567A (ja) | トリレンジアミンの連続的製造方法 | |
| CN217140330U (zh) | 一种固定床反应器连续生产海因的装置 | |
| CN115504948B (zh) | 一种顺酐加氢制备丁二酸酐的方法 | |
| CN115594595B (zh) | 一种2,4-二硝基苯胺的连续合成工艺及装置 | |
| CN220091366U (zh) | 连续制备硝酸异山梨酯的系统 | |
| EP2838875B1 (de) | Verfahren zum verbesserten anfahren der reaktion bei der herstellung von aromatischen aminen aus nitroaromaten | |
| CN107698452A (zh) | 一种3‑氨基‑2‑羟基苯乙酮的合成方法 |
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 |