CN115838326A - 一种制备1-羟基环已基-苯基甲酮的碱解方法 - Google Patents

一种制备1-羟基环已基-苯基甲酮的碱解方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种制备1‑羟基环已基‑苯基甲酮的碱解方法,所述碱解方法包括将碱解反应得到的碱水经浓缩得到回收碱液,并将回收碱液套用于碱解反应中;本发明所述方法能有效提升氢氧化钠溶液的转化率,降低了碱解工艺的原料成本,且高盐碱水的处理成本明显降低。

Description

一种制备1-羟基环已基-苯基甲酮的碱解方法
技术领域
本发明属于光引发剂制备领域,涉及一种制备1-羟基环已基-苯基甲酮的碱解方法。
背景技术
1-羟基环已基-苯基甲酮,又称光引发剂184,是一种自由基Ⅰ型光引发剂,可用于纸张、金属和塑料表面的丙烯酸酯系列的紫外光固化清漆。
现有技术采用1-氯环己基-苯基甲酮与氢氧化钠在相转移催化剂的作用下进行碱解反应制备1-羟基环已基-苯基甲酮;在碱解反应结束后,反应产生的高盐碱水一般采用中和,蒸发制盐等工艺进行处理,处置成本较高,且高盐碱水中氢氧化钠剩余量较多,原料转化率较低。
因此,开发一种三废少、原料成本低的制备1-羟基环已基-苯基甲酮的碱解方法仍具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种制备1-羟基环已基-苯基甲酮的碱解方法,所述碱解方法包括将碱解反应得到的碱水经浓缩得到回收碱液,并将回收碱液套用于碱解反应中;本发明所述方法能有效提升氢氧化钠溶液的转化率,降低了碱解工艺的原料成本,且高盐碱水的处理成本明显降低。
为达到此发明目的,本发明采用以下技术方案:
本发明提供了一种制备1-羟基环已基-苯基甲酮的碱解方法,所述碱解方法包括以下步骤:
(1)将1-氯环己基-苯基甲酮、氢氧化钠水溶液及催化剂混合,进行碱解反应;
(2)待步骤(1)中碱解反应结束后,分液,得到碱水;
(3)将步骤(2)得到的碱水进行浓缩,过滤去除固体,得到回收碱液,将所得回收碱液套用于步骤(1)中。
制备1-羟基环已基-苯基甲酮的传统碱解方法中,碱解反应结束后,氢氧化钠剩余量较多,转化率较低;分液所得高盐碱水一般采用加酸中和并浓缩制盐的方式处理,处理成本高;而降低氢氧化钠投料量则会引起反应速率下降,产能不足的问题;基于解决上述问题;本发明提供了一种三废少、原料成本低,且高盐碱水处理成本低的制备1-羟基环已基-苯基甲酮的碱解方法。
本发明所述碱解方法将碱解反应得到的碱水经浓缩,得到包含氢氧化钠和氯化钠的回收碱液,并将其套用于碱解反应中;其能有效提升原料氢氧化钠的转化率,降低原料成本;且相较于传统方法采用加酸中和碱水并蒸发制盐的工艺,本发明所述方法中碱水的处理成本更低。
本发明所述回收碱液为氢氧化钠和氯化钠的水溶液;套用过程用其替代部分氢氧化钠水溶液,用于碱解反应中,从而提升氢氧化钠转化率,并降低了高盐废水的处理成本。
本发明所述碱解方法中高盐碱水的处理成本可降低30%左右,有利于节能减排。
本发明所述方法利用氯化钠和氢氧化钠的溶解度不同,将碱解反应得到的碱水进行脱水处理,使得氯化钠以固体形式析出,同时实现氢氧化钠的浓缩,得到适于碱解反应的回收碱液浓度;本发明所述方法得到的回收碱液套用于碱解反应中,经检测碱解反应是合格的。
优选地,步骤(3)所述回收碱液中氢氧化钠的浓度为28%~32%,例如28.5%、29%、29.5%、30%、30.5%、31%或31.5%等。
优选地,步骤(3)中浓缩的方法分两步浓缩,包括第一步浓缩和第二步浓缩;
其中,第一步浓缩为将步骤(2)得到的碱水进行脱水,至析出固体的质量与剩余液体的质量比为0.9~1.1:1,例如0.95:1、1:1或1.05:1等,过滤去除固体,得到浓缩液;
第二步浓缩为:将浓缩液继续浓缩,至浓缩液中NaOH浓度为28%~32%,例如28.5%、29%、29.5%、30%、30.5%、31%或31.5%等,过滤去除固体,得到回收碱液。
上述碱水中含有大量盐,一步浓缩盐析出太多,无法搅拌;本发明中碱水的浓缩步骤分两步进行,便于得到适于套用的回收碱液。
优选地,步骤(2)所述碱水的浓度选自5%~6.5%,例如5.2%、5.5%、5.8%、6%或6.3%等。
优选地,所述浓缩液的浓度选自14.5%~15.5%,例如14.8%、15%或15.3%等。
本发明中浓缩过程控制上述参数范围,其目的在于控制盐的析出,避免第一步浓缩过程大量析出盐影响搅拌,同时有利于进一步浓缩得到适于套用的回收碱液。
优选地,步骤(3)中回收碱液套用过程中,回收碱液与氢氧化钠水溶液的质量比为0.4~0.5:1,例如0.42:1、0.45:1或0.48:1等。
优选地,步骤(1)中氢氧化钠水溶液的浓度为30%~33%,例如31%、32%或33%等。
优选地,步骤(1)所述催化剂选自季铵盐;优选为四丁基溴化铵。
优选地,步骤(1)中1-氯环己基-苯基甲酮、氢氧化钠及催化剂的摩尔量之比为1:(1.2~1.3):(0.001~0.005),例如1:1.25:0.0026等。
优选地,步骤(1)所述碱解反应的温度选自83℃~86℃,例如84℃或85℃等。
优选地,步骤(3)中进行浓缩前还包括将碱水通过活性炭吸附去除有机物。
本发明所述方法中,步骤(2)中分液得到的碱水中有机物杂质含量较少,对后续影响较小,优选在浓缩操作前通过活性炭吸附的方法去除有机物。
相较于传统加盐酸中和、蒸发制盐的处理方式,本发明所述碱解方法避免了盐酸的使用,降低了蒸发脱水的能耗,且降低了废盐(固废)的处理成本,且回收碱液套用能得到较高的目标产物收率和纯度,产品合格,满足实际生产要求。
相对于现有技术,本发明具有以下有益效果:
(1)本发明所述碱解方法将碱解反应得到的碱水经浓缩,得到包含氢氧化钠和氯化钠的回收碱液,并将其套用于碱解反应中;其能有效提升原料氢氧化钠的转化率,降低原料成本;
(2)相较于传统方法采用加酸中和并蒸发制盐的工艺,本发明所述方法中碱水的处理成本更低。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了,所述实施例仅仅是帮助理解本发明,不应视为对本发明的具体限制。
实施例1
本实施例提供了一种制备1-羟基环已基-苯基甲酮的碱解方法,具体包括以下步骤:
(1)将4000g(17.94mol)1-氯基环己基-苯基甲酮加入到20L反应釜中,加入2800g32%(22.40mol)氢氧化钠溶液及15g四丁基溴化铵,控温至85℃进行碱解反应,
(2)待步骤(1)中反应结束后,分液,得到高盐碱水(NaOH含量为5.75%);
(3)将步骤(2)中高盐碱水转至5L反应釜中,进行蒸发脱水,待析出氯化钠固体与剩余液体的质量比为1:1,进行过滤,将滤液进行检测,NaOH含量为15.5%,继续浓缩,取样检测,NaOH含量为30%,停止浓缩,过滤,得回收碱液,重量860g,氢氧化钠含量为30%;
(4)将4000g(17.94mol)1-氯基环己基-苯基甲酮加入到20L反应釜中,加入2000g32%(16.00mol)氢氧化钠溶液、860g回收碱溶液及15g四丁基溴化铵,控温至85℃进行碱解反应,检测到1-氯基环己基-苯基甲酮的含量<0.1%,即碱解反应合格;
(5)将步骤(4)得到的反应液进行分液,得到高盐碱水,氢氧化钠含量为5.56%。
本实施例步骤(2)中分液得到高盐碱水相和产品相,并对产品相进行水洗、精馏、结晶,得到成品1-羟基环已基-苯基甲酮,收率为92%(以1-氯基环己基-苯基甲酮的加入量为标准计算),纯度为99.5%。
本实施例步骤(4)中碱解反应后,分液得到高盐碱水相和产品相,并采用与步骤(2)中产品相相同的提纯方法,所得目标产物收率为92.5%,纯度为99.4%;
本实施例步骤(1)中单步碱解反应,氢氧化钠转化率为80.09%。
本实施例中采用回收碱液套用的方式,两步反应的氢氧化钠的复合转化率为93.44%。
实施例2
本实施例将实施例1步骤(5)中分液得到的高盐碱水按照实施例1中步骤(3)的浓缩方法进行处理,得到回收碱液,并将其套用于碱解反应,套用方法与实施例1中完全相同。
本实施例套用过程中,碱解反应合格。
将本实施例中碱解反应得到的反应液进行分液,得到高盐碱水和产品相,并将产品相进行提纯,提纯方法与实施例1中完全相同,得到目标产物收率为92.4%,纯度为99.5%。
实施例3
本实施例与实施例1的区别仅在于,步骤(2)中分液后,将高盐碱水通过活性炭吸附装置,吸附去除有机物;之后按照实施例1中步骤(3)的浓缩方法进行处理,得到回收碱液,并将其套用于碱解反应,套用方法与实施例1中完全相同。
本实施例套用过程中,碱解反应合格。
将本实施例中碱解反应得到的反应液进行分液,得到高盐碱水和产品相,并将产品相进行提纯,提纯方法与实施例1中完全相同,得到目标产物收率为92.7%,纯度为99.6%。
申请人声明,以上所述仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,所属技术领域的技术人员应该明了,任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种制备1-羟基环已基-苯基甲酮的碱解方法,其特征在于,所述碱解方法包括以下步骤:
(1)将1-氯环己基-苯基甲酮、氢氧化钠水溶液及催化剂混合,进行碱解反应;
(2)待步骤(1)中碱解反应结束后,分液,得到碱水;
(3)将步骤(2)得到的碱水进行浓缩,过滤去除固体,得到回收碱液,将所得回收碱液套用于步骤(1)中。
2.根据权利要求1所述的碱解方法,其特征在于,步骤(3)所述回收碱液中氢氧化钠的浓度为28%~32%。
3.根据权利要求1或2所述的碱解方法,其特征在于,步骤(3)中浓缩的方法为两步浓缩,包括第一步浓缩和第二步浓缩;
其中,第一步浓缩为将步骤(2)得到的碱水进行脱水,至析出固体的质量与剩余液体的质量比为0.9~1.1:1,过滤去除固体,得到浓缩液;
第二步浓缩为:将浓缩液继续浓缩,至浓缩液中NaOH浓度为28%~32%,过滤去除固体,得到回收碱液。
4.根据权利要求3所述的碱解方法,其特征在于,步骤(2)所述碱水的浓度选自5%~6.5%。
5.根据权利要求3或4所述的碱解方法,其特征在于,所述浓缩液的浓度选自14.5%~15.5%。
6.根据权利要求1-5任一项所述的碱解方法,其特征在于,步骤(3)中回收碱液套用过程中,回收碱液与氢氧化钠水溶液的质量比为0.4~0.5:1。
7.根据权利要求1-6任一项所述的碱解方法,其特征在于,步骤(1)中氢氧化钠水溶液的浓度为30%~33%;
步骤(1)所述催化剂选自季铵盐;优选为四丁基溴化铵。
8.根据权利要求1-7任一项所述的碱解方法,其特征在于,步骤(1)中1-氯环己基-苯基甲酮、氢氧化钠及催化剂的摩尔量之比为1:(1.2~1.3):(0.001~0.005)。
9.根据权利要求1-8任一项所述的碱解方法,其特征在于,步骤(1)所述碱解反应的温度选自83℃~86℃。
10.根据权利要求1-9任一项所述的碱解方法,其特征在于,步骤(3)中进行浓缩前还包括将碱水通过活性炭吸附去除有机物。
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