CN116082139A - 一种制备水杨酸类紫外线吸收剂的方法及装置 - Google Patents

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郭锴
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Abstract

本发明涉及一种制备水杨酸类紫外线吸收剂的方法及装置,该方法包括:将原料酚溶于甲苯中,加入片碱后,加热回流分水,待分出水的体积接近理论量时,将反应液转入能够带压的耙式烘干机,蒸干溶剂,加入新鲜甲苯带两次,蒸干后,向反应体系中通入二氧化碳气体,保持压力0.9‑1.0MPa,温度150‑160℃,保温保压反应;待反应完成后将体系温度降至75‑80℃,加入热水,使得未反应的原料酚漂浮在水面上层,收集原料,回收下次套用;水相用甲苯萃取两次,调酸得产品。本发明在通二氧化碳时采用无溶剂法,可避免使用DMF,DMSO这类溶剂,使得反应成本,溶剂回收成本,废水处理成本大大降低,提高生产利润;将宽耙式烘干机作为反应设备使用;通过原料回收套用,使得反应收率大大提高。

Description

一种制备水杨酸类紫外线吸收剂的方法及装置
技术领域
本发明涉及化工技术领域,尤其涉及一种制备水杨酸类紫外线吸收剂的方法及装置。
背景技术
水杨酸类紫外线吸收剂主要有3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸(UV612),3,5-二叔丁基-2-羟基苯甲酸(UV613)。3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸主要用于光稳定剂中间体用于制备UV-120和UV-2908,由于其结构属于对称性的受阻酚,近几年也被广泛用于涂料、除草剂及化妆品等领域。3,5-二叔丁基-2-羟基苯甲酸除用作抗氧剂外,更多用于带负电荷的静电复印机墨粉电荷调节剂。
水杨酸类紫外线吸收剂其合成方法主要为氧化法和Kolbe-Schmitt法。氧化法多采用高锰酸钾氧化法、Cannizzaro歧化法或Jones试剂氧化法。由于氧化法能耗大、收率低并且使用重金属等,对环境友好度差,不适用于工业生产。Kolbe-Schmitt反应制备法是利用相应的苯酚、碱与二氧化碳在高温高压下反应制得产物,该法是现在工业生产水杨酸类紫外线吸收剂的主流方法。
目前利用Kolbe-Schmitt反应制备水杨酸类紫外线吸收剂大多采用釜式设备带溶剂制备。主要是甲苯回流分水工艺制备酚盐,然后蒸干溶剂。由于酚盐在甲苯中溶解度不大,所以要加入DMF,DMSO这类能够溶解酚盐的大极性溶剂。接着通入二氧化碳,高温反应。该工艺的缺点是使用DMF,DMSO这类溶剂成本高,不易回收。且这类溶剂易溶于水,使得废水中N,S含量较高,处理困难。
发明内容
本发明的目的是提供一种制备水杨酸类紫外线吸收剂的方法,以解决上述技术问题。
本发明提供了一种制备水杨酸类紫外线吸收剂的方法,包括如下步骤:
1)将原料酚溶于甲苯中,加入片碱后,开始加热回流分水,待分出水的体积接近理论量时,将反应液转入能够带压的耙式烘干机中,蒸干溶剂,然后加入新鲜甲苯带两次,尽可能使体系无水存在,防止酚盐水解,蒸干后,向反应体系中通入二氧化碳气体,保持压力0.9-1.0MPa,温度150-160℃,保温保压反应;
2)待反应完成后将体系温度降至75-80℃,加入热水,使得未反应的原料酚漂浮在水面上层,收集原料,回收下次套用;
3)水相用甲苯萃取两次,然后调酸得产品。
本发明还提供了一种制备水杨酸类紫外线吸收剂的装置,包括用作反应设备的能够带压的耙式烘干机,所述耙式烘干机用于:
甲苯回流分水制备酚盐完成后将反应液转入能够带压的耙式烘干机中,蒸干溶剂,然后加入新鲜甲苯带两次,尽可能使体系无水存在,防止酚盐水解,蒸干后,向反应体系中通入二氧化碳气体,保持压力0.9-1.0MPa,温度150-160℃,保温保压反应;待反应完成后将体系温度降至75-80℃,加入热水,使得未反应的原料酚漂浮在水面上层,收集原料,回收下次套用;水相用甲苯萃取两次,然后调酸得产品。
借由上述方案,通过制备水杨酸类紫外线吸收剂的方法及装置,具有如下技术效果:
1)在通二氧化碳时采用无溶剂法,可以避免使用DMF,DMSO这类溶剂,使得反应成本,溶剂回收成本,废水处理成本大大降低,提高生产利润,且对环境友好。
2)将宽耙式烘干机作为反应设备使用,解决原有工艺在制备酚盐后,蒸干溶剂过程中,由于怕搅拌抱死,始终不能蒸太干,这时需要用DMF,DMSO等溶剂带几次,这样即产生混合溶剂,额外增加成本,又会因为甲苯没有蒸干,导致在升温通气的时候,由于甲苯气化,釜内本身产生可一定压力,导致二氧化碳的实际通入量减少,影响反应的问题。
3)通过原料回收套用,使得反应收率大大提高。
上述说明仅是本发明技术方案的概述,为了能够更清楚了解本发明的技术手段,并可依照说明书的内容予以实施,以下以本发明的较佳实施例详细说明如后。
具体实施方式
下面结合实施例,对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。
本实施例提供了一种制备水杨酸类紫外线吸收剂的方法,包括如下步骤:
1)将原料酚溶于甲苯中,加入片碱后,开始加热回流分水,待分出水的体积接近理论量时,将反应液转入能够带压的耙式烘干机中,蒸干溶剂,然后加入新鲜甲苯带两次,尽可能使体系无水存在,防止酚盐水解,蒸干后,向反应体系中通入二氧化碳气体,保持压力0.9-1.0MPa,温度150-160℃左右,保温保压反应;
2)待反应完成后将体系温度降至75-80℃,加入热水,使得未反应的原料酚漂浮在水面上层,收集原料,回收下次套用;
3)水相用甲苯萃取两次,然后调酸得产品。
该制备水杨酸类紫外线吸收剂的方法具有如下技术效果:
1)在通二氧化碳时采用无溶剂法,可以避免使用DMF,DMSO这类溶剂,使得反应成本,溶剂回收成本,废水处理成本大大降低,提高生产利润,且对环境友好。
2)将宽耙式烘干机作为反应设备使用,解决原有工艺在制备酚盐后,蒸干溶剂过程中,由于怕搅拌抱死,始终不能蒸太干,这时需要用DMF,DMSO等溶剂带几次,这样即产生混合溶剂,额外增加成本,又会因为甲苯没有蒸干,导致在升温通气的时候,由于甲苯气化,釜内本身产生可一定压力,导致二氧化碳的实际通入量减少,影响反应的问题。
3)通过原料回收套用,使得反应收率大大提高。
实施例1
先采用甲苯回流分水制备酚盐,待酚盐制备完成,将反应体系传入能够带压的耙式烘干机中,蒸干溶剂,用新鲜甲苯带两次,尽可能使体系无水存在,防止酚盐水解。利用耙式烘干机的特点可以将酚盐制成粉状以增大接触面积(在此过程中应惰性气体保护)。接着通入二氧化碳气体保持压力0.9MP a,温度150℃发生反应。反应结束后降温至75℃,向反应体系中加入热水,未反应的原料酚漂浮在上层,收集上层原料,回收套用可以使该反应收率达到88%以上。
实施例2
先采用甲苯回流分水制备酚盐,待酚盐制备完成,将反应体系传入能够带压的耙式烘干机中,蒸干溶剂,用新鲜甲苯带两次,尽可能使体系无水存在,防止酚盐水解。利用耙式烘干机的特点可以将酚盐制成粉状以增大接触面积(在此过程中应惰性气体保护)。接着通入二氧化碳气体保持压力0.95MP a,温度155℃发生反应。反应结束后降温至80℃,向反应体系中加入热水,未反应的原料酚漂浮在上层,收集上层原料,回收套用可以使该反应收率达到90%以上。
实施例3
先采用甲苯回流分水制备酚盐,待酚盐制备完成,将反应体系传入能够带压的耙式烘干机中,蒸干溶剂,用新鲜甲苯带两次,尽可能使体系无水存在,防止酚盐水解。利用耙式烘干机的特点可以将酚盐制成粉状以增大接触面积(在此过程中应惰性气体保护)。接着通入二氧化碳气体保持压力1.0MP a,温度160℃发生反应。反应结束后降温至80℃,向反应体系中加入热水,未反应的原料酚漂浮在上层,收集上层原料,回收套用可以使该反应收率达到90%以上。
本实施例中采用能够带压的耙式烘干机,该耙式烘干机与现有耙式烘干机在外观均相似,可以进行减压蒸馏溶剂,烘干物料。另外其材质采用能承受压力的高强度不锈钢,其密封件、焊接点等地方采用特种设备的要求进行处理,使其可以承受最大2.0Mpa的压力。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,并不用于限制本发明,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和变型,这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种制备水杨酸类紫外线吸收剂的方法,其特征在于,包括如下步骤:
1)将原料酚溶于甲苯中,加入片碱后,开始加热回流分水,待分出水的体积接近理论量时,将反应液转入能够带压的耙式烘干机中,蒸干溶剂,然后加入新鲜甲苯带两次,尽可能使体系无水存在,防止酚盐水解,蒸干后,向反应体系中通入二氧化碳气体,保持压力0.9-1.0MPa,温度150-160℃,保温保压反应;
2)待反应完成后将体系温度降至75-80℃,加入热水,使得未反应的原料酚漂浮在水面上层,收集原料,回收下次套用;
3)水相用甲苯萃取两次,然后调酸得产品。
2.一种制备水杨酸类紫外线吸收剂的装置,其特征在于,包括用作反应设备的能够带压的耙式烘干机,所述耙式烘干机用于:
甲苯回流分水制备酚盐完成后将反应液转入能够带压的耙式烘干机中,蒸干溶剂,然后加入新鲜甲苯带两次,尽可能使体系无水存在,防止酚盐水解,蒸干后,向反应体系中通入二氧化碳气体,保持压力0.9-1.0MPa,温度150-160℃,保温保压反应;待反应完成后将体系温度降至75-80℃,加入热水,使得未反应的原料酚漂浮在水面上层,收集原料,回收下次套用;水相用甲苯萃取两次,然后调酸得产品。
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