鄰羥基苯腈的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了鄰羥基苯甲酰胺和光氣在催化劑二氧六環(huán)和溶劑甲苯的作用下，采用循環(huán)連續(xù)反應(yīng)系統(tǒng)連續(xù)反應(yīng)制備鄰羥基苯腈的方法。本發(fā)明采用列管式反應(yīng)器，提供的傳熱比表面積大，增加了光氣和液態(tài)物料的接觸面積，將熱量及時(shí)傳遞給反應(yīng)物料，利于控制反應(yīng)溫度，滿足快速反應(yīng)要求。通過強(qiáng)化氣液非均相物質(zhì)的傳質(zhì)，促進(jìn)過渡態(tài)的繼續(xù)反應(yīng)，利于正反應(yīng)進(jìn)程，縮短反應(yīng)時(shí)間；采用原料混合器、列管式反應(yīng)器和保溫釜的物料循環(huán)形式，使氣固液三相反應(yīng)形式轉(zhuǎn)化為氣液兩相反應(yīng)形式，同時(shí)解決了管道堵塞問題和光氣流速限制問題；有利于自動(dòng)化控制，降低人工勞動(dòng)強(qiáng)度，避免人工接觸物料，有效提高產(chǎn)能。
【專利說明】鄰羥基苯腈的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鄰羥基苯腈的制備方法，特別涉及一種光氣法連續(xù)制備鄰羥基苯腈的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鄰羥基苯腈是合成新型高效廣譜甲氧基丙烯酸酯類殺菌劑嘧菌酯的重要中間體，目前采用的生產(chǎn)工藝是:(I)在催化劑的作用下，光氣與鄰羥基苯甲酰胺在溶劑中反應(yīng)，放出二氧化碳生成過渡態(tài)希夫堿，繼續(xù)放出氯化氫生成鄰羥基苯腈；(2)脫除部分溶劑，降溫析出鄰羥基苯腈晶體，過濾后濾餅經(jīng)過干燥，得到產(chǎn)品鄰羥基苯腈。其中關(guān)鍵的一步是(I )，因?yàn)?①鄰羥基苯甲酰胺與光氣反應(yīng)生成過渡態(tài)希夫堿，造成管道堵塞和氣固液三相反應(yīng)形式；②一分子光氣反應(yīng)后放出一分子二氧化碳?xì)怏w、二分子氯化氫，生成泡沫過多；③產(chǎn)能偏低，所以在解決①②的基礎(chǔ)上，提聞廣能是生廣過程的關(guān)鍵步驟。
[0003]過渡態(tài)希夫堿是一種白色固體，在溶劑中溶解度不大。因此能否使過渡態(tài)快速連續(xù)反應(yīng)成為光氣法反應(yīng)器選型與設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問題。
[0004]目前鄰羥基苯甲酰胺的光氣法反應(yīng)器采用搪玻璃反應(yīng)釜，間歇法生產(chǎn)。先將計(jì)量的鄰羥基苯甲酰胺、催化劑和溶劑放入反應(yīng)釜，加熱待鄰羥基苯甲酰胺完全溶解在溶劑中后，攪拌下不斷通入光氣。反應(yīng)前期生成過渡態(tài)希夫堿，反應(yīng)的同時(shí)產(chǎn)生大量泡沫，放出大量氣體。光氣通入速度取決于反應(yīng)釜的裝料系數(shù)和泡沫消去的速度，從而抑制了產(chǎn)能。[0005]工業(yè)上為了解決以上問題，通常采用大體積(5000L以上)搪玻璃反應(yīng)釜和大口徑(15cm以上)通光管，但是因?yàn)樘虏ＡХ磻?yīng)釜的攪拌器轉(zhuǎn)速較慢，攪拌效率低，光氣與鄰羥基苯甲酰胺接觸不夠，從而導(dǎo)致反應(yīng)時(shí)間延長和光氣消耗過量。在整個(gè)反應(yīng)體系內(nèi)，局部光氣濃度較高，易發(fā)生脫水反應(yīng)，邊緣區(qū)域光氣濃度較低，反應(yīng)速度降低。部分光氣來不及溶解于溶劑中便進(jìn)入尾氣。
[0006]光氣法反應(yīng)屬于氣液非均相快速反應(yīng)，反應(yīng)速度的主要影響因素是兩相接觸面積，所以光氣化反應(yīng)適于采用有效容積不大而原料之間接觸面積大的反應(yīng)器。
[0007]替代搪玻璃反應(yīng)釜的光氣法反應(yīng)器，需要具備(I)良好的氣液兩相接觸效果；(2)具有優(yōu)良的耐酸腐蝕性能；(3)利于過渡態(tài)放出氣體，促使反應(yīng)進(jìn)程往正反應(yīng)方向；(4)保持光氣輸送線路通暢不堵塞；(5)具有消除泡沫的功能；(6)能有效提高產(chǎn)能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)對(duì)鄰羥基苯甲酰胺的光氣法反應(yīng)過程進(jìn)行分析，提出強(qiáng)化光氣化反應(yīng)過程傳質(zhì)的措施，解決堵塞、沖料等問題，實(shí)現(xiàn)反應(yīng)過程的連續(xù)化，提高產(chǎn)能。
[0009]本發(fā)明提供的鄰羥基苯腈的制備方法，是鄰羥基苯甲酰胺和光氣在催化劑二氧六環(huán)和溶劑甲苯的作用下，采用循環(huán)連續(xù)反應(yīng)系統(tǒng)連續(xù)反應(yīng)制備鄰羥基苯腈，循環(huán)連續(xù)反應(yīng)系統(tǒng)包括配料釜、冷凝器、存放釜、原料泵、原料流量計(jì)、原料混合器、除泡器、列管式反應(yīng)器、保溫釜、傳送泵、循環(huán)流量計(jì)、出料流量計(jì)、脫溶結(jié)晶釜、溶劑接收罐、過濾機(jī)、干燥器、溶劑儲(chǔ)罐、溶劑泵、溶劑流量計(jì)、光氣流量計(jì)、氣液分離器。
[0010]具體工藝操作步驟如下:
(1)鄰羥基苯甲酰胺、催化劑二氧六環(huán)和溶劑甲苯在配料釜中混合，加熱溶解形成鄰羥基苯甲酰胺混合溶液后，放入存放釜暫存，重復(fù)以上過程且保持存放釜中鄰羥基苯甲酰胺混合溶液不溢出；鄰羥基苯甲酰胺混合溶液經(jīng)原料流量計(jì)控制后以443-665L/h的流速，依次在由存放釜、原料泵、原料流量計(jì)和原料混合器組成的線路中流動(dòng)；溶解溫度105°C，鄰羥基苯甲酰胺:二氧六環(huán):甲苯的配料比為180kg: 0.5kg: 1150L ；
(2)將光氣通入所述的原料混合器，鄰羥基苯甲酰胺混合溶液經(jīng)原料流量計(jì)控制后，以一定的流量流入原料混合器，同時(shí)與經(jīng)光氣流量計(jì)控制的一定流量的光氣混合。在原料混合器中原料鄰羥基苯甲酰胺逐漸轉(zhuǎn)化為過渡態(tài)希夫堿進(jìn)而轉(zhuǎn)化為鄰羥基苯腈，形成反應(yīng)物料，同時(shí)反應(yīng)放出的氣體泡沫在除泡器中消除。反應(yīng)物料隨即流入列管式反應(yīng)器?’反應(yīng)溫度100-105°C，光氣(體積百分?jǐn)?shù)80%)流速為9800-14700L/h，投料量為44100L ；
(3)反應(yīng)物料流入列管式反應(yīng)器，一邊繼續(xù)反應(yīng)，一邊放出氣體氯化氫和二氧化碳，氯化氫和二氧化碳?xì)怏w經(jīng)氣液分離器和冷凝器進(jìn)入尾氣處理系統(tǒng)，液態(tài)物料經(jīng)氣液分離器進(jìn)入保溫釜。列管式反應(yīng)器和保溫釜溫度保持在100_105°C ；
(4)液態(tài)物料經(jīng)保溫釜流出，在由保溫釜、傳送泵、循環(huán)流量計(jì)、原料混合器、列管式反應(yīng)器和氣液分離器組成的線路中循環(huán)，通過循環(huán)流量計(jì)控制液態(tài)物料流速為110-165L/h，溶解附著在原料混合器中的過渡態(tài)希夫堿，繼續(xù)光氣化反應(yīng)，液態(tài)物料循環(huán)3-4.5h后，1800L液態(tài)物料經(jīng)出料泵一次性進(jìn)入脫溶結(jié)晶釜。有效解決希夫堿累積造成的原料混合器堵塞。在保溫釜中鄰羥基苯甲酰胺的反應(yīng)轉(zhuǎn)化率為97% ；
(5)進(jìn)入脫溶結(jié)晶釜的液態(tài)物料，在負(fù)壓條件下脫溶析晶，脫出的溶劑進(jìn)入溶劑儲(chǔ)罐，脫溶析晶后的物料進(jìn)入過濾機(jī)中過濾，母液進(jìn)入溶劑儲(chǔ)罐，濾餅進(jìn)入干燥器，出料得產(chǎn)品鄰羥基苯腈。
[0011]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果:
(1)采用列管式反應(yīng)器，提供的傳熱比表面積大，增加了光氣和液態(tài)物料的接觸面積，將熱量及時(shí)傳遞給反應(yīng)物料，利于控制反應(yīng)溫度，滿足快速反應(yīng)要求。通過強(qiáng)化氣液非均相物質(zhì)的傳質(zhì)，促進(jìn)過渡態(tài)的繼續(xù)反應(yīng)，利于正反應(yīng)進(jìn)程，縮短反應(yīng)時(shí)間；
(2)采用原料混合器、列管式反應(yīng)器和保溫釜的物料循環(huán)形式，使氣固液三相反應(yīng)形式轉(zhuǎn)化為氣液兩相反應(yīng)形式，同時(shí)解決了管道堵塞問題和光氣流速限制問題；
(3)有利于自動(dòng)化控制，降低人工勞動(dòng)強(qiáng)度，避免人工接觸物料，有效提高產(chǎn)能。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]附圖是光氣法連續(xù)制備鄰羥基苯腈的反應(yīng)工藝的流程簡圖。
[0013]圖中:1 一配料爸；2一A冷凝器；3—原料泵；4一原料流量計(jì)；5—原料混合器；6—除泡器；7—列管式反應(yīng)器；8 — B冷凝器；9一保溫釜；10—傳送泵；11 一循環(huán)流量計(jì)；12—出料流量計(jì)；13—脫溶結(jié)晶釜；14一C冷凝器；15—溶劑接收罐；16—過濾機(jī)；17—干燥器；18—溶劑儲(chǔ)罐；19一溶劑泵；20—溶劑流量計(jì)；21—光氣流量計(jì)；22—?dú)庖悍蛛x器；23—存放爸?！揪唧w實(shí)施方式】
[0014]以下結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0015]光氣法連續(xù)制備鄰羥基苯腈的工藝流程如下:
鄰羥基苯甲酰胺、催化劑二氧六環(huán)和溶劑甲苯在配料釜I中混合、加熱溶解，形成鄰羥基苯甲酰胺混合溶液進(jìn)存放釜23，經(jīng)原料泵3進(jìn)原料流量計(jì)4進(jìn)行計(jì)量控制，然后進(jìn)原料混合器5，配料中產(chǎn)生的尾氣進(jìn)A冷凝器2捕集回用。
[0016]將光氣經(jīng)光氣流量計(jì)21控制流量通入原料混合器5，與鄰羥基苯甲酰胺混合溶液進(jìn)行初次反應(yīng)。在原料混合器5中原料鄰羥基苯甲酰胺逐漸轉(zhuǎn)化為過渡態(tài)希夫堿進(jìn)而轉(zhuǎn)化為鄰羥基苯腈，形成反應(yīng)物料，同時(shí)反應(yīng)放出的氣體泡沫在除泡器6中消除。反應(yīng)物料流入列管式反應(yīng)器7中進(jìn)一步反應(yīng)，一邊繼續(xù)反應(yīng)，一邊放出氣體氯化氫和二氧化碳，氯化氫和二氧化碳?xì)怏w經(jīng)氣液分離器22和B冷凝器8進(jìn)入尾氣處理系統(tǒng)，液態(tài)物料經(jīng)氣液分離器22進(jìn)入保溫釜9。
[0017]液態(tài)物料經(jīng)保溫釜9流出，經(jīng)傳送泵10、循環(huán)流量計(jì)11、原料混合器5、列管式反應(yīng)器7和氣液分離器22、傳送泵10、循環(huán)流量計(jì)11依次串聯(lián)形成的循環(huán)系統(tǒng)中循環(huán)，通過循環(huán)流量計(jì)11控制液態(tài)物料流速，溶解附著在原料混合器5中的過渡態(tài)希夫堿繼續(xù)光氣化反應(yīng)，在原料混合器5和列管式反應(yīng)器7中溶解在液態(tài)物料中的過渡態(tài)希夫堿放出氯化氫氣體轉(zhuǎn)化為鄰羥基苯腈，經(jīng)傳送泵10、出料流量計(jì)12 —次性進(jìn)入脫溶結(jié)晶釜13。
[0018]進(jìn)入脫溶結(jié)晶釜13的液態(tài)物料，在負(fù)壓條件下脫溶析晶，脫出的溶劑經(jīng)C冷凝器14捕集后，進(jìn)溶劑接收罐15和溶劑儲(chǔ)罐18，脫溶析晶后的物料進(jìn)入過濾機(jī)16過濾，母液進(jìn)入溶劑儲(chǔ)罐18。濾餅進(jìn)入干燥器17，出料得產(chǎn)品鄰羥基苯腈進(jìn)產(chǎn)品包裝。溶劑儲(chǔ)罐18的溶劑通過溶劑泵19、溶劑流量計(jì)20進(jìn)入配料釜I進(jìn)行循環(huán)利用。
[0019]實(shí)施例1
在2000L搪玻璃配料釜中，放入180kg鄰羥基苯甲酰胺、0.5kg催化劑二氧六環(huán)和1150L溶劑甲苯進(jìn)行配料(共1330L)，開啟夾套蒸汽加熱至105°C，攪拌15min，鄰羥基苯甲酰胺在溶劑中溶解完全后配料放入5000L搪玻璃存放釜。重復(fù)上述過程，保持存放釜中的配料量支持抽出。配料用原料泵抽出，流量為665L/h，輸入原料混合器，在其中與流量為14700L/h的光氣混合?？刂屏泄苁椒磻?yīng)器內(nèi)管程溫度在100-105°C，反應(yīng)物料流經(jīng)傳熱面積為20m2的列管式反應(yīng)器的管程，反應(yīng)產(chǎn)生的氣體經(jīng)氣液分離器和冷凝器后去尾氣處理系統(tǒng)，液態(tài)物料經(jīng)氣液分離器進(jìn)入5000L搪玻璃保溫釜，經(jīng)傳送泵由保溫釜繼續(xù)流出，一路經(jīng)循環(huán)流量計(jì)控制后以165L/h的流量進(jìn)入原料混合器，3h后取搪玻璃保溫釜中液態(tài)物料進(jìn)行檢測(cè)，鄰羥基苯甲酰胺的反應(yīng)轉(zhuǎn)化率達(dá)到97%，一路經(jīng)出料流量計(jì)每3h —次性輸出1800L液態(tài)物料進(jìn)入3000L脫溶結(jié)晶釜。脫溶結(jié)晶釜中的液態(tài)物料在1.5h內(nèi)脫除830L溶劑，冷卻析晶，保溫0.5h完畢，流入過濾機(jī)中過濾，過濾出的溶劑流入5000L溶劑儲(chǔ)罐，過濾出的固體輸入干 燥器，出料。
[0020]實(shí)施例2
在2000L搪玻璃配料釜中，放入180kg鄰羥基苯甲酰胺、0.5kg催化劑二氧六環(huán)和1150L溶劑甲苯進(jìn)行配料(共1330L)，開啟夾套蒸汽加熱至105°C，攪拌15min，鄰羥基苯甲酰胺在溶劑中溶解完全后配料放入5000L搪玻璃存放釜。重復(fù)上述過程，保持存放釜中的配料量支持抽出。配料用原料泵抽出，流量為443L/h，輸入原料混合器，在其中與流量為9800L/h的光氣混合?？刂屏泄苁椒磻?yīng)器內(nèi)管程溫度在100-105°C，反應(yīng)物料流經(jīng)傳熱面積為20m2的列管式反應(yīng)器的管程，反應(yīng)產(chǎn)生的氣體經(jīng)氣液分離器和冷凝器后去尾氣處理系統(tǒng)，液態(tài)物料經(jīng)氣液分離器進(jìn)入5000L搪玻璃保溫釜，經(jīng)傳送泵由保溫釜繼續(xù)流出，一路經(jīng)循環(huán)流量計(jì)控制后以110L/h的流量進(jìn)入原料混合器，4.5h后取搪玻璃保溫釜中液態(tài)物料進(jìn)行檢測(cè)，鄰羥基苯甲酰胺的反應(yīng)轉(zhuǎn)化率達(dá)到97%，一路經(jīng)出料流量計(jì)每4.5h 一次性輸出1800L液態(tài)物料進(jìn)入3000L脫溶結(jié)晶釜。脫溶結(jié)晶釜中的液態(tài)物料在1.5h內(nèi)脫除830L溶劑，冷卻析晶，保溫0.5h完畢，流入過濾機(jī)中過濾，過濾出的溶劑流入5000L溶劑儲(chǔ)罐，過濾出的固體輸入干燥器，出料?！?br> 【權(quán)利要求】
1.鄰羥基苯腈的制備方法，其特征在于鄰羥基苯甲酰胺和光氣在催化劑二氧六環(huán)和溶劑甲苯的作用下，采用循環(huán)連續(xù)反應(yīng)系統(tǒng)連續(xù)反應(yīng)制備鄰羥基苯腈，循環(huán)連續(xù)反應(yīng)系統(tǒng)包括配料釜、冷凝器、存放釜、原料泵、原料流量計(jì)、原料混合器、除泡器、列管式反應(yīng)器、保溫釜、傳送泵、循環(huán)流量計(jì)、出料流量計(jì)、脫溶結(jié)晶釜、溶劑接收罐、過濾機(jī)、干燥器、溶劑儲(chǔ)罐、溶劑泵、溶劑流量計(jì)、光氣流量計(jì)、氣液分離器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鄰羥基苯腈的制備方法，其特征在于具體工藝操作步驟如下:鄰羥基苯甲酰胺、催化劑二氧六環(huán)和溶劑甲苯在配料釜中混合、加熱溶解，形成鄰羥基苯甲酰胺混合溶液進(jìn)存放釜，經(jīng)原料泵進(jìn)原料流量計(jì)進(jìn)行計(jì)量控制，然后進(jìn)原料混合器，配料中產(chǎn)生的尾氣進(jìn)A冷凝器捕集回用； 將光氣經(jīng)光氣流量計(jì)控制流量通入原料混合器，與鄰羥基苯甲酰胺混合溶液進(jìn)行初次反應(yīng)，在原料混合器中原料鄰羥基苯甲酰胺逐漸轉(zhuǎn)化為過渡態(tài)希夫堿進(jìn)而轉(zhuǎn)化為鄰羥基苯腈，形成反應(yīng)物料，同時(shí)反應(yīng)放出的氣體泡沫在除泡器中消除，反應(yīng)物料流入列管式反應(yīng)器中進(jìn)一步反應(yīng)，一邊繼續(xù)反應(yīng)，一邊放出氣體氯化氫和二氧化碳，氯化氫和二氧化碳?xì)怏w經(jīng)氣液分離器和B冷凝器進(jìn)入尾氣處理系統(tǒng)，液態(tài)物料經(jīng)氣液分離器進(jìn)入保溫釜； 液態(tài)物料經(jīng)保溫釜流出，經(jīng)傳送泵、循環(huán)流量計(jì)、原料混合器、列管式反應(yīng)器和氣液分離器、傳送泵、循環(huán)流量計(jì)依次串聯(lián)形成的循環(huán)系統(tǒng)中循環(huán)，通過循環(huán)流量計(jì)控制液態(tài)物料流速，溶解附著在原料混合器中的過渡態(tài)希夫堿繼續(xù)光氣化反應(yīng)，在原料混合器和列管式反應(yīng)器中溶解在液態(tài)物料中的過渡態(tài)希夫堿放出氯化氫氣體轉(zhuǎn)化為鄰羥基苯腈，經(jīng)傳送泵、出料流量計(jì)一次性進(jìn)入脫溶結(jié)晶釜； 進(jìn)入脫溶結(jié)晶釜的液態(tài)物料，在負(fù)壓條件下脫溶析晶，脫出的溶劑經(jīng)C冷凝器捕集后，進(jìn)溶劑接收罐和溶劑儲(chǔ)罐，脫溶 析晶后的物料進(jìn)入過濾機(jī)過濾，母液進(jìn)入溶劑儲(chǔ)罐，濾餅進(jìn)入干燥器，出料得產(chǎn)品鄰羥基苯腈進(jìn)產(chǎn)品包裝，溶劑儲(chǔ)罐的溶劑通過溶劑泵、溶劑流量計(jì)進(jìn)入配料釜進(jìn)行循環(huán)利用。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鄰羥基苯腈的制備方法，其特征在于鄰羥基苯甲酰胺混合溶液流速為443-665L/h，溶解溫度105°C，鄰羥基苯甲酰胺:二氧六環(huán):甲苯的配料比為180kg: 0.5kg: 1150L ;列管式反應(yīng)器和保溫釜溫度100-105°C，光氣流速為9800-14700L/h ;液態(tài)物料流速為110_165L/h，液態(tài)物料循環(huán)時(shí)間3_4.5h，鄰羥基苯甲酰胺的反應(yīng)轉(zhuǎn)化率為97%。
【文檔編號(hào)】C07C253/00GK103664698SQ201310696428
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年12月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月18日
【發(fā)明者】周勇, 臧陽陵, 陳明, 周錦萍, 黃煒 申請(qǐng)人:湖南化工研究院