一种溶剂法连续碳化生产2-萘酚、联产2,3酸的方法及装置转让专利

申请号 : CN201510083271.2

文献号 : CN104649898B

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相似专利:

发明人 : 罗国林冯辉

申请人 : 曲靖众一合成化工有限公司

摘要 :

本发明公开了一种溶剂法连续碳化生产2‑萘酚、联产2,3酸的方法及装置。方法是采用连续碳化联产2,3‑酸新工艺,改变了传统生产工艺和方法,为萘系染料、颜料重要中间体及衍生物的生产开辟了新的生产技术;本发明的装置包括2‑萘酚产出系统和2‑羟基‑3‑萘甲酸产出系统,2‑萘酚产出系统包括萃取母液槽、混合器、脱A精馏塔、碳化反应釜、2‑萘酚粗品蒸馏塔、2‑萘酚成品精馏塔和切片‑包装装置,2‑羟基‑3‑萘甲酸产出系统包括静止分离系统、中和压滤装置、酸化酸析系统、离心‑洗涤和干燥‑包装装置,萃取母液槽顺序连接混合器、脱A精馏塔、碳化反应釜、2‑萘酚粗品蒸馏塔、2‑萘酚产品精馏塔和切片‑包装装置,2‑萘酚粗品蒸馏塔塔底物料(2,3‑酸双钠盐)顺序连接静止分离系统、中和压滤装置、酸化酸析系统、离心机和干燥包装装置。

权利要求 :

1. 一种溶剂法连续碳化生产2-糞酪、联产2,3酸的方法,其特征在于包括混合工序、脱A 工序、碳化工序、蒸馈工序、分离工序、中和压滤工序、酸析酸化工序、离屯、干燥工序,具体 为: A、 混合工序:将B溶剂与β-糞酪钢按质量比为1.5~2.0:1的比例加入到来自萃取工段的 A溶剂萃取液浓液中进行混合; B、 脱A工序:将步骤A中的物料在混合器(2)中混合均匀后进入脱A精馈塔(3)脱除A溶 剂; C、 碳化工序:将步骤B中脱A后的物料进入到碳化反应蓋(6)与C〇2反应,反应原理为:D、 蒸馈工序:将步骤C中反应后的物料进入2-糞酪粗品蒸馈塔(7)脱除2-糞酪粗品后再 次进入到碳化反应蓋(6)与C〇2反应; 重复步骤C和步骤D,直至塔底物料中β-糞酪钢含量《5.0%时停止操作,塔顶2-糞酪粗 品送2-糞酪成品精馈塔(8)连续精馈得到合格的2-糞酪产品,经切片包装装置(9)切片包装 后销售; Ε、分离工序:经W上步骤结束后,对塔底物料进行静止分离,分离出的含水Β溶剂经深 度负压脱水、精密脱碳分离后系统循环使用;将分离Β溶剂后的水溶液进行树脂分离; F、 中和压滤工序:经步骤Ε分离后的溶液进行中和压滤,除去2-糞酪; G、 酸化酸析工序:将经步骤F的产品按照W下原理反应精制:Η、离屯、干燥:对经步骤G所得产物进行压滤-离屯、-洗涂-干燥,使其水分含量《0.3%后, 进行包装得目标产品2-径基-3-糞甲酸; 所述A溶剂为醇类; 所述B溶剂为煤油、石蜡、2-糞酪、十二烷基苯、氨化Ξ联苯、1-甲基-3-苯基巧满中的一 种或两种W上。

2. 根据权利要求1所述的方法,其特征在于所述A溶剂为乙醇、乙二醇、甲醇、正丙醇、异 丙醇中的一种或两种W上。

3. 根据权利要求1所述的方法,其特征在于B步骤中所述脱A工序具体步骤为:步骤A中 混合均匀的物料通过预热器预热后进入一级升膜蒸发器加热,再进入一次闪蒸槽冷凝回收 60-70%的A溶剂后,再进入二级升膜蒸发器加热,再进入二次闪蒸槽冷凝回收30-38%的A溶 剂后,再进入Ξ级升膜蒸发器加热,再进入脱A精馈塔回收2%的A溶剂。

4. 根据权利要求1所述的方法,其特征在于C步骤中C〇2从碳化反应蓋蓋底进、蓋顶出,然 后进入C〇2除油冷却器(4)后再通过分子筛干燥塔,经过干燥塔后进入C〇2缓冲罐,再进入C〇2 循环压缩机巧),最后再进入碳化反应蓋(6)。

5. 根据权利要求1所述的方法,其特征在于E步骤中树脂分离工序的煮沸溫度98~100 °C、pH为6.6~6.8、静止2~地。

6. 根据权利要求1所述的方法,其特征在于F步骤中中和压滤除2-糞酪的溫度为55~60 °C、pH为6.2~6.4、静止化、料液比重1.024~1.026。

7. 根据权利要求1所述的方法,其特征在于G步骤中酸化溫度87~90°C、35%稀酸;酸析溫 度87~88°C、终点:游离酸1.5~2g/l;冷却化、静止0.化。

8. -种实现权利要求1所述溶剂法连续碳化生产2-糞酪,联产2,3酸的方法的装置,包 括2-糞酪产出系统和2-径基-3-糞甲酸产出系统,所述的2-糞酪产出系统包括萃取母液槽 (1)、混合器(2 )、脱A精馈塔(3 )、C〇2除油冷却器(4 )、C〇2压缩机巧)、碳化反应蓋(6 )、2-糞酪 粗品蒸馈塔(7)、2-糞酪成品精馈塔(8)和切片包装装置(9),所述的2-径基-3-糞甲酸产出 系统包括静止分离系统、中和压滤装置(12 )、酸化酸析系统(13 )、离屯、机(14)和干燥包装装 置(15),其特征在于所述萃取母液槽(1)顺序连接混合器(2)、脱A精馈塔(3)、碳化反应蓋 (6)、2-糞酪粗品蒸馈塔(7)、2-糞酪成品精馈塔(8)和切片包装装置(9),所述的2-糞酪粗品 蒸馈塔(7)顺序连接静止分离系统、中和压滤装置(12)、酸化酸析系统(13)、离屯、机(14)和 干燥包装装置(15)。

9. 根据权利要求8所述的装置,其特征在于所述的静止分离系统包括静止分离装置 (10)和树脂分离装置(11),静止分离装置(10)分别连接2-糞酪粗品蒸馈塔(7)和树脂分离 装置(11 ),树脂分离装置(11)连接中和压滤装置(12)。

说明书 :

一种溶剂法连续碳化生产2-萘酚、联产2,3酸的方法及装置

技术领域

[0001 ]本发明属于2-羟基-3-萘甲酸的合成生产技术领域,具体涉及一种溶剂法连续碳 化生产2-萘酚、联产2,3酸的方法及装置。

背景技术

[0002] 目前,国内外2-羟基-3-萘甲酸(以下简称2,3_酸)传统的合成工艺为间歇式气-固 相法(Kolbe-schmitt)生产,即2-萘酚与氢氧化钠反应生成2-萘酚钠盐,经减压蒸馏脱水后 再与二氧化碳发生羧基化(即亲电取代)反应,生成2-萘酚和2,3_酸双钠盐,除去2-萘酚,分 离出来的2-萘酚再与氢氧化钠反应生成2-萘酚钠,如此重复蒸馏和成盐,生成的2,3-酸双 钠盐继而通过中和、酸析得到2-羟基-3-萘甲酸(简称2,3酸),分离干燥即得成品。存在的主 要问题:生产成本高、产品质量不稳定,影响产品出口竞争力;二氧化碳的利用率低,环境影 响较大;气固反应时间长,副产物量大、总转化率在75%左右、目标产物的收率低;产生大量 难以治理的尚盐有机废水,而且治理成本尚(200兀左右/t废水)。

发明内容

[0003] 本发明的第一目的在于提供一种溶剂法连续碳化生成2-萘酚,联产2,3酸的方法, 第二目的在于提供一种实现上述方法的装置。
[0004] 本发明的第一目的是这样实现的,包括混合工序、脱A工序、碳化工序、蒸馏工序、 分离工序、中和压滤工序、酸化酸析工序、离心干燥工序,具体为:
[0005] A、混合工序;将B溶剂与萘酚钠按质量比为1.5~2.0:1的比例加入到来自萃取工 段的A溶剂萃取液浓液中进行混合;
[0006] B、脱A工序:将步骤A中的物料在混合器中进行混合均匀后进入脱A精馏塔脱除A溶 剂;
[0007] C、碳化工序:将步骤B中脱A后的物料进入到碳化反应釜与⑶2反应,反应原理为:
[0008] D、蒸馏工序:将步骤C中反应后的物料进入2-萘酚粗品蒸馏塔脱除2-萘酚粗品后 再次进入到碳化反应釜与C02反应;
[0009] 重复步骤C和步骤D,直至塔底物料中萘酚钠含量彡5.0%时停止操作,塔顶2-萘 酚粗品送精馏塔连续精馏得到合格的2-萘酚产品,经切片包装装置切片包装后销售;
[0010] E、分离工序:经以上步骤结束后,对塔底物料进行静止分离,分离出的含水B溶剂 经深度负压脱水、精密脱碳分离后系统循环使用;将分离B溶剂后的水溶液进行树脂分离;
[0011] F、中和压滤工序、经步骤E分离后的溶液进行中和压滤,除去2-萘酚;
[0012] G、酸化酸析工序、将经步骤E的产品按照以下原理进行反应:
[0014] H、离心干燥;对经步骤G所得产物进行离心-洗涤-干燥,使其水分含量彡0.3%后, 进行包装得目标广品羟基-3_萘甲酸;
[0015]所述A溶剂为醇类;
[0016] 所述B溶剂为碳化溶剂。
[0017] 本发明的第二目的是这样实现的,包括2-萘酚产出系统和2-羟基-3-萘甲酸产出 系统,所述的2-萘酚产出系统包括萃取母液槽、混合器、脱A精馏塔、碳化反应釜、2-萘酚粗 品蒸馏塔、2-萘酚成品精馏塔和切片包装装置,所述的2-羟基-3-萘甲酸产出系统包括静止 分离系统、中和压滤装置、酸化酸析系统、离心机和干燥包装装置,所述萃取母液槽顺序连 接混合器、脱A精馏塔、碳化反应釜、2-萘酚粗品蒸馏塔、2-萘酚产品精馏塔和切片包装装 置,所述的2-萘酚粗品蒸馏塔顺序连接静止分离系统、中和压滤装置、酸化酸析系统、离心 机和干燥包装装置。
[0018]本发明彻底有效地解决了二氧化碳的利用率低、反应时间长(一般需要17~24h,含 加料、脱水及出料时间)、副产物量大、目标产物的收率低、产品质量不稳定、重复成盐等问 题。从而实现了2-萘酚和2,3_酸的联产,达到了降低生产成本,节能减排、清洁生产的目的。 本发明具有如下的有益效果:
[0019] 1、采用连续碳化生成2-萘酚,联产2,3_酸新工艺,改变了传统生产工艺和方法,为 萘系染料、颜料重要中间体及衍生物的生产开辟了新的生产技术;
[0020] 2、与传统2,3_酸生产工艺相比,碳化实现了连续化、自动化,极大地降低了操作人 员的劳动强度;[0021 ] 3、与传统2,3-酸生产工艺相比,省去了 2-萘酚的融化、重复成盐工序,二氧化碳循 环利用,大幅降低了生产成本;
[0022] 4、碳化采用连续工艺,二氧化碳在全密闭的环境下进行循环使用,环境影响小;
[0023] 5、改进了中和及酸析过程中的参数,产品纯度及外观颜色得到明显提高。
[0024] 综上所述,溶剂法连续羧化联产2-萘酚和23-酸生产技术,是对传统工艺的重大革 新,具有极好的经济效益和环境效果,它不但大幅度降低了萘系衍生物23-酸的生产成本, 而且大幅度提高了 2,3_酸产品的收率和质量。在节能减排和环境保护方面将对萘系染料、 颜料、油漆、感光及液晶材料、医药行业的发展产生深远的影响。

附图说明

[0025]图1是本发明装置结构示意图;
[0026]图中:1-萃取母液槽,2-混合器,3-脱A精馏塔,4-C02除油冷却器,5-C02压缩机,6-碳化反应釜,7-2-萘酚粗品蒸馏塔,8-2-萘酚产品精馏塔,9-切片包装装置,10-静止分离装 置,11-树脂分离装置,12-中和压滤装置,13-酸化酸析系统,14-离心机,15-干燥-包装装 置,16-废水处理系统。

具体实施方式

[0027] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明,但不以任何方式对本发明加以 限制,基于本发明教导所作的任何变更或改进,均属于本发明的保护范围。
[0028] 如图1所示,本发明所述的方法是包括混合工序、脱A工序、碳化工序、蒸馏工序、分 离工序、中和压滤工序、酸化酸析工序、离心-洗涤-干燥-包装工序,具体为:
[0029] A、混合工序;将B溶剂与萘酚钠按质量比为1.5~2.0:1的比例加入到来自萃取工 段的A溶剂萃取液浓液中进行混合;
[0030] B、脱A工序:将步骤A中的物料在混合器2中混合均匀后进入脱A精馏塔3脱除A溶 剂;
[0031] C、碳化工序:将步骤B中脱A后的物料进入到碳化反应釜6与⑶2反应,反应原理为:
[0032] D、蒸馏工序:将步骤C中反应后的物料进入2-萘酚粗品蒸馏塔7脱除2-萘酚后再次 进入到碳化反应爸6与C〇2反应;
[0033] 重复步骤C和步骤D,直至萘酚钠含量彡5.0%时停止操作,塔顶2-萘酚粗品送精 馏塔8连续精馏得到合格的2-萘酚产品,经切片-包装装置9切片包装后销售;
[0034] E、分离工序:经以上步骤结束后,对塔底物料进行静止分离,分离出的含水B溶剂 经深度负压脱水、精密脱碳分离后系统循环使用;将分离B溶剂后的水溶液进行树脂分离;
[0035] F、中和压滤工序、经步骤E分离后的溶液进行中和压滤,除去2-萘酚;
[0036] G、酸化酸析工序、将经步骤E的产品按照以下原理反应:
[0038] H、离心干燥;对经步骤G所得产物进行离心-洗涤-干燥,使其水分含量彡0.3%后, 进行包装得目标广品羟基-3_萘甲酸;
[0039]所述A溶剂为醇类;
[0040]所述B溶剂为碳化溶剂。
[0041]所述A溶剂为乙醇、乙二醇、甲醇、正丙醇、异丙醇中的一种或两种以上。
[0042]所述B溶剂为:煤油、石蜡、2-萘酚、12-烷基苯、氢化三联苯、1 -甲基-3-苯基茚满中 的一种或两种以上。
[0043]本工艺中石蜡为液态石蜡。
[0044] B步骤中所述脱A工序具体步骤为:步骤A中混合均匀的物料通过预热器预热后进 入一级升膜蒸发器加热后,再进入一次闪蒸槽冷凝回收60-70%的A溶剂后,再进入二级升膜 蒸发器加热,再进入二次闪蒸槽冷凝回收30-38%的A溶剂后,再进入三级升膜蒸发器加热后 进入到精馏塔回收2%的A溶剂。
[0045] C步骤中C02从碳化反应釜釜底进、釜顶出,然后进入C02除油冷却器4后再通过分子 筛干燥塔,经过干燥塔后进入C0 2缓冲罐,再进入C02循环压缩机5,最后再进入碳化反应釜6。 [0046] E步骤中树脂分离工序的煮沸温度98~100°C、PH为6.6~6.8、静止2~4h。
[0047] F步骤中中和压滤除2-萘酚的温度为55~60°C、PH为6.2~6.4、静止2h、料液比重 1.024~1.026。
[0048] G步骤中酸化温度87~90°C、35%稀酸;酸析温度87~88 °C、终点:游离酸1.5~2g/L;冷 却2h、静止0.5h〇
[0049] 如图1所示,本发明所述的装置包括2-萘酚产出系统和2-羟基-3-萘甲酸产出系 统,所述的2-萘酚产出系统包括萃取母液槽1、混合器2、脱A精馏塔3、C0 2除油冷却器4、0)2压 缩机5、碳化反应釜6、2_萘酚粗品蒸馏塔7、2_萘酚产品精馏塔8和切片-包装装置9,所述的 2-羟基-3-萘甲酸产出系统包括静止分离系统、中和压滤装置12、酸化酸析系统13、离心机 14和干燥-包装装置15,其特征在于所述萃取母液槽1顺序连接混合器2、脱A精馏塔3、碳化 反应釜6、2_萘酚粗品蒸馏塔7、2_萘酚产品精馏塔8和切片包装装置9,所述的2-萘酚粗品蒸 馏塔7顺序连接静止分离系统、中和压滤装置12、酸化酸析系统13、离心机14和干燥-包装装 置15。
[0050] 所述的静止分离系统包括静止分离装置10和树脂分离装置11,静止分离装置10分 别连接2-萘酚粗品蒸馏塔7和树脂分离装置11,树脂分离装置11连接中和压滤装置12。[0051 ]所述的离心机14连接废水处理系统16。
[0052] 所述的碳化反应釜6底部设置进气口供C02进入,顶部设置出气口,连接C02除油冷 却器4,所述的C02除油冷却器4连接C02压缩机5,C02压缩机5与碳化反应釜6底部连接。
[0053]所述的C02除油冷却器4连接分子筛干燥塔,所述的分子筛干燥塔连接C02缓冲罐, 所述的C〇2缓冲罐连接C〇2压缩机5。
[0054]所述的脱A精馏塔包括一级升膜蒸发器、一次闪蒸槽,二级升膜蒸发器、二次闪蒸 槽,三级升膜蒸发器、脱A精馏塔。
[0055] 实施例1
[0056]将氢化三联苯与萘酚钠按质量比为1.5:1的比例加入到来自萃取工段的乙醇溶 剂萃取浓液中进行混合;混合均匀后进入脱A精馏塔脱除乙醇溶剂;脱除乙醇溶剂后的物料 进入到碳化反应釜与C02反应,反应后的物料进入2-萘酚粗品蒸馏塔脱除2-萘酚粗品后再 次进入到碳化反应釜与C0 2反应;压力0.7MPa、连续碳化4h后塔底物料中萘酚钠含量为 36.2%、2_萘酚含量0.5%。塔顶2-萘酚粗品送精馏塔连续精馏得到合格的2-萘酚产品,经切 片包装装置切片包装后销售;对塔底物料进行静止分离,分离出的含水氢化三联苯溶剂经 深度负压脱水、精密脱碳分离后系统循环使用;将分离氢化三联苯溶剂后的水溶液进行树 脂分离;分离后的溶液进行中和压滤,除去2-萘酚;酸化酸析所得产物进行离心-洗涤-干 燥,使其水分含量为<〇. 3%后,进行包装得目标产品2-羟基-3-萘甲酸(HPLC)含量多98.5%。 [0057] 实施例2
[0058]将氢化三联苯与萘酚钠按质量比为1.5:1的比例加入到来自萃取工段的甲醇溶 剂萃取浓液中进行混合;混合均匀后进入脱A精馏塔脱除甲醇溶剂;脱除甲醇溶剂后的物料 进入到碳化反应釜与C02反应,反应后的物料进入2-萘酚粗品2-萘酚粗品蒸馏塔脱除2-萘 酚粗品后再次进入到碳化反应釜与C0 2反应;压力0.7MPa、连续碳化8h后塔底物料中萘酚 钠含量为7.6%、2_萘酚含量0.43%。塔顶粗品送2-萘酚成品精馏塔连续精馏得到合格的2-萘 酚产品,经切片包装装置切片包装后销售;对塔底物料进行静止分离,分离出的含水氢化三 联苯溶剂经深度负压脱水、精密脱碳分离后系统循环使用;将分离氢化三联苯溶剂后的水 溶液进行树脂分离;分离后的溶液进行中和压滤,除去2-萘酚;酸化酸析所得产物进行离 心-洗涤-干燥,使其水分含量为<0.3%后,进行包装得目标产品2-羟基-3-萘甲酸(HPLC)含 量彡98.5%。
[0059] 实施例3
[0060]将70%的1-甲基-3-苯基茚满+30%的12-烷基苯混合溶剂(简称B溶剂)与萘酚钠 按质量比为2.0:1的比例加入到来自萃取工段的正丙醇溶剂萃取浓液中进行混合;混合均 匀后进入脱A精馏塔脱除正丙醇溶剂;脱除正丙醇溶剂后的物料进入到碳化反应釜与C0 2反 应,反应后的物料进入2-萘酚粗品蒸馏塔脱除2-萘酚粗品后,再次进入到碳化反应釜与C02 反应;压力〇.8MPa、连续碳化10h后塔底物料中萘酚钠含量为4.6%、0.55%。塔顶粗品送2-萘酚成品精馏塔连续精馏得到合格的2-萘酚产品,经切片包装后销售;对塔底物料进行静 止分离,分离出的含水B溶剂经深度负压脱水、精密脱碳分离后系统循环使用;将分离B溶剂 后的水溶液进行树脂分离;分离后的溶液进行中和压滤,除去2-萘酚;酸化酸析后所得产物 进行离心-洗涤-干燥,使其水分含量为彡〇 . 3%后,进行包装得目标产品2-羟基-3-萘甲酸 (册1〇含量彡98.5%。[0061 ] 实施例4
[0062] 将70%的1-甲基-3-苯基茚满+30%的12-烷基苯混合溶剂(简称B溶剂)与萘酚钠 按质量比为2.0:1的比例加入到来自萃取工段的正丙醇+异丙醇混合溶剂萃取浓液中进行 混合;混合均匀后进入脱A精馏塔脱除正丙醇溶剂;脱除正丙醇溶剂后的物料进入到碳化反 应釜与C0 2反应,反应后的物料进入2-萘酚粗品蒸馏塔脱除2-萘酚粗品后,再次进入到碳化 反应釜与C02反应;压力0.8MPa、连续碳化10h后塔底物料中萘酚钠含量为4.6%、0.55%。塔 顶粗品送2-萘酚成品精馏塔连续精馏得到合格的2-萘酚产品,经切片包装后销售;对塔底 物料进行静止分离,分离出的含水B溶剂经深度负压脱水、精密脱碳分离后系统循环使用; 将分离B溶剂后的水溶液进行树脂分离;分离后的溶液进行中和压滤,除去2-萘酚;酸化酸 析后所得产物进行离心-洗涤-干燥,使其水分含量为<0.3%后,进行包装得目标产品2-羟 基-3-萘甲酸(册1〇含量彡98.6%。
[0063] 实施例5
[0064] 实施例1中,脱A工序的具体操作步骤:混合均匀的物料通过预热器预热后进入一 级升膜蒸发器加热,再进入一次闪蒸槽冷凝回收60-70%的乙醇溶剂后,再进入二级升膜蒸 发器加热,再进入二级升膜蒸发器加热,再进入二次闪蒸槽冷凝回收30-38%的乙醇溶剂后, 再进入,三级级升膜蒸发器加热,再进入到2-萘酚成品精馏塔彻底回收2%的乙醇溶剂,其余 步骤相同。
[0065] 实施例6
[0066] 实施例1中,C02从碳化反应釜釜底进、釜顶出,然后进入⑶2除油冷却器后再通过 分子筛干燥塔,经过干燥塔后进入C02缓冲罐,再进入c〇2循环压缩机,最后再进入碳化反应 爸,其余步骤相同。
[0067] 实施例7
[0068] 实施例1中,树脂分离工序的煮沸温度98~100°C、PH为6 • 6~6 • 8、静止2~2 • 5h,其余 步骤相同。
[0069] 实施例8
[0070] 实施例1中,树脂分离工序的煮沸温度98~100°C、PH为6.6~6.8、静止3~4h,中和压 滤除2-萘酚的温度为55~60°C、PH为6.2~6.4、静止2h、料液比重1.024~1.026,其余步骤相 同。
[0071] 实施例9
[0072] 实施例1中,酸化温度87~90°C、35%稀酸;酸析温度87~88°C、终点:游离酸1.5~2g/ 1^冷却211、静止0.511,其余步骤相同。