一种管式连续化制备β-甲萘醌的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种β-甲萘醌的生产方法，特别是一种利用管式反应器连续化生产β-甲萘醌的方法。
【背景技术】
[0002]甲萘醌合成工艺技术目前采用釜式间歇氧化甲基萘的生产工艺，由于在间歇式投料过程中一次性投入料量大、氧化反应剧烈并释放大量热量，导致反应过程中温度难以控制，导致产品收率低，批次间质量不稳定，并且氧化液存在较为严重的浪费现象发生。
[0003]将甲基萘乳化液、氧化液流按一定比例连续加入水浴恒温并通过控制水浴温度、物料预反应时间、反应后端补加酸进一步促进甲基萘反应等来提高萘醌的质量及收率。
[0004]反应方程式:
[0005]2CiiH1+Na2Cr207+3H2S04—2CnH802+Cr2(S04)3+5H20+Na2S04
[0006]连续投料过程可减少单次投料量过大导致在甲萘醌的制备过程发生因局部过热导致过氧化及其他副反应的发生;可以很准确的控制甲基萘、氧化液在反应中的投料比例，可以确保甲基萘最大限度的向甲萘醌转化，提升转化率、成品收率。
【发明内容】
[0007]本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。
[0008]为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种管式连续化制备β-甲萘醌的方法，该方法包括:配制甲基萘乳化液，将甲基萘乳化液加热至30?70°C，然后与氧化液分别经计量栗计量后，加入到带超声波装置的管式反应器内在30?70°C下进行超声反应，反应物在管式反应器内的停留时间为1?300min，然后在所述管式反应器的出口补加稀硫酸，并加入熟化罐在30?70°C下进行保温熟化1?10h，熟化完成后经过滤、洗涤、离心脱水、烘干后得到甲萘醌成品；所述超声反应的超声波功率为3-48KW，频率为10-120KHZ。
[0009]优选的是，所述β_甲基萘乳化液由重量比为1:0.01-0.1:3-8的β-甲基萘、乳化剂和水配制而成。
[0010]优选的是，所述乳化剂HLB值为6?30。
[0011]优选的是，所述β-甲基萘乳化液中β-甲基萘的质量分数为5?30%。
[0012]优选的是，所述氧化液中红矾钠浓度为200?500g/L，酸值以硫酸计为300?800g/L。
[0013]优选的是，所述β_甲基萘乳化液与氧化液的体积比为1:1.0?18.0。
[0014]优选的是，在管式反应器中完成反应后，在所述管式反应器的出料口补加稀硫酸，然后加入熟化罐进行熟化。
[0015]优选的是，β-甲基萘乳化液与补加的稀硫酸的体积比为1:0?1.5;所述稀硫酸酸值以硫酸计为300?1000g/L。
[0016]优选的是，所述方法采用的装置包括:管式反应器，其设置在恒温水浴装置内，所述管式反应器上设置有超声波发生装置；
[0017]β-甲基萘乳化液储罐，其与所述管式反应器的入料口管道连接；
[0018]第一计量栗，其连接在所述β-甲基萘乳化液储罐与管式反应器之间用于β-甲基萘乳化液的计量输送；
[0019]氧化液储罐，其与所述管式反应器的入料口管道连接；
[0020]第二计量栗，其连接在所述氧化液储罐与管式反应器之间用于氧化液的计量输送；
[0021 ]稀硫酸储罐，其与所述管式反应器的出料口管道连接；
[0022]第三计量栗，其连接在所述稀硫酸储罐与管式反应器之间用于稀硫酸的计量输送；
[0023]熟化罐，其与所述管式反应器的出料口管道连接;所述熟化罐上设置有保温装置；所述熟化罐的出料口依次连接带式过滤器、离心机和烘干机；
[0024]其中，将β-甲基萘乳化液储罐中预热至30?70°C的β_甲基萘乳化液与氧化液储罐中的氧化液经第一计量栗和第二计量栗计量后，进入管式反应器进行反应，并通过超声波发生装置产生超声波对管式反应器中的物料进行超声，通过恒温水浴装置控制反应温度为30?70°C，在管式反应器内停留时间为1?300min，在管式反应出口处通过第三计量栗加入稀硫fe储触中的稀硫fe，然后将反应完成的物料加入熟化触，熟化温度控制为30?70 C，熟化时间为1?10h，经熟化物料通过栗转移至带式过滤器进行过滤洗涤，离心机离心脱水，烘干机烘干进一步脱水后得到甲萘醌成品；所述β-甲基萘乳化液与氧化液、稀硫酸的体积比为1:1.0?5.0:0?1.5;所述管式反应器为直管式玻璃管。
[0025]优选的是，所述管式反应器内径为20?300mm，长度为5?50m。
[0026]本发明至少包括以下有益效果:
[0027](1)采用管式反应器来生产β-甲萘醌，生产连续性高，周期短，产品收率高，杂质含量低，质量稳定;反应过程易控制，操作简便，自动化控制程度高，物料在管式反应器内强制流动替代机械搅拌，实现工业化连续生产投入成本低，改造周期短，即可进行大规模的工业生产。
[0028](2)采用连续投料过程可减少单次投料量过大导致在β_甲萘醌的制备过程发生因局部过热导致过氧化及其他副反应的发生;可以很准确的控制甲基萘、氧化液在反应中的投料比例，可以确保甲基萘最大限度的向甲萘醌转化，提升转化率、成品收率。
[0029]本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
【附图说明】
:
[0030]图1为本发明用于管式连续化制备β-甲萘醌的装置结构示意图。
【具体实施方式】
:
[0031]下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
[0032]应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
[0033]实施例1:
[0034]在温度25°C下，在甲基萘乳化液储罐1中加入甲基萘、乳化剂和水配制甲基萘乳化液，其中得到的甲基萘乳化液中甲基萘的质量分数为16%，在氧化液储罐中加入氧化液，氧化液中红巩钠浓度300g/L，酸值即酸的浓度以硫酸计为500g/L，将β-甲基萘乳化液和氧化液分别经第一计量栗3和第二计量栗4并按照β-甲基萘乳化液:氧化液体积比为1: 2.5比例计量后，进入带超声波装置的管式反应器7进行超声反应，通过恒温水浴装置控制反应温度在35?65°C，在管式反应器内停留时间为15min;在管式反应器出口通过稀硫酸储罐5经第三计量栗6按照β-甲基萘乳化液:稀硫酸体积比为1:0.8比例补加稀硫酸，其中稀硫酸质量分数98%，然后进入熟化罐8保温熟化1.5h，温度控制在40?65°C，熟化物料通过栗转移至带式过滤器(未示出)进行过滤洗涤，离心机(未示出)离心脱水，烘干机(未示出)烘干进一步脱水后得到甲萘醌成品，收率为72%;所述超声反应的超声波功率为3KW，频率为ΙΟΚΗζ。
[0035]实施例2:
[0036]在温度35°C下，在β_甲基萘乳化液储罐1中加入β_甲基萘、乳化剂和水配制β_甲基萘乳化液，其中得到的甲基萘乳化液中甲基萘的质量分数为16%，在氧化液储罐中加入氧化液，氧化液中红巩钠浓度300g/L，酸值即酸的浓度以硫酸计为500g/L，将β-甲基萘乳化液和氧化液分别经第一计量栗3和第二计量栗4并按照β-甲基萘乳化液:氧化液体积比为1:2.3比例计量后，进入带超声波装置的管式反应器7进行反应，通过恒温水浴装置控制反应温度在45?55°C，在管式反应器内停留时间为15min;在管式反应器出口通过稀硫酸储罐5经第三计量栗6按照β-甲基萘乳化液:稀硫酸体积比为1:0.66比例补加稀硫酸，其中稀硫酸质量分数50 %，然后进入熟化罐8保温熟化2.5h，温度控制在45?55°C，熟化物料通过栗转移至带式过滤器(未示出)进行过滤洗涤，离心机(未示出)离心脱水，烘干机(未示出)烘干进一步脱水后得到β-甲萘醌成品，收率为79%。所述超声反应的超声波功率为48KW，频率为120ΚΗζ。
[0037]实施例3:
[0038]在温度35°C下，在β_甲基萘乳化液储罐1中加入β_甲基萘、乳化剂和水配制β_甲基萘乳化液，其中得到的甲基萘乳化液中甲基萘的质量分数为18%，在氧化液储罐中加入氧化液，氧化液中红巩钠浓度300g/L，酸值即酸的浓度以硫酸计为500g/L，将β-甲基萘乳化液和氧化液分别经第一计量栗3和第二计量栗4并按照β-甲基萘乳化液:氧化液体积比为1:2.0比例计量后，进入带超声波装置的管式反应器7进行反应，通过恒温水浴装置控制反应温度在40?60°C，在管式反应器内停留时间为15min;在管式反应器出口通过稀硫酸储罐5经第三计量栗6按照β-甲基萘乳化液:稀硫酸体积比为1:0.66比例补加稀硫酸，其中稀硫酸质量分数53 %，然后进入熟化罐8保温熟化2.5h，温度控制在40?60°C，熟化物料通过栗转移至带式过滤器(未示出)进行过