邻羟基苯腈的制备方法
【专利摘要】本发明公开了邻羟基苯甲酰胺和光气在催化剂二氧六环和溶剂甲苯的作用下，采用循环连续反应系统连续反应制备邻羟基苯腈的方法。本发明采用列管式反应器，提供的传热比表面积大，增加了光气和液态物料的接触面积，将热量及时传递给反应物料，利于控制反应温度，满足快速反应要求。通过强化气液非均相物质的传质，促进过渡态的继续反应，利于正反应进程，缩短反应时间；采用原料混合器、列管式反应器和保温釜的物料循环形式，使气固液三相反应形式转化为气液两相反应形式，同时解决了管道堵塞问题和光气流速限制问题；有利于自动化控制，降低人工劳动强度，避免人工接触物料，有效提高产能。
【专利说明】邻羟基苯腈的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种邻羟基苯腈的制备方法，特别涉及一种光气法连续制备邻羟基苯腈的方法。
【背景技术】
[0002]邻羟基苯腈是合成新型高效广谱甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂嘧菌酯的重要中间体，目前采用的生产工艺是:(I)在催化剂的作用下，光气与邻羟基苯甲酰胺在溶剂中反应，放出二氧化碳生成过渡态希夫碱，继续放出氯化氢生成邻羟基苯腈；(2)脱除部分溶剂，降温析出邻羟基苯腈晶体，过滤后滤饼经过干燥，得到产品邻羟基苯腈。其中关键的一步是(I )，因为:①邻羟基苯甲酰胺与光气反应生成过渡态希夫碱，造成管道堵塞和气固液三相反应形式；②一分子光气反应后放出一分子二氧化碳气体、二分子氯化氢，生成泡沫过多；③产能偏低，所以在解决①②的基础上，提闻广能是生广过程的关键步骤。
[0003]过渡态希夫碱是一种白色固体，在溶剂中溶解度不大。因此能否使过渡态快速连续反应成为光气法反应器选型与设计的关键问题。
[0004]目前邻羟基苯甲酰胺的光气法反应器采用搪玻璃反应釜，间歇法生产。先将计量的邻羟基苯甲酰胺、催化剂和溶剂放入反应釜，加热待邻羟基苯甲酰胺完全溶解在溶剂中后，搅拌下不断通入光气。反应前期生成过渡态希夫碱，反应的同时产生大量泡沫，放出大量气体。光气通入速度取决于反应釜的装料系数和泡沫消去的速度，从而抑制了产能。[0005]工业上为了解决以上问题，通常采用大体积(5000L以上)搪玻璃反应釜和大口径(15cm以上)通光管，但是因为搪玻璃反应釜的搅拌器转速较慢，搅拌效率低，光气与邻羟基苯甲酰胺接触不够，从而导致反应时间延长和光气消耗过量。在整个反应体系内，局部光气浓度较高，易发生脱水反应，边缘区域光气浓度较低，反应速度降低。部分光气来不及溶解于溶剂中便进入尾气。
[0006]光气法反应属于气液非均相快速反应，反应速度的主要影响因素是两相接触面积，所以光气化反应适于采用有效容积不大而原料之间接触面积大的反应器。
[0007]替代搪玻璃反应釜的光气法反应器，需要具备(I)良好的气液两相接触效果；(2)具有优良的耐酸腐蚀性能；(3)利于过渡态放出气体，促使反应进程往正反应方向；(4)保持光气输送线路通畅不堵塞；(5)具有消除泡沫的功能；(6)能有效提高产能。
【发明内容】
[0008]本发明的目的是针对现有技术对邻羟基苯甲酰胺的光气法反应过程进行分析，提出强化光气化反应过程传质的措施，解决堵塞、冲料等问题，实现反应过程的连续化，提高产能。
[0009]本发明提供的邻羟基苯腈的制备方法，是邻羟基苯甲酰胺和光气在催化剂二氧六环和溶剂甲苯的作用下，采用循环连续反应系统连续反应制备邻羟基苯腈，循环连续反应系统包括配料釜、冷凝器、存放釜、原料泵、原料流量计、原料混合器、除泡器、列管式反应器、保温釜、传送泵、循环流量计、出料流量计、脱溶结晶釜、溶剂接收罐、过滤机、干燥器、溶剂储罐、溶剂泵、溶剂流量计、光气流量计、气液分离器。
[0010]具体工艺操作步骤如下:
(1)邻羟基苯甲酰胺、催化剂二氧六环和溶剂甲苯在配料釜中混合，加热溶解形成邻羟基苯甲酰胺混合溶液后，放入存放釜暂存，重复以上过程且保持存放釜中邻羟基苯甲酰胺混合溶液不溢出；邻羟基苯甲酰胺混合溶液经原料流量计控制后以443-665L/h的流速，依次在由存放釜、原料泵、原料流量计和原料混合器组成的线路中流动；溶解温度105°C，邻羟基苯甲酰胺:二氧六环:甲苯的配料比为180kg: 0.5kg: 1150L ；
(2)将光气通入所述的原料混合器，邻羟基苯甲酰胺混合溶液经原料流量计控制后，以一定的流量流入原料混合器，同时与经光气流量计控制的一定流量的光气混合。在原料混合器中原料邻羟基苯甲酰胺逐渐转化为过渡态希夫碱进而转化为邻羟基苯腈，形成反应物料，同时反应放出的气体泡沫在除泡器中消除。反应物料随即流入列管式反应器?’反应温度100-105°C，光气(体积百分数80%)流速为9800-14700L/h，投料量为44100L ；
(3)反应物料流入列管式反应器，一边继续反应，一边放出气体氯化氢和二氧化碳，氯化氢和二氧化碳气体经气液分离器和冷凝器进入尾气处理系统，液态物料经气液分离器进入保温釜。列管式反应器和保温釜温度保持在100_105°C ；
(4)液态物料经保温釜流出，在由保温釜、传送泵、循环流量计、原料混合器、列管式反应器和气液分离器组成的线路中循环，通过循环流量计控制液态物料流速为110-165L/h，溶解附着在原料混合器中的过渡态希夫碱，继续光气化反应，液态物料循环3-4.5h后，1800L液态物料经出料泵一次性进入脱溶结晶釜。有效解决希夫碱累积造成的原料混合器堵塞。在保温釜中邻羟基苯甲酰胺的反应转化率为97% ；
(5)进入脱溶结晶釜的液态物料，在负压条件下脱溶析晶，脱出的溶剂进入溶剂储罐，脱溶析晶后的物料进入过滤机中过滤，母液进入溶剂储罐，滤饼进入干燥器，出料得产品邻羟基苯腈。
[0011]本发明与现有技术相比的有益效果:
(1)采用列管式反应器，提供的传热比表面积大，增加了光气和液态物料的接触面积，将热量及时传递给反应物料，利于控制反应温度，满足快速反应要求。通过强化气液非均相物质的传质，促进过渡态的继续反应，利于正反应进程，缩短反应时间；
(2)采用原料混合器、列管式反应器和保温釜的物料循环形式，使气固液三相反应形式转化为气液两相反应形式，同时解决了管道堵塞问题和光气流速限制问题；
(3)有利于自动化控制，降低人工劳动强度，避免人工接触物料，有效提高产能。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]附图是光气法连续制备邻羟基苯腈的反应工艺的流程简图。
[0013]图中:1 一配料爸；2一A冷凝器；3—原料泵；4一原料流量计；5—原料混合器；6—除泡器；7—列管式反应器；8 — B冷凝器；9一保温釜；10—传送泵；11 一循环流量计；12—出料流量计；13—脱溶结晶釜；14一C冷凝器；15—溶剂接收罐；16—过滤机；17—干燥器；18—溶剂储罐；19一溶剂泵；20—溶剂流量计；21—光气流量计；22—气液分离器；23—存放爸。【具体实施方式】
[0014]以下结合附图和实施例，对本发明作进一步说明。
[0015]光气法连续制备邻羟基苯腈的工艺流程如下:
邻羟基苯甲酰胺、催化剂二氧六环和溶剂甲苯在配料釜I中混合、加热溶解，形成邻羟基苯甲酰胺混合溶液进存放釜23，经原料泵3进原料流量计4进行计量控制，然后进原料混合器5，配料中产生的尾气进A冷凝器2捕集回用。
[0016]将光气经光气流量计21控制流量通入原料混合器5，与邻羟基苯甲酰胺混合溶液进行初次反应。在原料混合器5中原料邻羟基苯甲酰胺逐渐转化为过渡态希夫碱进而转化为邻羟基苯腈，形成反应物料，同时反应放出的气体泡沫在除泡器6中消除。反应物料流入列管式反应器7中进一步反应，一边继续反应，一边放出气体氯化氢和二氧化碳，氯化氢和二氧化碳气体经气液分离器22和B冷凝器8进入尾气处理系统，液态物料经气液分离器22进入保温釜9。
[0017]液态物料经保温釜9流出，经传送泵10、循环流量计11、原料混合器5、列管式反应器7和气液分离器22、传送泵10、循环流量计11依次串联形成的循环系统中循环，通过循环流量计11控制液态物料流速，溶解附着在原料混合器5中的过渡态希夫碱继续光气化反应，在原料混合器5和列管式反应器7中溶解在液态物料中的过渡态希夫碱放出氯化氢气体转化为邻羟基苯腈，经传送泵10、出料流量计12 —次性进入脱溶结晶釜13。
[0018]进入脱溶结晶釜13的液态物料，在负压条件下脱溶析晶，脱出的溶剂经C冷凝器14捕集后，进溶剂接收罐15和溶剂储罐18，脱溶析晶后的物料进入过滤机16过滤，母液进入溶剂储罐18。滤饼进入干燥器17，出料得产品邻羟基苯腈进产品包装。溶剂储罐18的溶剂通过溶剂泵19、溶剂流量计20进入配料釜I进行循环利用。
[0019]实施例1
在2000L搪玻璃配料釜中，放入180kg邻羟基苯甲酰胺、0.5kg催化剂二氧六环和1150L溶剂甲苯进行配料(共1330L)，开启夹套蒸汽加热至105°C，搅拌15min，邻羟基苯甲酰胺在溶剂中溶解完全后配料放入5000L搪玻璃存放釜。重复上述过程，保持存放釜中的配料量支持抽出。配料用原料泵抽出，流量为665L/h，输入原料混合器，在其中与流量为14700L/h的光气混合。控制列管式反应器内管程温度在100-105°C，反应物料流经传热面积为20m2的列管式反应器的管程，反应产生的气体经气液分离器和冷凝器后去尾气处理系统，液态物料经气液分离器进入5000L搪玻璃保温釜，经传送泵由保温釜继续流出，一路经循环流量计控制后以165L/h的流量进入原料混合器，3h后取搪玻璃保温釜中液态物料进行检测，邻羟基苯甲酰胺的反应转化率达到97%，一路经出料流量计每3h —次性输出1800L液态物料进入3000L脱溶结晶釜。脱溶结晶釜中的液态物料在1.5h内脱除830L溶剂，冷却析晶，保温0.5h完毕，流入过滤机中过滤，过滤出的溶剂流入5000L溶剂储罐，过滤出的固体输入干 燥器，出料。
[0020]实施例2
在2000L搪玻璃配料釜中，放入180kg邻羟基苯甲酰胺、0.5kg催化剂二氧六环和1150L溶剂甲苯进行配料(共1330L)，开启夹套蒸汽加热至105°C，搅拌15min，邻羟基苯甲酰胺在溶剂中溶解完全后配料放入5000L搪玻璃存放釜。重复上述过程，保持存放釜中的配料量支持抽出。配料用原料泵抽出，流量为443L/h，输入原料混合器，在其中与流量为9800L/h的光气混合。控制列管式反应器内管程温度在100-105°C，反应物料流经传热面积为20m2的列管式反应器的管程，反应产生的气体经气液分离器和冷凝器后去尾气处理系统，液态物料经气液分离器进入5000L搪玻璃保温釜，经传送泵由保温釜继续流出，一路经循环流量计控制后以110L/h的流量进入原料混合器，4.5h后取搪玻璃保温釜中液态物料进行检测，邻羟基苯甲酰胺的反应转化率达到97%，一路经出料流量计每4.5h 一次性输出1800L液态物料进入3000L脱溶结晶釜。脱溶结晶釜中的液态物料在1.5h内脱除830L溶剂，冷却析晶，保温0.5h完毕，流入过滤机中过滤，过滤出的溶剂流入5000L溶剂储罐，过滤出的固体输入干燥器，出料。·
【权利要求】
1.邻羟基苯腈的制备方法，其特征在于邻羟基苯甲酰胺和光气在催化剂二氧六环和溶剂甲苯的作用下，采用循环连续反应系统连续反应制备邻羟基苯腈，循环连续反应系统包括配料釜、冷凝器、存放釜、原料泵、原料流量计、原料混合器、除泡器、列管式反应器、保温釜、传送泵、循环流量计、出料流量计、脱溶结晶釜、溶剂接收罐、过滤机、干燥器、溶剂储罐、溶剂泵、溶剂流量计、光气流量计、气液分离器。
2.根据权利要求1所述的邻羟基苯腈的制备方法，其特征在于具体工艺操作步骤如下:邻羟基苯甲酰胺、催化剂二氧六环和溶剂甲苯在配料釜中混合、加热溶解，形成邻羟基苯甲酰胺混合溶液进存放釜，经原料泵进原料流量计进行计量控制，然后进原料混合器，配料中产生的尾气进A冷凝器捕集回用； 将光气经光气流量计控制流量通入原料混合器，与邻羟基苯甲酰胺混合溶液进行初次反应，在原料混合器中原料邻羟基苯甲酰胺逐渐转化为过渡态希夫碱进而转化为邻羟基苯腈，形成反应物料，同时反应放出的气体泡沫在除泡器中消除，反应物料流入列管式反应器中进一步反应，一边继续反应，一边放出气体氯化氢和二氧化碳，氯化氢和二氧化碳气体经气液分离器和B冷凝器进入尾气处理系统，液态物料经气液分离器进入保温釜； 液态物料经保温釜流出，经传送泵、循环流量计、原料混合器、列管式反应器和气液分离器、传送泵、循环流量计依次串联形成的循环系统中循环，通过循环流量计控制液态物料流速，溶解附着在原料混合器中的过渡态希夫碱继续光气化反应，在原料混合器和列管式反应器中溶解在液态物料中的过渡态希夫碱放出氯化氢气体转化为邻羟基苯腈，经传送泵、出料流量计一次性进入脱溶结晶釜； 进入脱溶结晶釜的液态物料，在负压条件下脱溶析晶，脱出的溶剂经C冷凝器捕集后，进溶剂接收罐和溶剂储罐，脱溶 析晶后的物料进入过滤机过滤，母液进入溶剂储罐，滤饼进入干燥器，出料得产品邻羟基苯腈进产品包装，溶剂储罐的溶剂通过溶剂泵、溶剂流量计进入配料釜进行循环利用。
3.根据权利要求1或2所述的邻羟基苯腈的制备方法，其特征在于邻羟基苯甲酰胺混合溶液流速为443-665L/h，溶解温度105°C，邻羟基苯甲酰胺:二氧六环:甲苯的配料比为180kg: 0.5kg: 1150L ;列管式反应器和保温釜温度100-105°C，光气流速为9800-14700L/h ;液态物料流速为110_165L/h，液态物料循环时间3_4.5h，邻羟基苯甲酰胺的反应转化率为97%。
【文档编号】C07C253/00GK103664698SQ201310696428
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年12月18日 优先权日:2013年12月18日
【发明者】周勇, 臧阳陵, 陈明, 周锦萍, 黄炜 申请人:湖南化工研究院