对羟基苯甲醛

产品工程和化学技术

中国化学工程，19（1）140144（2011）

重氮水解制备对羟基苯甲醛盐的使用超重力旋转床

张巧玲（张巧玲），刘有智（刘有智），李光明（李光明）和李均平（李军平）山西省超重力工程技术研究中心，化工与环境学院，中北大学，太原030051，中国

摘要

一个新的反应堆类型，具有撞击流旋转填料床（IS-RPB）和线圈管，是设计和使用对羟基苯甲醛（PHB）重氮盐的水解。运行参数的影响，如反应温度，反应的影响时间和高重力因素，对PHB的产量进行了调查。与传统的釜式反应器相比，新的反应堆的PHB产量显着增加，反应时间短得多。在最佳条件下，PHB的产量增加从51％提高到84.1％。反应堆提供了一个连续的过程取代传统的批处理模式操作的机会。

关键词撞击流旋转填料床，盘管，重氮盐，P-羟基苯。

1 引言

对羟基苯甲醛（PHB）是一个重要的生产精细化学品及中间体广泛用于香水，医药，农药和化妆品等行业。合成PHB的重要方法之一是重氮化，水解P-氨基苯甲醛，其中具有反应体系易于分离和高纯度的产品优势。在大多数情况下，反应产量低，是由于未分解重氮酚和未发生偶合。当PHB由重氮水解制备，主要不良反应是非常有竞争力的系列反应。该机制是如下：

水解反应的活化能的是95-139千焦每摩尔和偶合反应的是59-72千焦每摩尔，也就是说高温和快速加热有利于水解反应。

传统上，在水解过程进行了釜式反应器在批处理模式，在重氮盐溶液滴加混合物（水解）。随着反应的收益，产品容易与重氮盐反应，多形成副产品。经常遇到的几个问题是运行时间长，大量的副产品和产量低，约50％-60％[1]。为了提高产量酚酸酯（PHB），已经提出了许多措施。一种改进的方法是它的形成来抑制副反应[2，3]后重新移动苯酚立即由水蒸汽蒸馏法，使苯酚的产量大大增加。用水蒸气蒸馏的过程是合适的液体酚微溶于水或不溶于水，如2,4 - 二甲基愈创木酚。PHB是一种白色晶体，轻松地在热水中溶解，所以不能采用水蒸汽蒸馏法。需要新类型的反应堆，以提高产量的PHB。因为水解是一个连续的复杂反应体系，反应堆应具备以下特点：缩短加热时间和良好的微观混合稀释产品从反应区。

由于集约化装置，旋转填充床（RPB）有许多优点，如高效传热传质，体积小，易于操作和良好的柔韧性[4]由于超重力由Ramshaw[5]发明，它已被广泛应用于如吸收过程[6-8]，蒸馏法[9, 10]，提取[11]，烟气脱硫[12]，纳米粒子的合成[13-16]，制备的聚合物[1 ,7]，有机合成[18,19]。近日，本集团报告了一个新的设备，撞击流旋转填料床（IS-RPB），它具有优良的微观混合效率，极大地提高质量和传热性能[4, 20]。在这项工作中，一个新的IS-超重力反应器盘管的设计和用于合成PHB 的重氮盐的水解。

2 实验

2.1 重氮盐溶液的制备

蒸馏水和98％硫酸的比例V(H2SO4)︰V(H2O)=1︰5在装有回流冷凝器和搅拌器的四口烧瓶中加入，混合物加热至85°C，然后P-氨基苯甲醛（PAB）中缓慢加入，以确保完全溶解。当溶液冷却至0-5℃，亚硝酸钠质量的24％的水溶液中滴加入烧瓶。原料的摩尔比为H2O︰H2SO4︰NaNO2︰PAB =33.9︰2.24︰1.12︰1.0.。碘化钾淀粉纸决定终止反应。反应后，存放在冰箱中准备的重氮盐溶液。

2.2 釜式反应器和实验过程

图1显示了釜式反应器，其中包括2000毫升四颈圆底烧瓶，搅拌器，与数字式温度控制器的水洗澡，温度计，一个冷凝器，一个漏斗。

图1釜式反应器的示意图

配备回流冷凝器的四口烧瓶，架空搅拌器和温度计被指控与水400毫升和180毫升硫酸（98％纯度）。然后被加热到规定温度（65 - 95℃），混合（水解），重氮盐溶液800毫升搅拌下滴加进入水解，重氮盐的水解发生。反应结束后，混合物被放入一个过滤器（配有活性炭）取出黑色，油性副产品（漂浮在水相）。

此后，冷却至室温，溶液（滤液）含粗产品，从过饱和溶液沉淀和原油产品的PHB溶液中分离布氏漏斗，联合国数次用冷蒸馏水洗净直到成为中性洗涤水，然后在60℃干燥，直到群众是固定在真空。高效液相色谱法（HPLC）分析纯度和测量浓度用于计算产量，其定义为

其中w是转化的PHB（G）PAB的质量和W0是PAB的质量开始增加。2.3 IS-超重力反应器和实验过程

图2显示了IS-超重力设备，其中的参数列于表1。图3显示了水解反应的新的反应堆系统流程图，两个泵组成，一个IS-超重力，一个线圈管，一个过滤器和一个冷凝器。

（一）IS-超重力示意图

1电机2 - 轴;3热空气出口;4外壳;5液体插座;6 - 液体入口;7热空气入口;8包装;9 - 液体

图2 IS-RPB结构图

在水解1的水解产物通过转子流量计和泵预热器预热至85-90℃，然后去喷头，液体分配器。在同一时间，寒冷的重氮盐罐2的解决方案被输送到另一个喷头，液体分配器，通过转子流量计。两个液体流射流从喷嘴中的运算相反的方向流动，然后相撞，迅速分散到包装，80-100℃热空气的混合溶液加热至65-95℃。为了达到最佳的碰撞，两个流的体积流率分别为10-30L·h-1的范围内平等。从IS-超重力室，液体盘管长度为30米，内径21毫米介绍（维持导热油盘管的混合物的温度）。在初步测试中，线圈的长度为3-30 m之间变化。它被发现，30米，可以保证完成水解和PHB的高的选择性，所以，这个长度的线圈管用于所有后续实验。反应混合物中的盘管几乎是在塞流和返混是微不足道的。反应结束后，水解过程产生的混合物在2.2节所描述的类似。

2.4产品分析

采用高效液相色谱法确定纯度的PHB。被用来作为分析柱为Diamonsil C18（220厘米×4.6毫米），甲醇/水为流动相（50/50，），紫外检测器，波长为220纳米，每分钟1.0毫升的流量和10μL的注射量。所收集的数据的准确度为±1％以内。