酚的製備方法

2023-12-11 14:36:42

專利名稱：酚的製備方法
技術領域：
本發明涉及一種酚的製備方法。
背景技術：
酚是一類重要的化學物質，其化學結構特徵是在芳環上帶有取代羥基。酚的製備通常採 用芳磺酸鹽鹼熔法，即芳磺酸鹽與鹼發生鹼熔反應，生成酚鹽後，經酸化處理、提純後得到 酚。
在酚類物質中，對甲基苯酚是一種重要的有機化工中間體，被廣泛應用於醫藥、香料和 塑料等行業。目前對甲基苯酚的生產都是採用磺化、鹼熔工藝路線。即甲苯磺化製得對甲苯 磺酸，對甲苯磺酸中和得到飽和的對甲苯磺酸鈉水溶液去鹼熔生產對甲基苯酚。其中鹼熔目 前都是採用的間歇釜式生產丁藝，即在鹼熔反應釜中先投入片鹼加熱熔融後再滴加製備好的 對甲苯磺酸鈉水溶液進行鹼熔反應生產對甲基苯酚。採用這種間歇釜式鹼熔法生產對甲基苯 酚單釜反應時間長(需要11小時左右)，生產效率低。由於鹼熔物料長時間處於高溫狀態，容 易結焦、分解，使反應收率較低，產品質量較差，粗品後處理難度加大。最重要的一點是， 由於反應過程中加入的是對甲苯磺酸鈉水溶液，導致生產過程中產生大量的含酚水蒸氣，造 成了酚產品的損失，並且含酚水蒸氣直接排放對環境汙染嚴重，處理十分困難。這也直接制 約了這一行業的發展。

發明內容
本發明提供一種酚的製備方法，可以連續生產，提高生產效率和反應收率。 '
所述酚的製備方法，包括芳磺酸鹽與鹼發生鹼熔反應，其特徵在於所述鹼熔反應在螺杆 反應器中進行。
螺杆反應器為一種公知的反應器。作為優選方案，所述螺杆反應器為雙螺杆擠出反應器。
本領域的技術人員可以結合現有技術，確定螺杆反應器中反應體系的濃度，使之適用於 螺杆反應器。作為優選方案，所述芳磺酸鹽和鹼均為固體，其中芳磺酸鹽固體中，芳磺酸鹽 含量不小於90%，含水量不大於1.5%，所述鹼為氫氧化鈉含量》96%的氫氧化鈉固體和/或氫 氧化鉀含量》90%的氫氧化鉀固體。
鹼熔反應所需的溫度、壓力、原料配比是公知常識。為了保證反應的充分進行，所述鹼 熔反應的物理在螺杆反應器中停留5-20min。螺杆反應器轉速為50-300轉/分鐘。芳磺酸鹽中 磺酸根與鹼的摩爾比為1:2 1:5，優選為1:2.2 1:3.5，最優選為1:3。
作為本發明的改進，所述鹼熔反應在螺杆反應器中進行後，還包括老化步驟，所述老化 步驟是指反應物料在鹼熔反應溫度下保溫0.5-2h，優選為0.5-lh。所述芳磺酸鹽結構式可以如(l)所示formula see original document page 5
其中，Ri、 R2各自獨立的為H、 一CH3或一C2H5， M為Na或K。
當所述芳磺酸鹽為對甲苯磺酸鹽時，在螺杆反應器中進行鹼熔反應的溫度為310 360°C ， 優選為320 350°C，更優選為335 345°C;然後可以進行老化，所述老化在340 370。C下 進行，優選在350 36(TC下進行。
將混合好的物料均勻地加入到螺杆反應器中，在螺杆的擠壓推動下向管道的另-端運動 並同時發生鹼熔反應。在物料離開螺杆反應器後大部分芳磺酸鹽已經與鹼反應，含有少量未 反應的芳磺酸鹽的物料從螺杆反應器出來後進入到老化釜中老化一段時間，繼續反應，儘量 使芳磺酸鹽反應完全。老化後的物料通過老化釜上端的出料U1溢流出料，然後按照常規方法 進行後處理。
與傳統的間歇釜式鹼熔方法相比，本發明方法反應時間縮短了2/3，物料結焦、分解現象 明顯減少，反應收率提高10%以上，粗酚含量提高到90%以上。由於改用芳磺酸鹽固體進行 反應，鹼熔過程中產生的含酚水蒸氣量大大減少，處理簡單，明顯減輕了環保壓力，符合國 家目前的節能減排產業政策。


圖1是本發明工藝流程圖。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發明進行詳細說明。以下實施例中，螺杆反應器的徑長比為1: 40， 加料器與螺杆反應器採用同步螺杆，原材料說明如下
1. 對甲苯磺酸鈉固體中含有對甲苯磺酸鈉91.45%，無機鹽8.35%，水分0.2%;
2. 氫氧化鈉固體中含有氫氧化鈉》96%;
3. 氫氧化鉀固體中含有氫氧化鉀》90%;
4. 3, 4 —二甲基苯磺酸鈉固體中含有3， 4一二甲基苯磺酸鈉96.4%，無機鹽3.42%， 水分0.18%;
5. 間乙基苯磺酸鈉固體中含有間乙基苯磺酸鈉92.78%，無機鹽6.94%，水分0.28%。 實施例1將100kg對甲苯磺酸鈉固體與50kg氫氧化鈉固體在混料機中混合均勻。開啟電加熱控制 雙螺杆擠出反應器溫度為350°C，然後以15kg/h的速度通過加料器向雙螺杆擠出反應器中勻 速加入混合物料。在螺杆的擠壓推動下向管道的另一端運動並同時發生鹼熔反應，雙螺杆擠 出反應器的轉速為85轉/分鐘，物料在其中的停留時間為16min。從雙螺杆擠出反應器出口出 來的物料進入到老化釜中老化40min，老化溫度控制在360°C，老化後的物料通過老化釜上端 的出料口溢流出料。所得物料按常規方法進行酸處理後、提純得到對甲基苯酚粗品43.5kg， 其中對甲基苯酚含量經GC分f^為92.6%。
實施例2
將100kg對甲苯磺酸鈉固體與46kg氫氧化鈉固體在混料機中混合均勻。開啟電加熱控制 雙螺杆擠出反應器溫度為350°C，然後以15kg/h的速度通過加料器向雙螺lf擠出反應器中勻 速加入混合物料。在螺杆的擠壓推動下向管道的另一端運動並同時發生鹼熔反應，雙螺杆擠 出反應器的轉速為280轉/分鐘，物料在其中的停留時間為5min。從雙螺杆擠出反應器出口出 來的物料進入到老化釜中老化40min，老化溫度控制在36(TC，老化後的物料通過老化釜上端 的出料口溢流出料。所得物料按常規方法進行酸處理後、提純得到對甲基苯酚粗品41.2kg， 其中對甲基苯酚含量經GC分析為91.2%。
實施例3
將100kg對甲苯磺酸鈉固體與50kg氫氧化鈉固體在混料機中混合均勻。開啟電加熱控制 雙螺杆擠出反應器溫度為340°C,然後以15kg/h的速度通過加料器向雙螺杆擠出反應器中勻 速加入混合物料。在螺杆的擠壓推動下向管道的另一端運動並同時發生鹼熔反應，雙螺杆擠 出反應器的轉速為280轉/分鐘，物料在其中的停留時間為5min。從雙螺杆擠出反應器出口出 來的物料進入到老化釜中老化40min，老化溫度控制在360'C，老化後的物料通過老化釜上端 的出料口溢流出料。所得物料按常規方法進行酸處理後、提純得到對甲基苯酚粗品42.7kg， 其中對甲基苯酚含量經GC分析為91.9%。
實施例4
將100kg對甲苯磺酸鈉固體與43kg氫氧化鈉固體、4.5kg氫氧化鉀固體在混料機中混合 均勻。開啟電加熱控制雙螺杆擠出反應器溫度為34(TC，然後以15kg/h的速度通過加料器向 雙螺杆擠出反應器中勻速加入混合物料。在螺杆的擠壓推動下向管道的另一端運動並同時發 生鹼熔反應，雙螺杆擠出反應器的轉速為85轉/分鐘，物料在其中的停留時間為16min。從雙 螺杆擠出反應器出口出來的物料進入到老化釜中老化40min，老化溫度控制在36(TC，老化後 的物料通過老化釜上端的出料口溢流出料。所得物料按常規方法進行酸處理後、提純得到對 甲基苯酚粗品43.3kg，其中對甲基苯酚含量經GC分析為92.3% 。
實施例5
將100kg對甲苯磺酸鈉固體與43.2kg氫氧化鈉固體在混料機中混合均勻。開啟電加熱控 制雙螺杆擠出反應器溫度為350°C，然後以15kg/h的速度通過加料器向雙螺杆擠出反應器中 勻速加入混合物料。在螺杆的擠壓推動下向管道的另一端運動並同時發生鹼熔反應，雙螺杆擠出反應器的轉速為120轉/分鐘，物料在其中的停留吋間為12min。從雙螺杆擠出反應器出 口出來的物料進入到老化釜中老化40min，老化溫度控制在36(TC，老化後的物料通過老化釜 上端的出料口溢流出料。所得物料按常規方法進行酸處理後、提純得到對甲基苯酚粗品 41.1kg，其中對甲基苯酚含量經GC分析為91.1%。
實施例6
將100kg對甲苯磺酸鈉固體與58.9kg氫氧化鈉固體在混料機中混合均勻。開啟電加熱控 制雙螺杆擠出反應器溫度為350°C，然後以15kg/h的速度通過加料器向雙螺杆擠出反應器中 勻速加入混合物料。在螺杆的擠壓推動下向管道的另一端運動並同時發生鹼熔反應，雙螺杆 擠出反應器的轉速為70轉/分鐘，物料在其中的停留時間為20min。從雙螺杆擠出反應器出U 出來的物料進入到老化釜中老化40min，老化溫度控制在360'C，老化後的物料通過老化釜上 端的出料口溢流出料。所得物料按常規方法進行酸處理後、提純得到對甲基苯酚粗品43.7kg， 其中對甲基苯酚含量經GC分析為92.5% 。
實施例7
將100kg對甲苯磺酸鈉固體弓68.7kg氫氧化鈉固體在混料機屮混合均勻。開啟電加熱控 制雙螺杆擠出反應器溫度為35(TC，然後以15kg/h的速度通過加料器向雙螺杆擠出反應器中 勻速加入混合物料。在螺杆的擠壓推動下向管道的另一端運動並同時發生鹼熔反應，雙螺杆 擠出反應器的轉速為70轉/分鐘，物料在其中的停留時間為20min。從雙螺杆擠出反應器出口 出來的物料進入到老化釜中老化40min，老化溫度控制在36(TC，老化後的物料通過老化釜上 端的出料口溢流出料。所得物料按常規方法進行酸處理後、提純得到對甲基苯酚粗品43.7kg， 其中對甲基苯酚含量經GC分析為92.8%。
實施例8
將100kg對甲苯磺酸鈉固體與98.2kg氫氧化鈉同體在混料機中混合均勻。開啟電加熱控 制雙螺杆擠出反應器溫度為350°C，然後以15kg/h的速度通過加料器向雙螺杆擠出反應器中 勻速加入混合物料。在螺杆的擠壓推動下向管道的另一端運動並同時發生鹼熔反應，雙螺杆 擠出反應器的轉速為70轉/分鐘，物料在其中的停留時間為20min。從雙螺杆擠出反應器出口 出來的物料進入到老化釜中老化40min，老化溫度控制在360'C，老化後的物料通過老化釜上 端的出料口溢流出料。所得物料按常規方法進行酸處理後、提純得到對甲基苯酚粗品44.1kg， 其中對甲基苯酚含量經GC分析為92.8% 。
實施例9
將100kg對甲苯磺酸鈉固體與50kg氫氧化鈉固體在混料機中混合均勻。開啟電加熱控制 雙螺杆擠出反應器溫度為320°C，然後以15kg/h的速度通過加料器向雙螺杆擠出反應器中勻 速加入混合物料。在螺t亍的擠壓推動下向管道的另一端運動並同時發生鹼熔反應，雙螺杆擠 出反應器的轉速為100轉/分鐘，物料在其中的停留時間為14min。從雙螺杆擠出反應器出口 出來的物料進入到老化釜中老化40min，老化溫度控制在360'C，老化後的物料通過老化釜上 端的出料口溢流出料。所得物料按常規方法進行酸處理後、提純得到對甲基苯酚粗品38.7kg，其中對甲基苯酚含量經GC分析為92.1 % 。 實施例10
將100kg對甲苯磺酸鈉固體與50kg氫氧化鈉固體在混料機中混合均勻。開啟電加熱控制 雙螺杆擠出反應器溫度為350°C，然後以15kg/h的速度通過加料器向雙螺杆擠出反應器中勻 速加入混合物料。在螺杆的擠壓推動下向管道的另-'端運動並同時發生鹼熔反應，雙螺杆擠 出反應器的轉速為100轉/分鐘，物料在其中的停留時間為14min。從雙螺,出反應器出口 出來的物料進入到老化釜中老化60min，老化溫度控制在36(TC，老化後的物料通過老化釜上 端的出料口溢流出料。所得物料按常規方法進行酸處理後、提純得到對甲基苯酚粗品43.4kg， 其中對甲基苯酚含量經GC分析為92.5%。
表l
實 施 例對甲苯磺 酸鈉重量 (kg)固鹼摩爾比 (-S(V: OH-)反應 溫度 (°c)老化 溫度 rc)老化 吋間 (mins)粗酚 重量 (kg)粗酚中對 甲基苯酚 含量
NaOH (kg)KOH (kg)1005001: 2.553503604043.592.6%
2濯4601: 2.343503604041.291,2%
1005001: 2.553403504042.791.9%
4100434.51: 2.343403504043.392.3%
10043.201: 2.23503604041.，91.1%
610058.901: 3.03503604043.792.5%
10068.701: 3.53503604043.792.8%
810098.201: 5.03503604044.192.8%
91005001: 2.553203604038.792.1%
10勵5001: 2.553503606043.492.5%
111005001: 2.5535036012043.191.3%
實施例11
將100kg對甲苯磺酸鈉固體與50kg氫氧化鈉固體在混料機中混合均勻。開啟電加熱控制 雙螺杆擠出反應器溫度為35CTC，然後以15kg/h的速度通過加料器向雙螺杆擠出反應器中勻 速加入混合物料。在螺杆的擠壓推動下向管道的另一端運動並同時發生鹼熔反應，雙螺杆擠 出反應器的轉速為280轉/分鐘，物料在其中的停留時間為5min。從雙螺杆擠出反應器出口出 來的物料進入到老化釜中老化120min，老化溫度控制在36(TC ，老化後的物料通過老化釜上 端的出料口溢流出料。所得物料按常規方法進行酸處理後、提純得到對甲基苯酚豐且品43.1kg， 其中對甲基苯酚含量經GC分析為91.3%。
8實施例12
將100kg3， 4一二甲苯磺酸鈉固體與49kg氫氧化鈉固體在混料機中混合均勻(摩爾比為 1:2.54)。開啟電加熱控制雙螺杆擠出反應器溫度為340'C,然後以15kg/h的速度通過加料器向 雙螺杆擠出反應器中勻速加入混合物料。在螺杆的擠壓推動下向管道的另 一端運動並同時發 生鹼熔反應，雙螺杆擠出反應器的轉速為280轉/分鐘，物料在其中的停留時間為5min。從雙 螺杆擠出反應器出口出來的物料進入到老化釜中老化40min，老化溫度控制在36(TC，老化後 的物料通過老化釜上端的出料口溢流出料。所得物料按常規方法進行酸處理後、提純得到3，4-二甲基苯酚粗品45.2kg，其中3，4-一甲基苯酚含量經GC分析為90.4% 。
實施例13
將100kg間乙基苯磺酸鈉固體與47.3kg氫氧化鈉固體在混料機中混合均勻(摩爾比為1: 2.54)。開啟電加熱控制雙螺杆擠出反應器溫度為340'C，然後以15kg/h的速度通過加料器向 雙螺杆擠出反應器中勻速加入混合物料。在螺杆的擠壓推動下向管道的另一端運動並同時發 生鹼熔反應，雙螺杆-擠出反應器的轉速為100轉/分鐘，物料在其中的停留時間為14min。從 雙螺杆擠出反應器出n出來的物料進入到老化釜中老化40min，老化溫度控制在360°C ,老化 後的物料通過老化釜上端的出料口溢流出料。所得物料按常規方法進行酸處理後、提純得到 間乙基苯酚禾且品43.7kg，其中間乙基苯酚含量經GC分析為91.6%。
權利要求
1、一種酚的製備方法，包括芳磺酸鹽與鹼發生鹼熔反應，其特徵在於所述鹼熔反應在螺杆反應器中進行。
2、 如權利要求1所述的酚的製備方法，其特徵在於所述鹼熔反應在螺杆反應器中進行後， 還包括老化步驟，所述老化歩驟是指反應物料在鹼熔反應溫度下保溫0.5-2h。
3、 如權利要求2所述的酚的製備方法，其特徵在於所述老化歩驟是指反應物料在鹼熔反應 溫度下保溫0.5-lh。
4、 如權利要求1所述的酚的製備方法，其特徵在於所述鹼熔反應的物料在螺杆反應器中停 留5-20min。
5、 如權利要求1所述的酚的製備方法，其特徵在於所述芳磺酸鹽和鹼均為固體。
6、 如權利要求5所述的酚的製備方法，其特徵在亍芳磺酸鹽同體中，芳磺酸鹽含量不小於 90%,含水量不大於1.5%。
7、 如權利要求5所述的酚的製備方法，其特徵在於所述鹼為氫氧化鈉含量》96%的氫氧化 鈉固體和/或氫氧化鉀含量》90%的氫氧化鉀固體。
8、 如權利要求1所述的酚的製備方法，其特徵在於所述螺杆反應器的轉速為50-300轉/分 鍾。
9、 如權利要求1所述的酚的製備方法，其特徵在於所述螺杆反應器為雙螺杆擠出反應器。
10、 如權利要求1-9中任一項所述的酚的製備方法，其特徵在於芳磺酸鹽中磺酸根與鹼的摩 爾比為1:2 1:5。
11、 如權利要求10所述的酚的製備方法，其特徵在於芳磺酸鹽中磺酸根與鹼的摩爾比為 1:2.2 1:3.5。
12、 如權利要求11所述的酚的製備方法，其特徵在於芳磺酸l中磺酸根與鹼的摩爾比為1:3。
13、 如權利要求1-9中任一項所述的酚的製備方法，其特徵在於所述芳磺酸鹽結構式如(l)所其中，R,、 Rz各自獨立的為H、 一CH3或一C2Hs， M為Na或K。
14、 如權利要求13所述的酚的製備方法，其特徵在於所述芳磺酸鹽為對甲苯磺酸鹽。
15、 如權利要求14所述的酚的製備方法，其特徵在於在螺杆反應器中進行鹼熔反應的溫度 為310 360'C,然後進行老化，所述老化在340 37(TC下進行。
16、 如權利要求15所述的鼢的製備方法，其特徵在於在螺杆反應器中進行鹼熔反應的溫度 為320 35(TC，老化在350 36(TC下進行。
17、 如權利要求16所述的酚的製備方法，其特徵在於在嫘杆反應器中進行鹼熔反應的溫度 為335 345°C。
全文摘要
本發明涉及一種酚的製備方法，可以連續生產，提高生產效率和反應收率。所述酚的製備方法，包括芳磺酸鹽與鹼發生鹼熔反應，其特徵在於所述鹼熔反應在螺杆反應器中進行。螺杆反應器為一種公知的反應器。作為優選方案，所述螺杆反應器為雙螺杆擠出反應器。作為優選方案，所述芳磺酸鹽和鹼均為固體。與傳統的間歇釜式鹼熔方法相比，本發明方法反應時間縮短了2/3，物料結焦、分解現象明顯減少，反應收率提高10％以上，粗酚含量提高到90％以上。由於改用芳磺酸鹽固體進行反應，鹼熔過程中產生的含酚水蒸氣量大大減少，處理簡單，明顯減輕了環保壓力，符合國家目前的節能減排產業政策。
文檔編號B29C47/40GK101555195SQ20091002630
公開日2009年10月14日 申請日期2009年4月20日 優先權日2009年4月20日
發明者彭俊濤, 陸小京, 陳敬財 申請人:南京晶美化學有限公司