一種管式連續(xù)化制備β-甲萘醌的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種β-甲萘醌的生產(chǎn)方法，特別是一種利用管式反應(yīng)器連續(xù)化生產(chǎn)β-甲萘醌的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]甲萘醌合成工藝技術(shù)目前采用釜式間歇氧化甲基萘的生產(chǎn)工藝，由于在間歇式投料過(guò)程中一次性投入料量大、氧化反應(yīng)劇烈并釋放大量熱量，導(dǎo)致反應(yīng)過(guò)程中溫度難以控制，導(dǎo)致產(chǎn)品收率低，批次間質(zhì)量不穩(wěn)定，并且氧化液存在較為嚴(yán)重的浪費(fèi)現(xiàn)象發(fā)生。
[0003]將甲基萘乳化液、氧化液流按一定比例連續(xù)加入水浴恒溫并通過(guò)控制水浴溫度、物料預(yù)反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)后端補(bǔ)加酸進(jìn)一步促進(jìn)甲基萘反應(yīng)等來(lái)提高萘醌的質(zhì)量及收率。
[0004]反應(yīng)方程式:
[0005]2CiiH1+Na2Cr207+3H2S04—2CnH802+Cr2(S04)3+5H20+Na2S04
[0006]連續(xù)投料過(guò)程可減少單次投料量過(guò)大導(dǎo)致在甲萘醌的制備過(guò)程發(fā)生因局部過(guò)熱導(dǎo)致過(guò)氧化及其他副反應(yīng)的發(fā)生;可以很準(zhǔn)確的控制甲基萘、氧化液在反應(yīng)中的投料比例，可以確保甲基萘最大限度的向甲萘醌轉(zhuǎn)化，提升轉(zhuǎn)化率、成品收率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的一個(gè)目的是解決至少上述問(wèn)題和/或缺陷，并提供至少后面將說(shuō)明的優(yōu)點(diǎn)。
[0008]為了實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的這些目的和其它優(yōu)點(diǎn)，提供了一種管式連續(xù)化制備β-甲萘醌的方法，該方法包括:配制甲基萘乳化液，將甲基萘乳化液加熱至30?70°C，然后與氧化液分別經(jīng)計(jì)量栗計(jì)量后，加入到帶超聲波裝置的管式反應(yīng)器內(nèi)在30?70°C下進(jìn)行超聲反應(yīng)，反應(yīng)物在管式反應(yīng)器內(nèi)的停留時(shí)間為1?300min，然后在所述管式反應(yīng)器的出口補(bǔ)加稀硫酸，并加入熟化罐在30?70°C下進(jìn)行保溫熟化1?10h，熟化完成后經(jīng)過(guò)濾、洗滌、離心脫水、烘干后得到甲萘醌成品；所述超聲反應(yīng)的超聲波功率為3-48KW，頻率為10-120KHZ。
[0009]優(yōu)選的是，所述β_甲基萘乳化液由重量比為1:0.01-0.1:3-8的β-甲基萘、乳化劑和水配制而成。
[0010]優(yōu)選的是，所述乳化劑HLB值為6?30。
[0011]優(yōu)選的是，所述β-甲基萘乳化液中β-甲基萘的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5?30%。
[0012]優(yōu)選的是，所述氧化液中紅礬鈉濃度為200?500g/L，酸值以硫酸計(jì)為300?800g/L。
[0013]優(yōu)選的是，所述β_甲基萘乳化液與氧化液的體積比為1:1.0?18.0。
[0014]優(yōu)選的是，在管式反應(yīng)器中完成反應(yīng)后，在所述管式反應(yīng)器的出料口補(bǔ)加稀硫酸，然后加入熟化罐進(jìn)行熟化。
[0015]優(yōu)選的是，β-甲基萘乳化液與補(bǔ)加的稀硫酸的體積比為1:0?1.5;所述稀硫酸酸值以硫酸計(jì)為300?1000g/L。
[0016]優(yōu)選的是，所述方法采用的裝置包括:管式反應(yīng)器，其設(shè)置在恒溫水浴裝置內(nèi)，所述管式反應(yīng)器上設(shè)置有超聲波發(fā)生裝置；
[0017]β-甲基萘乳化液儲(chǔ)罐，其與所述管式反應(yīng)器的入料口管道連接；
[0018]第一計(jì)量栗，其連接在所述β-甲基萘乳化液儲(chǔ)罐與管式反應(yīng)器之間用于β-甲基萘乳化液的計(jì)量輸送；
[0019]氧化液儲(chǔ)罐，其與所述管式反應(yīng)器的入料口管道連接；
[0020]第二計(jì)量栗，其連接在所述氧化液儲(chǔ)罐與管式反應(yīng)器之間用于氧化液的計(jì)量輸送；
[0021 ]稀硫酸儲(chǔ)罐，其與所述管式反應(yīng)器的出料口管道連接；
[0022]第三計(jì)量栗，其連接在所述稀硫酸儲(chǔ)罐與管式反應(yīng)器之間用于稀硫酸的計(jì)量輸送；
[0023]熟化罐，其與所述管式反應(yīng)器的出料口管道連接;所述熟化罐上設(shè)置有保溫裝置；所述熟化罐的出料口依次連接帶式過(guò)濾器、離心機(jī)和烘干機(jī)；
[0024]其中，將β-甲基萘乳化液儲(chǔ)罐中預(yù)熱至30?70°C的β_甲基萘乳化液與氧化液儲(chǔ)罐中的氧化液經(jīng)第一計(jì)量栗和第二計(jì)量栗計(jì)量后，進(jìn)入管式反應(yīng)器進(jìn)行反應(yīng)，并通過(guò)超聲波發(fā)生裝置產(chǎn)生超聲波對(duì)管式反應(yīng)器中的物料進(jìn)行超聲，通過(guò)恒溫水浴裝置控制反應(yīng)溫度為30?70°C，在管式反應(yīng)器內(nèi)停留時(shí)間為1?300min，在管式反應(yīng)出口處通過(guò)第三計(jì)量栗加入稀硫fe儲(chǔ)觸中的稀硫fe，然后將反應(yīng)完成的物料加入熟化觸，熟化溫度控制為30?70 C，熟化時(shí)間為1?10h，經(jīng)熟化物料通過(guò)栗轉(zhuǎn)移至帶式過(guò)濾器進(jìn)行過(guò)濾洗滌，離心機(jī)離心脫水，烘干機(jī)烘干進(jìn)一步脫水后得到甲萘醌成品；所述β-甲基萘乳化液與氧化液、稀硫酸的體積比為1:1.0?5.0:0?1.5;所述管式反應(yīng)器為直管式玻璃管。
[0025]優(yōu)選的是，所述管式反應(yīng)器內(nèi)徑為20?300mm，長(zhǎng)度為5?50m。
[0026]本發(fā)明至少包括以下有益效果:
[0027](1)采用管式反應(yīng)器來(lái)生產(chǎn)β-甲萘醌，生產(chǎn)連續(xù)性高，周期短，產(chǎn)品收率高，雜質(zhì)含量低，質(zhì)量穩(wěn)定;反應(yīng)過(guò)程易控制，操作簡(jiǎn)便，自動(dòng)化控制程度高，物料在管式反應(yīng)器內(nèi)強(qiáng)制流動(dòng)替代機(jī)械攪拌，實(shí)現(xiàn)工業(yè)化連續(xù)生產(chǎn)投入成本低，改造周期短，即可進(jìn)行大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)。
[0028](2)采用連續(xù)投料過(guò)程可減少單次投料量過(guò)大導(dǎo)致在β_甲萘醌的制備過(guò)程發(fā)生因局部過(guò)熱導(dǎo)致過(guò)氧化及其他副反應(yīng)的發(fā)生;可以很準(zhǔn)確的控制甲基萘、氧化液在反應(yīng)中的投料比例，可以確保甲基萘最大限度的向甲萘醌轉(zhuǎn)化，提升轉(zhuǎn)化率、成品收率。
[0029]本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)和特征將部分通過(guò)下面的說(shuō)明體現(xiàn)，部分還將通過(guò)對(duì)本發(fā)明的研究和實(shí)踐而為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解。
【附圖說(shuō)明】
:
[0030]圖1為本發(fā)明用于管式連續(xù)化制備β-甲萘醌的裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
:
[0031]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，以令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說(shuō)明書(shū)文字能夠據(jù)以實(shí)施。
[0032]應(yīng)當(dāng)理解，本文所使用的諸如“具有”、“包含”以及“包括”術(shù)語(yǔ)并不配出一個(gè)或多個(gè)其它元件或其組合的存在或添加。
[0033]實(shí)施例1:
[0034]在溫度25°C下，在甲基萘乳化液儲(chǔ)罐1中加入甲基萘、乳化劑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質(zhì)量分?jǐn)?shù)為16%，在氧化液儲(chǔ)罐中加入氧化液，氧化液中紅鞏鈉濃度300g/L，酸值即酸的濃度以硫酸計(jì)為500g/L，將β-甲基萘乳化液和氧化液分別經(jīng)第一計(jì)量栗3和第二計(jì)量栗4并按照β-甲基萘乳化液:氧化液體積比為1: 2.5比例計(jì)量后，進(jìn)入帶超聲波裝置的管式反應(yīng)器7進(jìn)行超聲反應(yīng)，通過(guò)恒溫水浴裝置控制反應(yīng)溫度在35?65°C，在管式反應(yīng)器內(nèi)停留時(shí)間為15min;在管式反應(yīng)器出口通過(guò)稀硫酸儲(chǔ)罐5經(jīng)第三計(jì)量栗6按照β-甲基萘乳化液:稀硫酸體積比為1:0.8比例補(bǔ)加稀硫酸，其中稀硫酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)98%，然后進(jìn)入熟化罐8保溫熟化1.5h，溫度控制在40?65°C，熟化物料通過(guò)栗轉(zhuǎn)移至帶式過(guò)濾器(未示出)進(jìn)行過(guò)濾洗滌，離心機(jī)(未示出)離心脫水，烘干機(jī)(未示出)烘干進(jìn)一步脫水后得到甲萘醌成品，收率為72%;所述超聲反應(yīng)的超聲波功率為3KW，頻率為ΙΟΚΗζ。
[0035]實(shí)施例2:
[0036]在溫度35°C下，在β_甲基萘乳化液儲(chǔ)罐1中加入β_甲基萘、乳化劑和水配制β_甲基萘乳化液，其中得到的甲基萘乳化液中甲基萘的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為16%，在氧化液儲(chǔ)罐中加入氧化液，氧化液中紅鞏鈉濃度300g/L，酸值即酸的濃度以硫酸計(jì)為500g/L，將β-甲基萘乳化液和氧化液分別經(jīng)第一計(jì)量栗3和第二計(jì)量栗4并按照β-甲基萘乳化液:氧化液體積比為1:2.3比例計(jì)量后，進(jìn)入帶超聲波裝置的管式反應(yīng)器7進(jìn)行反應(yīng)，通過(guò)恒溫水浴裝置控制反應(yīng)溫度在45?55°C，在管式反應(yīng)器內(nèi)停留時(shí)間為15min;在管式反應(yīng)器出口通過(guò)稀硫酸儲(chǔ)罐5經(jīng)第三計(jì)量栗6按照β-甲基萘乳化液:稀硫酸體積比為1:0.66比例補(bǔ)加稀硫酸，其中稀硫酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)50 %，然后進(jìn)入熟化罐8保溫熟化2.5h，溫度控制在45?55°C，熟化物料通過(guò)栗轉(zhuǎn)移至帶式過(guò)濾器(未示出)進(jìn)行過(guò)濾洗滌，離心機(jī)(未示出)離心脫水，烘干機(jī)(未示出)烘干進(jìn)一步脫水后得到β-甲萘醌成品，收率為79%。所述超聲反應(yīng)的超聲波功率為48KW，頻率為120ΚΗζ。
[0037]實(shí)施例3:
[0038]在溫度35°C下，在β_甲基萘乳化液儲(chǔ)罐1中加入β_甲基萘、乳化劑和水配制β_甲基萘乳化液，其中得到的甲基萘乳化液中甲基萘的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為18%，在氧化液儲(chǔ)罐中加入氧化液，氧化液中紅鞏鈉濃度300g/L，酸值即酸的濃度以硫酸計(jì)為500g/L，將β-甲基萘乳化液和氧化液分別經(jīng)第一計(jì)量栗3和第二計(jì)量栗4并按照β-甲基萘乳化液:氧化液體積比為1:2.0比例計(jì)量后，進(jìn)入帶超聲波裝置的管式反應(yīng)器7進(jìn)行反應(yīng)，通過(guò)恒溫水浴裝置控制反應(yīng)溫度在40?60°C，在管式反應(yīng)器內(nèi)停留時(shí)間為15min;在管式反應(yīng)器出口通過(guò)稀硫酸儲(chǔ)罐5經(jīng)第三計(jì)量栗6按照β-甲基萘乳化液:稀硫酸體積比為1:0.66比例補(bǔ)加稀硫酸，其中稀硫酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)53 %，然后進(jìn)入熟化罐8保溫熟化2.5h，溫度控制在40?60°C，熟化物料通過(guò)栗轉(zhuǎn)移至帶式過(guò)濾器(未示出)進(jìn)行過(guò)