一种制备对甲酚的新方法技术

本发明专利技术公开了一种制备对甲酚的新方法，以对甲苯胺为原料，经管式反应器进行重氮化反应，得到重氮盐，直接通入水解釜进行水解。管式反应可精确控制物料比例，物料在反应器向无返混，克服了现有技术存在的局部浓度不均匀等问题，显著减少偶联、亚硝化等副反应，重氮盐在管式反应器内生成后直接进入水解釜，避免了低温储存过程，节约能耗。本发明专利技术所述的对甲酚制备方法操作方便，产品收率好、纯度高，适合工业化生产。

A new method for the preparation of P cresol

The present invention discloses a new preparation method of p-cresol, p-methylaniline as raw materials, by diazotization reaction tube reactor, get the diazonium salt, directly pass through the hydrolysis tank for hydrolysis. The pipe type reactor can accurately control the material ratio, the material in the reactor without backmixing, overcomes the problem of local concentration of existing technologies are uneven, significantly reduce the coupling, nitrosation reactions and diazonium salt in the reactor tube directly into the hydrolysis tank, to avoid the cold storage process, saving energy. The preparation method of the invention has the advantages of convenient operation, high yield and high purity, and is suitable for industrial production.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种化合物的制备方法，具体涉及一种用管式反应技术制备对甲酚的方法。
技术介绍
对甲酚是一种重要有机化工中间体，广泛应用于医药、农药、染料、高分子材料等领域。目前已报道对甲酚的合成方法很多，实现工业化生产的方法也有多种，根据所用原料不同主要包括：(1)甲苯磺化碱熔法(Chem.Eng.Dec.，1968，16：57，JP7710825)，即以甲苯为原料，用硫酸或氯磺酸磺化，得到甲苯磺酸，经中和、碱熔得到甲酚钠，再经酸化得甲酚混合物，分离后得到对甲酚。该方法酸、碱等消耗量大，设备腐蚀严重，三废产生量大。(2)苯酚甲基化法()，即以苯酚为原料，在催化剂存在下，与甲醇发生烷基化反应。该工艺生成主要产物是邻甲酚和2，6-二甲酚，对甲酚量较少。(3)异丙基甲苯法(Hydrocarbon Processing，1973，52(8)：89)，即以甲苯为原料，在三氯化铝等催化下，经丙烯烷基化得到异丙基甲苯三种异构体，然后经氧化得到甲酚混合物，分离后得到对甲酚。该方法工艺流程较长，每步的副产物都多，需很多精馏纯化过程，能耗大。(4)对甲苯胺重氮化水解法(Heteroatom Chemistry，2015，26(6)：411-416)，即以对甲苯胺为原料，经重氮化反应生成重氮盐，再经水解反应得到对甲酚，收率为82％。该工艺原料易得，产物选择性较好，后处理简单，是目前工业生产采用的主要方法之一。但是间歇釜式重氮化反应问题多，釜式反应器传热传质效率低，重氮盐不稳定，受热易分解，重氮化过程中容易形成偶合副产物；亚硝酸钠过量，容易发生亚硝化副反应；制备的重氮盐需低温保存，增加能耗。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种制备对甲酚的新方法，以克服现有技术的不足；为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种制备对甲酚的新方法其特征在于，所述的制备方法为：将原料对甲基苯胺与H2SO4的混合液、亚硝酸钠溶液分别在第一配料釜、第二配料釜中预先配制，并分别通过第一计量泵、第二计量泵连续泵入混合器中，在混合器内混合后进入管道化反应器，在管道化反应器内于0～90℃进行重氮化反应，经过5～120s的停留时间后，直接进入装有硫酸、尿素和有机溶剂并预先升温至回流的水解釜中，反应过程中通过分水器分水，重氮化反应完全后继续回流0.5～3h，反应完成后，收集有机相，用小苏打洗至中性，蒸馏回收溶剂，氮气保护下加入锌粉后，继续减压蒸馏，收集110～150℃馏分，所得无色液体即为对甲酚；其中，所述原料对甲基苯胺与H2SO4、亚硝酸钠在重氮化反应中的摩尔流量之比为1∶2.4～6∶0.95～1.05；所述原料对甲基苯胺与尿素的比例为1∶0～0.05；所述原料对甲基苯胺与有机溶剂的质量比为1∶0.8～10。其中，所述与对甲基苯胺混合的硫酸浓度为5～65％。所述亚硝酸钠的质量浓度为20～50％。对甲苯胺与硫酸的混合液、亚硝酸钠溶液分别由第一计量泵、第二计量泵输送至混合器中时，均通过控制流量来达到反应所需的摩尔流量比。所述在管道化反应器内进行重氮化反应的温度优选为5～70℃。所述水解釜内的硫酸浓度为5～65％。所述的有机溶剂为甲苯。所述的管道化反应器管长为10～50m，管道直径为1～30mm。所述的管道化反应器为单管或者由两组或两组以上管道并联组成。本专利技术的有益效果在于：采用管道化反应器进行重氮化反应，精确控制物料比例，物料在反应器向无返混，克服了现有技术存在的局部浓度不均匀等问题，显著减少偶联、亚硝化等副反应，重氮盐在管式反应器内生成后直接进入水解釜，避免了低温储存过程，节约能耗；本专利技术所述的对甲酚制备方法操作方便，产品收率好、纯度高，适合工业化生产。附图说明图1是本专利技术对甲酚制备方法的流程图；图中，1-第一配料釜，2-第二配料釜，3-第一计量泵，4-第二计量泵，5-混合器，6-管道化反应器，7-水解釜。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施方式对本专利技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本专利技术，但并不用于限定本专利技术。实施例1反应装置如图1，反应管长10m，管道直径为1mm。操作步骤如下：配制对甲苯胺硫酸水溶液：对甲苯胺(1.07kg，10mol)、10wt％硫酸(23.5kg，其中含H2SO42.35kg，24mol)；配制20wt％亚硝酸钠水溶液：亚硝酸钠(0.656kg，9.5mol)、水2.62kg；配置水解釜中的料液：10wt％硫酸(1.0kg)，甲苯(0.86kg)；将原料对甲基苯胺与H2SO4的混合液、亚硝酸钠溶液分别在第一配料釜、第二配料釜中预先配制，并分别通过第一计量泵、第二计量泵连续泵入混合器中，控制流量使对甲苯胺硫酸水溶液和亚硝酸钠水溶液同时匀速打完，在混合器内混合后进入管道化反应器，在管道化反应器内于50℃进行重氮化反应，经过120s的停留时间后，直接进入装有硫酸、尿素和有机溶剂并预先升温至回流的水解釜中，反应过程中通过分水器分水，重氮化反应完全后继续回流1h，反应完成后，收集有机相，用小苏打洗至中性，蒸馏回收溶剂，氮气保护下加入锌粉后，继续减压蒸馏，收集110～150℃馏分，所得无色液体即为对甲酚，收率85％，纯度99.7％。实施例2反应装置如图1，反应管长50m，管道直径为30mm。操作步骤如下：配制对甲苯胺硫酸水溶液：对甲苯胺(10.7kg，100mol)、65wt％硫酸(90.46kg，其中含H2SO458.8kg，600mol)；配制50wt％亚硝酸钠水溶液：亚硝酸钠(7.25kg，105mol)、水7.25kg；配置水解釜中的料液：65wt％硫酸(10kg)，尿素3kg，5mol)，甲苯(107kg)；将原料对甲基苯胺与H2SO4的混合液、亚硝酸钠溶液分别在第一配料釜、第二配料釜中预先配制，并分别通过第一计量泵、第二计量泵连续泵入混合器中，控制流量使对甲苯胺硫酸水溶液和亚硝酸钠水溶液同时匀速打完，在混合器内混合后进入管道化反应器，在管道化反应器内于70℃进行重氮化反应，经过5s的停留时间后，直接进入装有硫酸、尿素和有机溶剂并预先升温至回流的水解釜中，反应过程中通过分水器分水，重氮化反应完全后继续回流1h，反应完成后，收集有机相，用小苏打洗至中性，蒸馏回收溶剂，氮气保护下加入锌粉后，继续减压蒸馏，收集110～150℃馏分，所得无色液体即为对甲酚，收率81％，纯度99.5％。实施例3反应装置如图1，反应管长20m，管道直径为4mm，反应管两组并联。操作步骤如下：配制对甲苯胺硫酸水溶液：对甲苯胺(1.07kg，10mol)、10wt％硫酸(23.5kg，其中含H2SO42.35kg，24mol)；配制20wt％亚硝酸钠水溶液：亚硝酸钠(0.69kg，10mol)、水2.76kg；配置水解釜中的料液：10wt％硫酸(1.0kg)，甲苯(0.86kg)；将原料对甲基苯胺与H2SO4的混合液、亚硝酸钠溶液分别在第一配料釜、第二配料釜中预先配制，并分别通过第一计量泵、第二计量泵连续泵入混合器中，控制流量使对甲苯胺硫酸水溶液和亚硝酸钠水溶液同时匀速打完，在混合器内混合后进入管道化反应器，在管道化反应器内于50℃进行重氮化反应，经过120s的停留时间后，直接进入装有硫本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备对甲酚的新方法，其特征在于，所述的制备方法为：将原料对甲基苯胺与H2SO4的混合液、亚硝酸钠溶液分别在第一配料釜、第二配料釜中预先配制，并分别通过第一计量泵、第二计量泵连续泵入混合器中，在混合器内混合后进入管道化反应器，在管道化反应器内于0～90℃进行重氮化反应，经过5～240s的停留时间后，直接进入装有硫酸、尿素和有机溶剂并预先升温至回流的水解釜中，反应过程中通过分水器分水，重氮化反应完全后继续回流0.5～3h，反应完成后，收集有机相，用小苏打洗至中性，蒸馏回收溶剂，氮气保护下加入锌粉后，继续减压蒸馏，收集110～150℃馏分，所得无色液体即为对甲酚；其中，所述原料对甲基苯胺与H2SO4、亚硝酸钠在重氮化反应中的摩尔流量之比为1∶2.4～6∶0.95～1.05；所述原料对甲基苯胺与尿素的比例为1∶0～0.2；所述原料对甲基苯胺与有机溶剂的质量比为1∶0.8～10。

【技术特征摘要】
1.一种制备对甲酚的新方法，其特征在于，所述的制备方法为：将原料对甲基苯胺与H2SO4的混合液、亚硝酸钠溶液分别在第一配料釜、第二配料釜中预先配制，并分别通过第一计量泵、第二计量泵连续泵入混合器中，在混合器内混合后进入管道化反应器，在管道化反应器内于0～90℃进行重氮化反应，经过5～240s的停留时间后，直接进入装有硫酸、尿素和有机溶剂并预先升温至回流的水解釜中，反应过程中通过分水器分水，重氮化反应完全后继续回流0.5～3h，反应完成后，收集有机相，用小苏打洗至中性，蒸馏回收溶剂，氮气保护下加入锌粉后，继续减压蒸馏，收集110～150℃馏分，所得无色液体即为对甲酚；其中，所述原料对甲基苯胺与H2SO4、亚硝酸钠在重氮化反应中的摩尔流量之比为1∶2.4～6∶0.95～1.05；所述原料对甲基苯胺与尿素的比例为1∶0～0.2；所述原料对甲基苯胺与有机溶剂的质量比为1∶0.8～10。2.如权利要求1所述的制备对甲酚的新方法，其特征在于，所述与对甲...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕延文，许建帼，李杰，金懿，余志群，
申请(专利权)人：衢州学院，
类型：发明
国别省市：浙江;33