一种氯酸钠氧化合成喹啉酸的连续生产方法技术

本发明专利技术涉及化工原料生产的技术领域，特别是涉及一种氯酸钠氧化合成喹啉酸的连续生产方法，具体是将氧化铜、工艺水、稀硫酸配置成铜盐，然后与喹啉、氯酸钠溶液按照计量比进入管道混合反应器，经换热器、温和氧化釜、冷却釜、一次碱溶釜、一次酸析釜、二次碱溶釜、脱色釜、二次酸析釜、干燥器后得到纯度在99.2％以上的产品喹啉酸，与现有技术相比，本发明专利技术实现喹啉酸连续生产，安全环保，反应的中间产品循环使用，产品收率高。

A continuous production method of quinolinic acid by sodium chlorate oxidation

【技术实现步骤摘要】
一种氯酸钠氧化合成喹啉酸的连续生产方法
本专利技术涉及化工原料生产的
，特别是涉及一种氯酸钠氧化合成喹啉酸的连续生产方法。
技术介绍
喹啉酸，又名2,3-吡啶二羧酸，是一种重要的农药、医药和染料的中间体，可以用来合成对氟苯乙醚、莫西沙星、尼可刹米、咪唑啉酮类除草剂及喹诺酮类抗生素等；制备2,3-吡啶二羧酸的方法较多，根据原料的不同主要有喹啉氧化法和喹啉衍生物氧化法，喹啉衍生物氧化法是以喹啉衍生物(如8-羟基喹啉)为原料进行氧化，芳香环上的供电子基使苯环的电子云密度增加，促进苯环进行亲电取代反应，从而使喹啉衍生物被氧化，由于喹啉衍生物价格昂贵，因此多采用喹啉氧化法。喹啉氧化法的氧化剂主要有高锰酸钾、双氧水、臭氧、氯酸钠等，高锰酸钾氧化法反应剧烈、反应条件苛刻、选择性低、有大量的副产物生成，且难以分离纯化；双氧水氧化法和双氧水+次氯酸钠氧化法均需要大量50％以上的双氧水，反应时间长，温度不易控制，且由于双氧水在反应中的急剧分解很容易发生爆炸，安全性较低；臭氧氧化法由于臭氧的制备成本过大也限制了其工业化应用，因此目前多采用氯酸钠氧化法来生产喹啉酸。中国专利CN102399182A公开了一种喹啉酸的生产方法，以喹啉为原料，首先合成喹啉酸铜，然后以喹啉酸铜为原料合成喹啉酸钠，最后以喹啉酸钠为原料合成喹啉酸，反应过程安全有效，成本低，易于获得，产品质量好，最终产品喹啉酸含量可以达到95％以上。中国专利CN104370808A公开了一种2,3-吡啶二羧酸的合成方法，以喹啉为原料，氯酸钠为氧化剂，经氧化反应制备出喹啉铜固体，将蓝色的喹啉铜固体与氢氧化钠反应后，抽滤得到碱解反应滤液，将碱解反应滤液与浓盐酸充分反应半小时后，抽滤得到2,3-吡啶二羧酸的粗品，将其放入浓氨水搅拌抽滤，再放入浓盐酸中抽滤，最后得到提纯的2,3-吡啶二羧酸。中国专利CN106187877B提供一种喹啉酸的生产方法，通过氧化反应制备喹啉酸铜、氧化反应母液处理、碱解反应制备喹啉酸钠、脱色、酸析反应制备喹啉酸、酸析反应母液处理的步骤生产喹啉酸。该专利对氧化反应母液、碱解反应滤饼洗水及酸析反应母液进行了综合有效处理，将各母液及洗水中的有效成分，包括铜离子、喹啉酸等进行了回收，并套用到下批次喹啉酸的生产中，对酸析反应的控制也进行了优化，提高了喹啉酸的收率，在套用时，对回收的氧化铜及回收碱式碳酸铜进行了纯化，在提高喹啉酸收率的同时，保证了喹啉酸的纯度，减少了喹啉酸的精制步骤，节约了生产成本，各母液的处理和洗水的套用，节约了水资源，减少了废水排放，缓解了环境压力。在上述专利中氯酸钠、硫酸铜均直接投入氧化釜内，由于反应为剧烈氧化反应，热量移走不及时时容易造成爆沸，而且上述专利中的反应过程均难以实现连续稳定生产。
技术实现思路
(一)解决的技术问题针对现有技术的不足，本专利技术提供一种可以有效避免热量移走不及时造成的爆沸情况，并且可以实现连续稳定生产，提高实用性的氯酸钠氧化合成喹啉酸的连续生产方法。(二)技术方案为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种氯酸钠氧化合成喹啉酸的连续生产方法，包括如下步骤：A、原料配比:将质量比为：水：氯酸钠：氧化铜：稀硫酸：喹啉为7.5-7.8：3.3-3.5：0.6-0.7：1.7-1.9：1的各原料混合形成反应原料；B、将上述反应原料导入管道混合反应器进行反应，氧化反应方程式为：8C9H7N+27NaClO3+H2SO4+8CuSO4＝8C7H3NO4Cu↓+16CO2↑+9Na2SO4+9NaCl+9Cl2↑+17H2O；C、管道混合反应器的物料流入换热器内，物料流入换热器的温度为104-106℃，物料流出换热器的温度为95-97℃；D、换热器流出的物料进入温和氧化釜进行搅拌，搅拌速度为60-80转/分钟，温和氧化釜内的温度为98-102℃；E、上述温和氧化釜的釜底排出物料重量的20-40％进入后续的冷却釜内被冷却至20-25℃后过滤，所得喹啉酸铜滤饼用热水洗涤至中性，洗涤液冷却后析出的喹啉可作为反应的原料套用，温和氧化釜釜底排出的剩余物料进入管道混合反应器进行循环；F、将上述得到的喹啉酸铜滤饼投入到一次碱溶釜中，与溶于其中的片碱进行反应，碱溶反应式为：C7H3NO4Cu+2NaOH＝C7H3NO4Na2+Cu(OH)2↓，反应温度为80-90℃，反应时间为1-2h，得到喹啉酸钠滤液；G、上述的喹啉酸钠滤液进入一次酸析釜，一次酸析釜内滴加的酸为浓盐酸，酸析过程反应式为：C7H3NO4Na2+2HCl＝C7H5NO4↓+2NaCl，当滤液pH为2.5～3时，停止滴加并静置0.5～1h，然后继续搅拌并滴加浓盐酸至pH值为0.8～1时保温1～2h，温度需保持在8～10℃，过滤得到粗喹啉酸，所得滤液升温后加入氯化铜，经过滤、反应、冷却降温、静置离心后得到的喹啉酸铜可返回至一次碱溶釜循环使用；H、上述的粗喹啉酸进入二次碱溶釜，与其中的片碱溶液在70-80℃进行反应后全部溶解，然后溶液进入内有活性炭的脱色釜内脱色，经过滤后所得的滤液进入二次酸析釜，二次酸析釜内滴加浓盐酸调节PH值在0.8-1，在8-10℃保温3-4h后过滤到湿的喹啉酸，所得滤液升温后加入氯化铜，经过滤、反应、冷却降温、静置离心后得到的喹啉酸铜可返回至一次碱溶釜循环使用；I、上述湿的喹啉酸进入干燥器进行干燥，得到纯度为99.2％的喹啉酸。优选的，所述步骤A中反应原料为氧化铜、工艺水、稀硫酸在铜盐釜内混合制成铜盐溶液，配置好的铜盐溶液、喹啉、氯酸钠溶液分别经过计量后喷入后续的管道混合反应器。优选的，所述步骤B中管道混合反应器内设置有连续的不规则的导流挡板，使加入的不同反应物料产生充分的混合并发生剧烈的氧化反应的。优选的，所述步骤B中反应生成的酸性气体经过温和氧化釜顶部冷凝回流管冷凝后排出，并经碱液吸收器吸收后达标排放。优选的，所述步骤E中所得滤液加入片碱，得到的沉淀氢氧化铜用稀硫酸溶解后返回至铜盐釜内作为反应原料套用。优选的，所述步骤F中喹啉酸铜滤饼与片碱反应得到的沉淀氢氧化铜用稀硫酸溶解后返回至铜盐釜内继续作为反应原料套用。优选的，所述步骤I中的干燥器为真空双锥干燥器。优选的，所述反应原料依次经过管道混合反应器、换热器、温和氧化釜、冷却釜、一次碱溶釜、一次酸析釜、二次碱溶釜、脱色釜、二次酸析釜、干燥器后得到成品喹啉酸。(三)有益效果与现有技术相比，本专利技术提供了一种氯酸钠氧化合成喹啉酸的连续生产方法，具备以下有益效果：1、该氯酸钠氧化合成喹啉酸的连续生产方法，通过在管道混合反应器内，反应物料不断改变流动方向、局部形成紊流和湍流，流体间产生撞击等实现了物料的连续充分混合，使得反应更加均匀，而且管道混合反应器由于混合过程全部在管道内进行，不需储槽和搅拌器，没有机械运动部件，所以节省了一次投资；2、该氯酸钠氧化合成喹啉酸的连续生产方法，通过把生成喹啉酸的关键步骤剧烈氧化反应过程置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氯酸钠氧化合成喹啉酸的连续生产方法，其特征在于，包括如下步骤：/nA、原料配比:将质量比为：水：氯酸钠：氧化铜：稀硫酸：喹啉为7.5-7.8：3.3-3.5：0.6-0.7：1.7-1.9：1的各原料混合形成反应原料；/nB、将上述反应原料导入管道混合反应器(2)进行反应；/nC、管道混合反应器(2)的物料流入换热器(3)内，物料流入换热器(3)的温度为104-106℃，物料流出换热器(3)的温度为95-97℃；/nD、换热器(3)流出的物料进入温和氧化釜(4)进行搅拌，搅拌速度为60-80转/分钟，温和氧化釜(4)内的温度为98-102℃；/nE、上述温和氧化釜(4)的釜底排出物料重量的20-40％进入后续的冷却釜(5)内被冷却至20-25℃后过滤，所得喹啉酸铜滤饼用热水洗涤至中性，洗涤液冷却后析出的喹啉可作为反应的原料套用，温和氧化釜(4)釜底排出的剩余物料进入管道混合反应器(2)进行循环；/nF、将上述得到的喹啉酸铜滤饼投入到一次碱溶釜(6)中，与溶于其中的片碱进行反应，反应温度为80-90℃，反应时间为1-2h，得到喹啉酸钠滤液；/nG、上述的喹啉酸钠滤液进入一次酸析釜(7)，一次酸析釜(7)内滴加的酸为浓盐酸，当滤液pH为2.5～3时，停止滴加并静置0.5～1h，然后继续搅拌并滴加浓盐酸至pH值为0.8～1时保温1～2h，温度需保持在8～10℃，过滤得到粗喹啉酸，所得滤液升温后加入氯化铜，经过滤、反应、冷却降温、静置离心后得到的喹啉酸铜可返回至一次碱溶釜(6)循环使用；/nH、上述的粗喹啉酸进入二次碱溶釜(8)，与其中的片碱溶液在70-80℃进行反应后全部溶解，然后溶液进入内有活性炭的脱色釜(9)内脱色，经过滤后所得的滤液进入二次酸析釜(10)，二次酸析釜(10)内滴加浓盐酸调节PH值在0.8-1，在8-10℃保温3-4h后过滤到湿的喹啉酸，所得滤液升温后加入氯化铜，经过滤、反应、冷却降温、静置离心后得到的喹啉酸铜可返回至一次碱溶釜(6)循环使用；/nI、上述湿的喹啉酸进入干燥器(11)进行干燥，得到纯度为99.2％的喹啉酸。/n...

【技术特征摘要】
1.一种氯酸钠氧化合成喹啉酸的连续生产方法，其特征在于，包括如下步骤：
A、原料配比:将质量比为：水：氯酸钠：氧化铜：稀硫酸：喹啉为7.5-7.8：3.3-3.5：0.6-0.7：1.7-1.9：1的各原料混合形成反应原料；
B、将上述反应原料导入管道混合反应器(2)进行反应；
C、管道混合反应器(2)的物料流入换热器(3)内，物料流入换热器(3)的温度为104-106℃，物料流出换热器(3)的温度为95-97℃；
D、换热器(3)流出的物料进入温和氧化釜(4)进行搅拌，搅拌速度为60-80转/分钟，温和氧化釜(4)内的温度为98-102℃；
E、上述温和氧化釜(4)的釜底排出物料重量的20-40％进入后续的冷却釜(5)内被冷却至20-25℃后过滤，所得喹啉酸铜滤饼用热水洗涤至中性，洗涤液冷却后析出的喹啉可作为反应的原料套用，温和氧化釜(4)釜底排出的剩余物料进入管道混合反应器(2)进行循环；
F、将上述得到的喹啉酸铜滤饼投入到一次碱溶釜(6)中，与溶于其中的片碱进行反应，反应温度为80-90℃，反应时间为1-2h，得到喹啉酸钠滤液；
G、上述的喹啉酸钠滤液进入一次酸析釜(7)，一次酸析釜(7)内滴加的酸为浓盐酸，当滤液pH为2.5～3时，停止滴加并静置0.5～1h，然后继续搅拌并滴加浓盐酸至pH值为0.8～1时保温1～2h，温度需保持在8～10℃，过滤得到粗喹啉酸，所得滤液升温后加入氯化铜，经过滤、反应、冷却降温、静置离心后得到的喹啉酸铜可返回至一次碱溶釜(6)循环使用；
H、上述的粗喹啉酸进入二次碱溶釜(8)，与其中的片碱溶液在70-80℃进行反应后全部溶解，然后溶液进入内有活性炭的脱色釜(9)内脱色，经过滤后所得的滤液进入二次酸析釜(10)，二次酸析釜(10)内滴加浓盐酸调节PH值在0.8-1，在8-10℃保温3-4h后过滤到湿的喹啉酸，所得滤液升温后加入氯化铜，经过滤、反应、冷却降温、静置离心后得到的喹啉...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯博，田兆伟，周小野，张明月，刘德升，褚永健，陈复煜，郝志强，
申请(专利权)人：黄骅市信诺立兴精细化工股份有限公司，山西竣铭科技有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13