一种使用微通道反应器连续化工业生产对苯二甲醛的工艺制造技术

本发明专利技术涉及对苯二甲醛制备技术领域，尤其是一种使用微通道反应器连续化工业生产对苯二甲醛的工艺，所述的微通道反应器包括多组依次连通的反应芯片，所述反应芯片包括一次叠层的外面板一、反应通道一、反应通道二、反应通道三和外面板二，其对苯二甲醛生产步骤为：粉碎、配料、合成反应、冷却结晶、压滤一、碳酸钠溶液洗涤、压滤二、二次水洗、压滤、离心分离、干燥、包装入库，本发明专利技术大大提高了乌洛托品法生产对苯二甲醛的收率，且由于连续流生产和较快的反应速率，生产效率也得到了极高的提升。

【技术实现步骤摘要】
一种使用微通道反应器连续化工业生产对苯二甲醛的工艺
本专利技术涉及对苯二甲醛制备
，具体领域为一种使用微通道反应器连续化工业生产对苯二甲醛的工艺。
技术介绍
随着ER系列荧光增白剂的开发和应用，对苯二甲醛的消耗量不断增长，从而吸引了不少化工公司对该产品的制造技术进行深入研究。报导的合成方法很多，如：对二甲苯空气氧化，对二甲苯先卤化(溴化或氯化)，再水解或氧化水解；对苯二甲酸(或酯)还原；对苯二甲酰氯还原；对苯二甲腈还原水解；对苯二甲醇氧化；电解氧化或还原；在正三丁胺和三苯基膦、溴化钯存在下，对二溴苯高压加一氧化碳和氢等等。从工艺条件要求、生产经济效益和原材料来源考虑，现今生产对苯二甲醛的工艺多采用对二甲苯先卤化(溴化或氯化)，再水解或氧化水解；该工艺第一步的卤化工艺收率接近定量；因此主要在第二步的水解或氧化水解工艺上有两个不同方法。一种是使用稀硝酸进行氧化水解，五氧化二钒作为催化剂，收率在75.6％，稀硝酸对传统设备的损耗较为严重，且工艺废水中含有大量重金属离子，对水体污染较为严重；另一种是使用乌洛托品和水代替稀硝酸和五氧化二钒，此工艺对设备损耗较轻，但产品收率为42.7％。因使用乌洛托品作为反应物，涉及到了索姆莱反应，此反应进程在传统的反应釜中无法得到精确的控制，所以才造成了收率偏低的情况。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种使用微通道反应器连续化工业生产对苯二甲醛的工艺。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种使用微通道反应器连续化工业生产对苯二甲醛的工艺，所述的微通道反应器包括多组依次连通的反应芯片，所述反应芯片包括一次叠层的外面板一、反应通道一、反应通道二、反应通道三和外面板二，外面板一和外面板二对反应通道一、反应通道二和反应通道三之间连通的反应腔进行两端封闭，且外面板一上设置有连通反应腔的输入通道，外面板二上设置有连通反应腔的输出通道，两个相邻的反应芯片之间一反应芯片的输出通道与另一反应芯片的输入通道连通，多个反应芯片之间采用上述的连接方式一次串联连通；其对苯二甲醛生产步骤为：(1)粉碎：将对二甲苯的氯化混合物输送到粉碎机中粉碎；(2)配料：将粉碎后的对二甲苯的氯化混合物和甲苯加入搅拌罐中，通过高低温循环装置将物料预热到预定温度，并进行搅拌和高速剪切处理，使物料溶解以及在液体里分散均匀；(3)合成反应：通过高低温循环装置将微通道反应器预热到预设温度，然后分别将原料液泵入微通道反应器的进口，控制泵的供料速率，以保证各原料液进入反应器时的比例，在原料液经过多个微通道反应器单元发生反应，反应过程中控制微反应器的温度、压力，保证反应均匀、稳定进行，严格控制反应物在微通道反应器内的停留时间，反应物在20秒～60秒的反应时间内即可生成产物，需及时排出反应体系；(4)冷却结晶：微通道反应器中物料反应一段时间后出料冷却结晶，微通道反应器出料口的料液即为DI中间体的粗品溶液，将反应完成后的物料通过碟片冷凝器冷却至60～70℃后输送到结晶罐里结晶，结晶后的物料压滤分离，未冷凝的气体排放；(5)压滤一：从结晶罐导出的物料经压滤机压滤后，母液静置分液后甲苯回用于反应罐中内，废水进入微反应水处理设备处理，根据母液中未反应的原料浓度，按比例添加各原料进行二次反应；固体即为DI中间体粗品，甲苯定期排放；(6)碳酸钠溶液洗涤：将压滤收集的粗品投入反应罐中，加入3倍粗品量的饱和碳酸钠溶液洗涤后压滤，使粗品中的羧酸转入液体中；(7)压滤二：碳酸钠溶液洗涤后的物料经压滤机压滤后，固液分离，固体进入下一工序，液体回用三次后进入微反应水处理设备处理；(8)二次水洗、压滤：将压滤收集的固体放入反应罐中，加入一定量的水洗涤后压滤。重复此过程2次，压滤后的固体进入下一工序，废水W1-3、W1-4进入微反应水处理设备处理；(9)离心分离：压滤后的固体利用离心机的惯性离心力进行离心操作，实现固体与液体的分离。固体进入下一工序，废水W1-5送微反应水处理设备处理；(10)干燥：将离心分离后的物料通过干燥机干燥后包装入库。优选的，步骤(1)中，粉碎过程中会产生废气G1-1；步骤(4)中，冷凝结晶过程中会产生废气G1-2；步骤(5)中，压滤一过程中会产生废水W1-1；步骤(7)中，压滤二过程中会产生废水W1-2；步骤(10)中，干燥过程会产生废气G1-3；上述产生的废气和废水进行集中收集和处理。优选的，根据步骤(2)，通过高低温循环装置将物料预热到50℃。优选的，根据步骤(3)，通过高低温循环装置将微通道反应器预热到110-145℃，控制微通道反应器内压力为13-20MPa。优选的，根据步骤(10)，物料通过干燥机在80℃干燥24h后包装入库。。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术使用微通道反应器替代传统反应釜，在微通道反应器中进行水解反应，原料采用对二甲苯的卤化混合物和乌洛托品，甲苯作为卤化混合物的溶剂，使用高压泵往微通道反应器连续输送物料，利用微通道反应器的传质和传热等优点精确控制反应进程，反应温度、原料配比以及反应时间得到精确控制，反应操作安全可靠，副反应大大减少，甚至完全消除。大大提高了乌洛托品法生产对苯二甲醛的收率，且由于连续流生产和较快的反应速率，生产效率也得到了极高的提升。附图说明图1为本专利技术的反应芯片的外面板一；图2为本专利技术的反应芯片的反应通道一；图3为本专利技术的反应芯片的反应通道二；图4为本专利技术的反应芯片的反应通道三；图5为本专利技术的反应芯片的外面板二；图6为本专利技术的微通道反应器结构示意图；图7为本专利技术的工艺流程图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。导致经典的Sommelet反应收率低的原因主要要从在反应历程中存在的问题而论：第一：在传统的Sommelet反应历程中，由苄卤化合物和六亚甲基四胺反应生成季铵盐后，在下步的水解过程中得到三种中间体：苄胺正离子、苄胺及甲撑席夫碱，在仅加入乌洛托品的条件下，即使调节pH值为3～6的范围内，苄胺也很难转化为醛。而对甲撑席夫碱的进一步反应，由季铵盐转化成甲撑西佛碱的同时，还有会有含氮化合物的生成，传统的机理没有解释清楚，所以没有很好的措施去抑制副反应的发生。而且这应该是一个平衡反应，由甲撑西佛碱转变成苄撑西佛碱要发生质子的迁移。该过程的发生需要一定酸度的酸，否则就需要在高温的条件下平衡反应才得以进行，但温度太高，某些醛会发生分解反应，或发生一些其它的副反应。而经典的Sommelet反应，由于季铵盐的水解是以醋酸水溶液做溶剂的，质子的迁移有一定的约束性，没本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种使用微通道反应器连续化工业生产对苯二甲醛的工艺，其特征在于：所述的微通道反应器包括多组依次连通的反应芯片，所述反应芯片包括一次叠层的外面板一、反应通道一、反应通道二、反应通道三和外面板二，外面板一和外面板二对反应通道一、反应通道二和反应通道三之间连通的反应腔进行两端封闭，且外面板一上设置有连通反应腔的输入通道，外面板二上设置有连通反应腔的输出通道，两个相邻的反应芯片之间一反应芯片的输出通道与另一反应芯片的输入通道连通，多个反应芯片之间采用上述的连接方式一次串联连通；/n其对苯二甲醛生产步骤为：/n(1)粉碎：将对二甲苯的氯化混合物输送到粉碎机中粉碎；/n(2)配料：将粉碎后的对二甲苯的氯化混合物和甲苯加入搅拌罐中，通过高低温循环装置将物料预热到预定温度，并进行搅拌和高速剪切处理，使物料溶解以及在液体里分散均匀；/n(3)合成反应：通过高低温循环装置将微通道反应器预热到预设温度，然后分别将原料液泵入微通道反应器的进口，控制泵的供料速率，以保证各原料液进入反应器时的比例，在原料液经过多个微通道反应器单元发生反应，反应过程中控制微反应器的温度、压力，保证反应均匀、稳定进行，严格控制反应物在微通道反应器内的停留时间，反应物在20秒～60秒的反应时间内即可生成产物，需及时排出反应体系；/n(4)冷却结晶：微通道反应器中物料反应一段时间后出料冷却结晶，微通道反应器出料口的料液即为DI中间体的粗品溶液，将反应完成后的物料通过碟片冷凝器冷却至60～70℃后输送到结晶罐里结晶，结晶后的物料压滤分离，未冷凝的气体排放；/n(5)压滤一：从结晶罐导出的物料经压滤机压滤后，母液静置分液后甲苯回用于反应罐中内，废水进入微反应水处理设备处理，根据母液中未反应的原料浓度，按比例添加各原料进行二次反应；固体即为DI中间体粗品，甲苯定期排放；/n(6)碳酸钠溶液洗涤：将压滤收集的粗品投入反应罐中，加入3倍粗品量的饱和碳酸钠溶液洗涤后压滤，使粗品中的羧酸转入液体中；/n(7)压滤二：碳酸钠溶液洗涤后的物料经压滤机压滤后，固液分离，固体进入下一工序，液体回用三次后进入微反应水处理设备处理；/n(8)二次水洗、压滤：将压滤收集的固体放入反应罐中，加入一定量的水洗涤后压滤。重复此过程2次，压滤后的固体进入下一工序，废水W1-3、W1-4进入微反应水处理设备处理；/n(9)离心分离：压滤后的固体利用离心机的惯性离心力进行离心操作，实现固体与液体的分离。固体进入下一工序，废水W1-5送微反应水处理设备处理；/n(10)干燥：将离心分离后的物料通过干燥机干燥后包装入库。/n...

【技术特征摘要】
1.一种使用微通道反应器连续化工业生产对苯二甲醛的工艺，其特征在于：所述的微通道反应器包括多组依次连通的反应芯片，所述反应芯片包括一次叠层的外面板一、反应通道一、反应通道二、反应通道三和外面板二，外面板一和外面板二对反应通道一、反应通道二和反应通道三之间连通的反应腔进行两端封闭，且外面板一上设置有连通反应腔的输入通道，外面板二上设置有连通反应腔的输出通道，两个相邻的反应芯片之间一反应芯片的输出通道与另一反应芯片的输入通道连通，多个反应芯片之间采用上述的连接方式一次串联连通；
其对苯二甲醛生产步骤为：
(1)粉碎：将对二甲苯的氯化混合物输送到粉碎机中粉碎；
(2)配料：将粉碎后的对二甲苯的氯化混合物和甲苯加入搅拌罐中，通过高低温循环装置将物料预热到预定温度，并进行搅拌和高速剪切处理，使物料溶解以及在液体里分散均匀；
(3)合成反应：通过高低温循环装置将微通道反应器预热到预设温度，然后分别将原料液泵入微通道反应器的进口，控制泵的供料速率，以保证各原料液进入反应器时的比例，在原料液经过多个微通道反应器单元发生反应，反应过程中控制微反应器的温度、压力，保证反应均匀、稳定进行，严格控制反应物在微通道反应器内的停留时间，反应物在20秒～60秒的反应时间内即可生成产物，需及时排出反应体系；
(4)冷却结晶：微通道反应器中物料反应一段时间后出料冷却结晶，微通道反应器出料口的料液即为DI中间体的粗品溶液，将反应完成后的物料通过碟片冷凝器冷却至60～70℃后输送到结晶罐里结晶，结晶后的物料压滤分离，未冷凝的气体排放；
(5)压滤一：从结晶罐导出的物料经压滤机压滤后，母液静置分液后甲苯回用于反应罐中内，废水进入微反应水处理设备处理，根据母液中未反应的原料浓度，按比例添加各原料进行二次反应；固体即为DI中间体粗品，甲苯定期排放；
(6)碳酸钠溶液洗涤：将...

【专利技术属性】
技术研发人员：周坤，何强，赵建坤，谢学友，胡才勇，王康杨，
申请(专利权)人：杭州迈科瑞科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33