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值得开发与推广的有机中间体清洁工艺(三)
2005年20期 发行日期:2005-09-01
作者:梁诚
值得开发与推广的有机中间体清洁工艺(三)
梁诚
    (上接第19期A15版)
    5.间氨基酚
    间氨基酚是重要的染料和医药中间体。我国主要采用环境污染严
重的硝基苯磺化法和碱熔法生产,但是由于近年国内环保要求越来越
高,几乎所有装置都被迫关闭。由于下游产品需求十分强劲,我国自
2003年起由间氨基酚净出口国变为净进口国,2004年国内需求量达
到3000t左右。
    国外间氨基酚一般采用间苯二酚氨化法清洁工艺。该法具有工艺
流程短、反应副产物仅为水、污染小、收率高等优点。间苯二酚氨化
法又可分为气相氨解法和液相氨解法。气相氨解法最早由日本三井石
化实现,不过由于温度较高,反应中生成的高沸点副产物会降低催化
剂的活性,致使反应的选择性和转化率均较低,目前该技术正在不断
完善中。
  目前,国外主要采用液相氨解法生产间氨基酚。无催化剂存在下,
间苯二酚液相氨解速度很慢,间氨基酚的选择性也很低。研究人员经
过研究发现钼酸铵是该反应理想的催化剂,可使间苯二酚的转化率达
到98%,间氨基酚的选择性达93%。
  日本住友化学于20世纪80年代中期开发出无触酶法间苯二酚氨
解法制备间氨基酚的新工艺,即间苯二酚与液氨直接氨化生成间氨基
酚。该法解决了未反应间苯二酚与间氨基酚产品分离的问题,工艺操
作简单,生产成本更低,但是存在间苯二酚转化率不高的缺点。为了
进一步降低生产成本,提高间苯二酚的转化率,近期国外研究人员开
发出以无水的含NH3有机溶剂代替氨水作为氨解剂、以硅酸铝LZM-8
作为催化剂的氨解工艺,该法不仅催化剂成本较低,且硅酸铝不溶于
有机介质,催化剂的分离和回收更为简单,间苯二酚的转化率也高达
94%。
    6.2,3酸
  2,3酸学名2-羟基-3-萘甲酸,是制造冰染染料和有机颜料的重
要中间体,特别是与芳胺缩合制备的“纳夫妥AS”类冰染染料,具
有优异的性能,是不可替代的优秀染料品种。20世纪90年代我国一
直采用落后的气-固相法生产2,3酸,成为全球主要生产国与供应国,
该生产过程使用大量的强酸强碱,对设备腐蚀严重,同时生成大量的
难以治理的萘系废水。随着国内环保要求加大,许多装置被迫关闭,
产量有相应减少。目前日本主要采用溶剂法进行生产,我国也成功开
发了此技术,并建有工业化装置。值得一提的是,溶剂法也适用于重
要液晶材料中间体2,6酸的生产,因此该法亟待在国内推广应用。
  溶剂法可避免传统气-固相法存在的缺点,国内外进行了大量的
研究,所采取的工艺大致相同,只是在具体工艺参数控制及溶剂选择
方面有所不同。
  住友化学  实际生产中选用二异丙基甲苯为溶剂,具体工艺如
下:在氮气保护下,将原料2-萘酚、溶剂二异丙基甲苯和100℃的50%
氢氧化钠溶液加入反应器,其中溶剂与2-萘酚重量比为0.5:1;反应
后的液体混合物送至分馏塔脱水,再沸器的温度控制在230~240℃;
塔底产物送入羧化反应器与二氧化碳在260℃、700kPa条件下反应
1h,反应物与水混合后,用70%硫酸调节pH值至6.0;分离出的水层
在80~85℃、pH值为6条件下用二甲苯萃取出2-萘酚,萃余液送至
酸析罐于80℃用70%硫酸调节pH值至2.0,保温在80℃滤出的析出
物即为成品2,3酸,纯度为99%,2-萘酚含量小于0.05%。2,3酸的
收率以2-萘酚钠计为43.5%。
    上野制药公司  以沸点为200~310℃的轻油为溶剂,将2-萘酚
与氢氧化钠反应制备2-萘酚钠。首先,将2-萘酚钠与轻油(轻油与
2-萘酚钠的重量比为1.5:1)混合后在270℃、300kPa条件下与二氧
化碳发生羧化反应4.5h;反应混合物与水混合,将其温度调节至85
℃搅拌分层,上面轻油层进入回收装置,下面水层送入中和器,用硫
酸调节pH值为5.5,再在85℃下二次分层;上层物质送至萃取器于
85℃下用二甲苯进行萃取,将二甲苯层送至回收装置回收2-萘酚,
水层送至酸析罐,用硫酸调节pH值为2,进行酸析,过滤,干燥得到
成品2,3酸,纯度为99.5%,熔点范围220~221℃,2-萘酚含量小于
0.03%,以2-萘酚钠计,2,3酸收率为45.0%。
    沈阳化工研究院  选用烷基苯或氢化三联苯等作为溶剂。首先,
将2-萘酚、氢氧化钠及有机溶剂加入高压釜,通氮气置换釜内空气,
搅拌加热条件下制得2-萘酚钠盐,然后,减压下脱水制得无水2-萘
酚盐。通入干燥二氧化碳气体,维持釜内一定温度与压力,搅拌下反
应结束,冷却加入水溶液出料,对水层与有机层进行分离,水层加硫
酸调节pH值析出2-萘酚;水层经脱色、过滤后,向滤液中加入硫酸,
调节pH值析出2,3酸,经过滤、水洗、干燥得到产品。萃取液用氢
氧化钠溶液反萃取,分离出有机及2-萘酚水溶液,有机溶剂循环使
用。羧化反应温度与压力最佳选择为240~260℃ 和1MPa,有机溶剂
与2-萘酚的比视不同溶剂而不同,2,3酸纯度大于99%,以2-萘酚
钠计,2,3收率为43%左右。产品外观好,纯度高,可以满足有机颜
料的生产需求,有可行的三废治理方法。(未完待续)
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