一种水杨酸绿色合成新工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种水杨酸绿色合成新工艺，以苯酚钠、二氧化碳和硫酸为原料，采用气

【技术实现步骤摘要】
一种水杨酸绿色合成新工艺


[0001]本专利技术涉及一种水杨酸绿色合成新工艺，以苯酚钠、二氧化碳和硫酸为原料，采用气
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液羧化反应、硫酸酸化、蒸发脱水、丙酮浸取、蒸发结晶耦合技术制备水杨酸，并副产硫酸钠，同时实现溶剂、废水的资源化利用。属于精细化工、分离工程和化学工程


技术介绍

[0002]1.水杨酸
[0003]水杨酸，Salicylic Acid，邻羟基苯甲酸或2
‑
羟基苯甲酸，分子式为C7H6O3，分子量为138.12，熔点为158～161℃，到76℃时能升华。微溶于冷水(460毫升冷水能溶解1克水杨酸)，易溶于热水(15毫升热水溶解1克水杨酸，100℃时，8.4％)，易溶于乙醇、乙醚和丙酮，溶于热苯。室温下为白色针状结晶或单斜棱晶，有特殊的酚酸味。在空气中稳定，但遇光渐渐改变颜色。水杨酸能够同水蒸气一起挥发。
[0004]水杨酸与碳酸氢钠反应生成的水杨酸钠容易溶解在水中(25℃时，50％)。
[0005][0006]水杨酸主要作为医药工业的原料，其最早来源于植物柳树皮提取物，是一种具有消炎功能的天然的药物，具有去角质、杀菌、消炎等功能，常直接用于治疗各种慢性皮肤病；水杨酸的衍生物乙酰水杨酸钠就是常用的感冒药阿司匹林，对氨基水杨酸钠则是一种常用的抗结核药物；水杨酸还用于兽药、农药、合成香料、染料等工业，应用广泛。
[0007]2.水杨酸的主要合成方法
[0008]目前，水杨酸主要采用苯酚为原料通过化学合成制得，主要生产工艺方法有Koble
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Skhmitt固相羧化法。
[0009]采用传统的Koble
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Skhmitt固相羧化法生产水杨酸。首先苯酚与氢氧化钠反应生成苯酚钠，蒸馏脱水后得到苯酚钠固体；然后通二氧化碳进行羧基化反应，制得水杨酸钠；再用硫酸酸化得粗品水杨酸钠；最后经升华精制得成品。依据苯酚钠和二氧化碳发生羧化反应的操作条件不同，该制备方法又可分为常压法和中压法。
[0010]常压法是将苯酚与50％的氢氧化钠溶液配制成苯酚钠，使游离碱残留量控制在1％以内，减压脱水后，加苯酚作溶剂共沸脱水，然后苯酚钠在溶剂苯酚中常压下通入干燥的二氧化碳羧化，再用硫酸酸化即得成品。
[0011]中压法是首先制成脱水苯酚钠，在中压下用二氧化碳进行羧基化，生成碳酸苯酚酯，然后加压进行分子重排，生成水杨酸钠，再经酸化后处理制得水杨酸。
[0012]该法的缺点是固相羧化反应为气
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固反应，反应系统控温困难，易局部过热；反应选择性低，易生成副产物对羟基苯甲酸，导致产品精制困难；很难得到高质量的水杨酸，通常需用真空升华精制才能得到升华级水杨酸；苯酚钠盐脱水后存在燃烧和爆炸的安全隐
患。
[0013]3.现有水杨酸合成方法存在的主要问题
[0014](1)羧化反应速率和选择性问题：在苯酚钠和二氧化碳发生羧化反应生成水杨酸钠过程中，二氧化碳为气相物料，苯酚钠是固相或者是液相物料，为气
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固或气
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液反应系统，如何使气相反应物二氧化碳与苯酚钠的反应快速、有效进行是羧化法制备水杨酸过程中的一个共性技术难题。
[0015](2)细颗粒苯酚钠的制备以及过程安全问题：为了提高苯酚钠和二氧化碳发生羧化反应生成水杨酸钠的速率，采用减小苯酚钠颗粒的方法是提高羧化反应速度和转化率的有效方法。为了制备细颗粒苯酚钠，必然存在细颗粒苯酚钠制备技术难题以及细颗粒苯酚钠制备过程中存在燃烧和爆炸安全隐患等问题。
[0016](3)水杨酸的分离精制问题：在制备过程中，如何分离脱除水杨酸产物中的杂质，特别是分离水杨酸和硫酸钠物料，提高水杨酸的纯度和提高分离效率也是共性的技术难题。通常采用的真空升华精制水杨酸工艺存在速率和效率低的问题。
[0017](4)溶剂、副产物的资源化利用问题：采用溶剂法溶解苯酚钠以及作为脱水剂使用的溶剂的存在再生利用问题，产生的副产物硫酸钠也存在资源化利用问题，如何实现物料的资源化利用是制备水杨酸过程中又一共性技术难题。

技术实现思路

[0018]本专利技术针对现有水杨酸制备过程中存在的问题，首先将苯酚转化为苯酚钠，采用气
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液羧化反应、硫酸酸化、蒸发脱水、丙酮浸取、蒸发结晶耦合技术制备水杨酸，并副产硫酸钠，同时实现溶剂、废水的资源化利用，提供了一种水杨酸的绿色合成新工艺。
[0019]实现上述目的技术方案是：
[0020](1)溶液配制：在苯酚钠溶液配制设备中，将苯酚钠溶解于有机溶剂丙酮制得苯酚钠溶液，溶液中苯酚钠的质量与丙酮的体积比为1.0kg:4.0L～1.0kg:10.0L；
[0021](2)羧化反应：在高效气
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液分散混合反应器中，将苯酚钠溶液与二氧化碳进行气
‑
液分散混合，苯酚钠与二氧化碳发生羧化反应生成水杨酸钠；
[0022](3)减压闪蒸：在减压闪蒸设备中，将上一步羧化反应后的物料进行减压闪蒸操作，经减压闪蒸操作得到的固相物料进入第六步酸化反应步骤，气相物料进入下一步；
[0023](4)降温冷凝：在降温冷凝设备中，将上一步得到的气相物料进行降温冷凝，冷凝后的物料进入下一步；
[0024](5)气
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液分离：在气
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液分离设备中，将上一步得到的物料进行气
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液分离，气相物料进入第二步羧化反应步骤作为反应原料二氧化碳使用，液相物料丙酮进入第一步溶液配制步骤作为溶剂循环使用；
[0025](6)酸化反应：将第三步减压闪蒸得到的固相物料水杨酸钠与硫酸水溶液进行分散混合，水杨酸钠发生酸化反应生成水杨酸和硫酸钠，反应后的物料进入下一步；
[0026](7)蒸发脱水：在蒸发脱水设备中，将水杨酸钠与硫酸酸化反应后的物料进行蒸发操作，气相物料冷凝得到的水去进一步利用和处理，固相物料进入下一步；
[0027](8)丙酮浸取：在浸取设备中，将上一步的固相物料以丙酮为浸取剂进行浸取操作，将物料中的水杨酸浸取到浸取相中；
[0028](9)固
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液分离：经浸取操作的物料在固
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液分离设备中进行固
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液分离，固相物料为硫酸钠，经分离精制得到副产物硫酸钠，液相物料进入下一步；
[0029](10)脱色除杂：在脱色除杂设备中，将脱色除杂剂加入到上一步得到的液相物料中进行脱色除杂，经脱色除杂操作的物料进入下一步；
[0030](11)固
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液分离：在固
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液分离设备中，将上一步经脱色除杂操作得到的物料进行固
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液分离，液相物料进入第十三步蒸发结晶步骤，固相物料进入下一步；
[0031](12)再生处理：在脱色除杂剂再生处理设备中，将上一步得到的固相物料经过再生处理后直接作为第十步脱色除杂步骤的脱色除杂剂循环使用；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水杨酸绿色合成新工艺，以苯酚钠、二氧化碳和硫酸为原料，采用气
‑
液羧化反应、硫酸酸化、蒸发脱水、丙酮浸取、蒸发结晶耦合技术制备水杨酸，并副产硫酸钠，同时实现溶剂、废水的资源化利用，其特征在于所述方法步骤如下：(1)溶液配制：在苯酚钠溶液配制设备中，将苯酚钠溶解于有机溶剂丙酮制得苯酚钠溶液，溶液中苯酚钠的质量与丙酮的体积比为1.0kg:4.0L～1.0kg:10.0L；(2)羧化反应：在高效气
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液分散混合反应器中，将苯酚钠溶液与二氧化碳进行气
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液分散混合，苯酚钠与二氧化碳发生羧化反应生成水杨酸钠；(3)减压闪蒸：在减压闪蒸设备中，将上一步羧化反应后的物料进行减压闪蒸操作，经减压闪蒸操作得到的固相物料进入第六步酸化反应步骤，气相物料进入下一步；(4)降温冷凝：在降温冷凝设备中，将上一步得到的气相物料进行降温冷凝，冷凝后的物料进入下一步；(5)气
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液分离：在气
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液分离设备中，将上一步得到的物料进行气
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液分离，气相物料进入第二步羧化反应步骤作为反应原料二氧化碳使用，液相物料丙酮进入第一步溶液配制步骤作为溶剂循环使用；(6)酸化反应：将第三步减压闪蒸得到的固相物料水杨酸钠与硫酸水溶液进行分散混合，水杨酸钠发生酸化反应生成水杨酸和硫酸钠，反应后的物料进入下一步；(7)蒸发脱水：在蒸发脱水设备中，将水杨酸钠与硫酸酸化反应后的物料进行蒸发操作，气相物料冷凝得到的水去进一步利用和处理，固相物料进入下一步；(8)丙酮浸取：在浸取设备中，将上一步的固相物料以丙酮为浸取剂进行浸取操作，将物料中的水杨酸浸取到浸取相中；(9)固
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液分离：经浸取操作的物料在固
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液分离设备中进行固
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液分离，固相物料为硫酸钠，经分离精制得到副产物硫酸钠，液相物料进入下一步；(10)脱色除杂：在脱色除杂设备中，将脱色除杂剂加入到上一步得到的液相物料中进行脱色除杂，经脱色除杂操作的物料进入下一步；(11)固
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液分离：在固
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液分离设备中，将上一步经脱色除杂操作得到的物料进行固
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液分离，液相物料进入第十三步蒸发结晶步骤，固相物料进入下一步；(12)再生处理：在脱色除杂剂再生处理设备中，将上一步得到的固相物料经过再生处理后直接作为第十步脱色除杂步骤的脱色除杂剂循环使用；(13)蒸发结晶：将第十一步固
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液分离得到的液相物料进行蒸发结晶...

【专利技术属性】
技术研发人员：许文林，王大为，
申请(专利权)人：扬州大学，
类型：发明
国别省市：