一種連續(xù)制備2，3，5-三甲基苯醌的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及化學(xué)合成工藝技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及2，3，5-三甲基苯醌的合成技術(shù)，特別是一種連續(xù)制備2，3，5-三甲基苯醌的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]2，3，5_三甲基苯醌是合成維生素E的重要中間體。維生素E是重要的脂溶性生物抗氧化劑，在醫(yī)藥、保健品、食品、化妝品、畜牧業(yè)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。隨著維生素E國內(nèi)外市場的逐漸增長，對(duì)三甲基苯醌的需求也日益增加。
[0003]目前國內(nèi)主要通過將2，3，6-三甲基苯酚氧化從而獲得2，3，5-三甲基苯醌。傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝先用40%的硫酸磺化2，3，6-三甲基苯酚，然后用二氧化錳氧化，從而制得2，3，5-三甲基苯醌。該方法雖然流程短，設(shè)備簡單，收率也相對(duì)較高，但在制備過程中會(huì)產(chǎn)生大量的廢酸水和錳鹽廢渣，污染環(huán)境。因此近年來國內(nèi)大多采用催化氧化法來制備2，3，5-三甲基苯醌，一般以鹵化銅或堿土金屬鹵化物作為催化劑，以空氣或者氧氣作為氧化劑。該方法合成步驟少，反應(yīng)條件溫和，反應(yīng)后催化劑與產(chǎn)品易于分離，且能循環(huán)使用；同時(shí)，由于避免了化學(xué)氧化劑的使用，既解決了環(huán)境污染的問題，又使產(chǎn)品質(zhì)量得到了提高，產(chǎn)品的收率和純度都較高，與傳統(tǒng)工藝相比具有很大的優(yōu)勢(shì)。例如專利CN88102750A公開了一種2，3，5-三甲基苯醌的制備方法，在氯化銅和氯化鋰組成的催化劑存在下，在芳香烴和C1-4低級(jí)脂肪醇組成的溶劑混合物中使用分子氧或含分子氧的氣體來氧化2，3，6_三甲基苯酚從而制備2，3，5-三甲基苯醌。
[0004]目前2，3，5_三甲基苯醌的工業(yè)生產(chǎn)裝置大多使用間歇攪拌釜作為反應(yīng)器。在間歇生產(chǎn)過程中，投料、放料、清洗和物料加熱冷卻等非生產(chǎn)性的操作時(shí)間過長，生產(chǎn)效率低且操作強(qiáng)度大。間歇攪拌釜內(nèi)通過攪拌槳的機(jī)械攪拌來實(shí)現(xiàn)物料的混合，容易發(fā)生攪拌不均勻而使得傳質(zhì)傳熱效果較差，同時(shí)間歇攪拌釜內(nèi)的反應(yīng)過程具有時(shí)變性、非線性等特點(diǎn)，溫度不易控制，反應(yīng)效果不穩(wěn)定使得每批次的產(chǎn)品不一，產(chǎn)品質(zhì)量缺乏穩(wěn)定性，也很難進(jìn)行連續(xù)化生產(chǎn)。此外，間歇攪拌釜反應(yīng)器的頂部巨大的氣相空間混合有有機(jī)溶劑蒸汽和氧氣，存在很大的安全隱患。
[0005]間歇生產(chǎn)存在的弊端使得2，3，5-三甲基苯醌的連續(xù)化生產(chǎn)成為未來發(fā)展的趨勢(shì)。由于2，3，6-三甲基苯酚氧化制備2，3，5-三甲基苯醌的反應(yīng)是一個(gè)氣液液多相反應(yīng)，連續(xù)化生產(chǎn)中經(jīng)常使用的管式反應(yīng)器并不適用，相與相之間較難達(dá)到充分混合，難以取得良好的傳質(zhì)傳熱效果，因此反應(yīng)結(jié)果也不理想。振蕩流管式反應(yīng)器是近年來發(fā)展較快的一種新型反應(yīng)器，經(jīng)過不斷改進(jìn)，已逐漸發(fā)展成為一種新型高效的連續(xù)化反應(yīng)設(shè)備與過程強(qiáng)化裝置，具有能顯著提高物料的混合程度，傳質(zhì)傳熱性能優(yōu)良，工藝過程易控制，在連續(xù)操作狀態(tài)下停留時(shí)間分布優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn)。專利CN1958143A公開了一種錐環(huán)擋板振蕩流管式反應(yīng)器。在平均流速較低的連續(xù)化操作條件下，該反應(yīng)器具有比釜式反應(yīng)器和普通管式反應(yīng)器更均勻的停留時(shí)間和優(yōu)良的傳遞特性。但此反應(yīng)器在應(yīng)用于氣液液多相流反應(yīng)過程時(shí)，由于氣泡或液滴上升過程中發(fā)生聚并，無法始終保證分散相形態(tài)的穩(wěn)定性和尺寸的均勻性，導(dǎo)致相界面減小、更新緩慢，降低了相際間的混合及傳遞效果，進(jìn)而影響了反應(yīng)結(jié)果。
[0006]目前關(guān)于2，3，5_三甲基苯醌的精制方法主要由水蒸氣蒸餾法、減壓蒸餾法和超低溫結(jié)晶法。水蒸氣蒸餾法是用大量水蒸氣將2，3，5_三甲基苯醌帶出，經(jīng)過油相、水相分離后，再對(duì)油相進(jìn)行干燥從而獲得較高純度的2，3，5-三甲基苯醌。該方法生產(chǎn)效率低，能耗高，使得生產(chǎn)成本大幅度增加，僅在個(gè)別小型廠中應(yīng)用。減壓蒸餾法是在高真空條件下，通過精餾將2，3，5-三甲基苯醌和雜質(zhì)分離，得到較高純度的2，3，5-三甲基苯醌。該方法在操作過程中對(duì)真空度的要求很高，一般要求真空度在10Pa以下，設(shè)備投資高，生產(chǎn)成本高，在國外大型工廠中有應(yīng)用。超低溫結(jié)晶法是在_6°C?32°C，在一種或多種助劑存在的條件下使2，3，5-三甲基苯醌重結(jié)晶。該方法不僅需要多種助劑，且在母液中有10%?20%的2，3，5-三甲基苯醌殘留，不適合工業(yè)化應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有制備2，3，5-三甲基苯醌生產(chǎn)工藝存在的缺陷，旨在提供一種連續(xù)制備2，3，5-三甲基苯醌的方法，以實(shí)現(xiàn)2，3，5-三甲基苯醌反應(yīng)分離過程的連續(xù)化，提高生產(chǎn)效果和產(chǎn)品質(zhì)量，同時(shí)提高生產(chǎn)工藝的安全性。
[0008]本發(fā)明具體通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0009]一種連續(xù)制備2，3，5-三甲基苯醌的方法，包括反應(yīng)工序、油相精制工序和水相精制工序。
[0010]所述的反應(yīng)工序?yàn)榉磻?yīng)原料溶液和復(fù)合催化劑溶液進(jìn)入填充床振蕩流反應(yīng)器發(fā)生氧化反應(yīng)，得到以2，3，5_三甲基苯醌為主的油相和水相。
[0011]所述的油相精制工序?yàn)榉磻?yīng)后的油相進(jìn)入油相除鹽萃取塔，萃取后的含鹽水相與反應(yīng)得到的水相混合后進(jìn)入脫醇精餾塔，除鹽后的油相進(jìn)入氣提脫輕塔，塔底得到含2，3，5-三甲基苯醌的油相，進(jìn)入三甲基苯醌減壓精餾塔，塔頂?shù)玫?，3，5-三甲基苯醌產(chǎn)品。
[0012]所述的水相精制工序?yàn)樘畛浯舱袷幜鞣磻?yīng)器的水相與油相除鹽萃取塔塔底得到的水相物料混合后進(jìn)入脫醇精餾塔，得到含2，3，5-三甲基苯醌的水相，進(jìn)入三甲基苯醌回收萃取塔，對(duì)經(jīng)萃取后含2，3，5-三甲基苯醌的溶液進(jìn)行精餾，獲得2，3，5-三甲基苯醌。
[0013]所述的原料溶液的溶劑由有機(jī)溶劑和水組成，所述的有機(jī)溶劑為丁醇/戊醇或其醇類同分異構(gòu)體中的一種，或C1-5低級(jí)脂肪族醇和芳香烴的混合物，芳香烴為甲苯、二甲苯或氯苯；所述的復(fù)合催化劑由氯化銅和氯化鋰組成。
[0014]所述的油相除鹽萃取塔的萃取劑為工藝軟水，所述的氣提脫輕塔采用氮?dú)鈿馓帷?br>[0015]所述的三甲基苯醌回收萃取塔中萃取劑為環(huán)己烷。
[0016]本發(fā)明的合成2，3，5-三甲基苯醌的連續(xù)生產(chǎn)方法是一種安全、環(huán)保、節(jié)能的生產(chǎn)工藝，與現(xiàn)有工藝相比，具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0017]I)使用填充床振蕩流反應(yīng)器進(jìn)行2，3，6-三甲基苯酚的氧化反應(yīng)。具有良好的混合效果及傳熱傳質(zhì)特性，能使氣、液、液三相的相界面不斷更新，提高反應(yīng)速率；在特定的振蕩條件下可獲得接近平推流的停留時(shí)間分布，避免物流返混導(dǎo)致副反應(yīng)發(fā)生而降低對(duì)目標(biāo)產(chǎn)物的選擇性；反應(yīng)器頂部氣相空間較小，大大降低了有機(jī)溶劑蒸汽爆炸的危險(xiǎn)，提高了生產(chǎn)工藝的安全性。
[0018]2)通過合理的流程設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了工藝中溶劑、萃取劑、氣提劑及催化劑的合理循環(huán)利用，且不產(chǎn)生廢渣、廢氣，產(chǎn)生的廢水可用作工藝軟水、清洗用水，既避免了環(huán)境污染，又提高了資源的利用率。
[0019]3)采用氮?dú)鈿馓岢ニ?、仲丁醇等輕組分，解決了現(xiàn)有分離技術(shù)能耗大的問題，同時(shí)分離工段得到的仲丁醇和水組成的混合溶劑可直接回用至反應(yīng)工段，省去了仲丁醇和水的精制工序，節(jié)約了設(shè)備投資，降低了精制過程的能耗。
[0020]4)實(shí)現(xiàn)了 2，3，6_三甲基苯酚反應(yīng)及分離過程的連續(xù)化，解決了間歇生產(chǎn)過程中投料、放料、清洗和物料加熱冷卻等非生產(chǎn)性的操作時(shí)間過長，生產(chǎn)效率低且操作強(qiáng)度大，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定等問題。
【附圖說明】
[0021]圖1是本發(fā)明制備2，3，5-三