重氮鹽水解制備愈創(chuàng)木酚水解反應(yīng)器及工藝研究.pdf

1、本文綜述了愈創(chuàng)木酚的性質(zhì)、用途與合成方法，并對各種方法進行了比對分析。其中，鄰氨基苯甲醚法以鄰氨基苯甲醚為原料經(jīng)重氮化、水解制得愈創(chuàng)木酚，具有原料易得、產(chǎn)品無異構(gòu)體和純度高等優(yōu)點。在工業(yè)化生產(chǎn)中，該方法的重氮化工藝已經(jīng)成熟，而水解工藝由于采用傳統(tǒng)釜式水解工藝，副產(chǎn)物較多，產(chǎn)品收率較低，三廢污染嚴重。因此，本文對水解設(shè)備和工藝條件進行了詳細研究。
　　針對水解工藝中的眾多缺陷，本文對重氮鹽水解反應(yīng)分別從熱力學和動力學上進行了分析。熱

2、力學上，重氮鹽由于分子中含有有機化合物中較好的離去基團—分子氮，這是一很強的熱力學推動力，使重氮鹽的水解反應(yīng)在實驗條件下能夠反應(yīng)完全。動力學上，系統(tǒng)分析了鄰甲氧基苯重氮鹽水解過程各因素對抑制耦合副反應(yīng)和提高主產(chǎn)品收率的動力學條件，其中，溫度效應(yīng)和濃度效應(yīng)對重氮鹽水解反應(yīng)具有較大的影響，必須滿足：重氮鹽與水解液在迅速混合的同時快速升溫、足夠低的重氮鹽濃度和產(chǎn)品濃度。只有滿足這些基本條件，水解反應(yīng)才能以較快的速率進行。
　　在實驗室的

3、四口燒瓶中對傳統(tǒng)釜式水解反應(yīng)器及工藝條件進行了實驗?zāi)M研究，探索了傳統(tǒng)釜式水解制備愈創(chuàng)木酚的工藝條件，并分析了傳統(tǒng)釜式反應(yīng)器存在的問題。在傳統(tǒng)釜式反應(yīng)器中，水解溫度對產(chǎn)品收率影響最大，當水解溫度采用水解液的沸騰溫度、重氮鹽稀釋1倍滴加1h、水解液中水酸質(zhì)量比為10:1和催化劑用量為原料摩爾質(zhì)量的6倍時，產(chǎn)品收率可達84.1％。通過對傳統(tǒng)釜式反應(yīng)器的水解過程進行分析發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)釜式水解工藝采用向沸騰的水解液中加入重氮鹽這一半連續(xù)化的操作，雖

4、然在一定程度上解決了快速升溫這一關(guān)鍵問題，但由于受攪拌、加熱和體積的限制，將不可避免地存在物料返混、水解液的配比逐漸偏離最佳值、產(chǎn)品的蒸出受到限制和產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定等問題，這些問題將嚴重降低主反應(yīng)的選擇性。
　　根據(jù)重氮鹽水解的理論分析和傳統(tǒng)釜式水解反應(yīng)器存在的問題，并結(jié)合超重力反應(yīng)器特性，本文探索設(shè)計制作了撞擊流旋轉(zhuǎn)填料床。在撞擊流旋轉(zhuǎn)填料床中，重氮鹽與熱的水解液先經(jīng)過撞擊混合再經(jīng)過填料混合和加熱夾套加熱總時間小于5s，在此過程中

5、，重氮鹽與水解液實現(xiàn)了快速混合的同時迅速升溫。但在此如此短的時間內(nèi)，由于重氮鹽水解速率的限制，撞擊流旋轉(zhuǎn)填料的輸出液體中可能尚有少量未參與反應(yīng)的重氮鹽，因此，本文設(shè)計制作了設(shè)有加熱夾套的管式反應(yīng)器，并與撞擊流旋轉(zhuǎn)填料床耦合成超重力-管式組合水解反應(yīng)器，能夠在抑制副反應(yīng)的同時保證重氮鹽水解完全。
　　本文將超重力-管式組合水解反應(yīng)器用于重氮鹽水解制備愈創(chuàng)木酚工藝，并進行了實驗研究。實驗通過正交和單因素實驗考察了水解溫度、催化劑用量、