[发明专利]一种维生素K3的制备方法及装置

说明书

技术领域

本发明属于化工领域，涉及一种维生素K₃的制备方法，另外还提供了一种制备维生素K₃的装置。 

背景技术

β-甲萘醌（维生素K₃）合成工艺技术，目前国内均采用釜式间歇氧化β-甲基萘生产路线，由于此氧化反应释放大量热量，温度难以控制，必须采用冷冻液进行换热。反应条件控制的局限性，导致产品收率低，批次间质量不稳定，且氧化液消耗量大。 

原料β-甲基萘氧化生成β-甲萘醌的反应过程易产生过氧化现象而使产品的收率降低，反应过程的关键在于氧化条件的控制，包括氧化液浓度、β-甲基萘浓度、混合效果、反应温度、反应时间等，所有这些条件对β-甲萘醌的质量及收率均产生直接影响。β-甲基萘氧化既能发生在芳环上也能发生在侧链甲基上。芳环上发生氧化反应时生成β-甲萘醌、6-甲萘醌、顺丁烯二酸酐、邻苯二甲酸酐、二氧化碳和水，侧链甲基发生氧化反应则生成甲醇、甲醛、甲酸，β-甲基萘氧化产物随氧化条件而变化。间歇氧化β-甲基萘时起始β-甲基萘和氧化液浓度高，放热量大，反应剧烈，为了控制反应速度，防止副产物、过氧化物的产生，一般反应先期温度控制在35～45℃，此时需使用-20℃左右的冷冻液进行降温，由于釜夹套传热差，局部温度高会使生成的β-甲萘醌产生过氧化现象，过氧化消耗了氧化液而使反应后期β-甲基萘未能全部被氧化，影响β-甲萘醌的质量、收率；随着反应的进行，β-甲基萘和氧化液浓度降低，为了β-甲基萘氧化完全需提高反应温度至55～65℃，若前期使用冷冻液控温降温不当，氧化反应放热量不足于使反应温度上升时只能在釜夹套通入蒸汽促使反应温度上升，能耗更高；反应结束后在釜夹套通入-20℃左右的冷冻液降温至25～35℃出料。产品质量波动、过程操作繁琐、温度控制复杂、生产效率低下。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是β-甲基萘氧化制备维生素K₃的工艺，氧化进程难以控制，从而影响维生素K₃的转化率，并提出一种维生素K₃的制备方法。 

本发明所述一种维生素K₃的制备方法，包括： 

a.将β-甲基萘流、氧化物水溶液流以及循环流混合冷却形成反应液流；

b.持续对反应液流冷却反应形成粗产物流；

c.从粗产物流中分离维生素K₃；

所述b步骤中的部分粗产物流作为循环流重新用于a步骤；a步骤中氧化物水溶液流包括重铬酸钠以及硫酸，CrO₃含量为200～350g/L，硫酸含量为400～550g/L，氧化物水溶液流与β-甲基萘流的流量比为7～11:1，β-甲基萘与反应液流的流量比为1:900-1300；所述b步骤的反应液流温度控制在55～65℃。

本发明希望在维生素K₃的制备过程中尽量不要出现局部反应过热的现象，因为局部反应过热将无可避免的使维生素K₃制备反应的副产物增加，一般认为，局部反应浓度相对过高可以引起局部反应过热。本发明还希望可以容易的使反应物的浓度以本发明设计的最佳浓度进行，这样的浓度不但可以延缓维生素K₃制备反应的放热速度，而且确保反应在合适的温度下进行，而得到尽可能大的反应收率。 

通常可以通过优化搅拌方式尽量消除局部反应浓度相对过高的现象，搅拌本身的动能传递给反应物，并提高反应物之间进行相互有效碰撞的几率，使得反应迅速进行，同时释放大量的热量而促使反应温度迅速升高，无法确保反应向有利于维生素K₃生成的方向进行。 

本发明发现可以用反应物边反应边流动冷却的形式（冷却反应）解决反应物局部浓度相对过高的问题，而β-甲基萘的浓度最好维持在一个比较低的水平，使得冷却反应的温度维持在有利于维生素K₃生成的范围，通常可以相对减少β-甲基萘流的流量，然而这样就会降低反应的效率。