[发明专利]一种微通道连续反应器制备2‑烷基蒽醌的方法

说明书

技术领域

本发明属于化工合成领域，具体涉及一种微通道连续反应器制备2-烷基蒽醌的方法。

背景技术

微通道反应器是微反应器、微混合器、微换热器和微控制器等微通道化工设备的通称。由于其具有结构简单、操作条件易于控制和无放大效应等独特优势，90年代中期以来，在化工、医药、农药、材料、食品、有机合成以及其他精细化工等多个行业的研发和生产过程中得到了越来越多的应用，迅速发展成为研究热点。相对于传统的反应工艺，微反应器应用过程具有高速混合、高效传质和传热、窄的停留时间分布、停留时间可调、便于自动化控制、反应体积小、几乎无放大效应以及高的安全性能等优点。因此，微反应器技术已经在受微观混合效果控制的瞬间反应、处于传质过程控制的中快速反应、中间产物相对不稳定的连串反应和强放热的易爆炸反应等诸多反应类型中显示出了巨大的应用前景。

2-烷基蒽醌是重要的精细化工原料，主要用于双氧水合成催化剂，也用于制备感光化合物、染料、光筛树脂、医药和农药中间体等领域。随着双氧水需求的增加，特别是造纸行业的迅猛发展，使2-烷基蒽醌成为颇具发展潜力的精细化学品。目前，生产2-烷基蒽醌的方法主要有：烷基蒽直接氧化法、2-甲酰基蒽醌转化法、Friedel-Crafts法等。而Friedel-Crafts法主要分为两步，先以烷苯和邻苯二甲酸酐为原料，在AlCl₃作用下合成2-(4-烷基苯甲酰基)苯甲酸(BE酸)，然后在发烟硫酸作用下BE酸脱水闭环生成2-烷基蒽醌。由于石油化工迅速发展，烷苯及邻苯二甲酸酐来源充分，为Friedel-Crafts法提供了充足的原料，因此，Friedel-Crafts法在我国成为2-烷基蒽醌的主要生产方法。从“绿色化”的观点出发，需要进一步对Friedel-Crafts法的工艺进行强化和改善。由于我国的2-烷基蒽醌生产规模较小、污染严重，不能满足双氧水等工业需求。因此每年需要进口大量的高质量2-烷基蒽醌以弥补需求的缺口。目前我国广泛采用Friedel-Crafts法合成2-烷基蒽醌，该法存在三废量大、腐蚀严重等缺点。国内外许多研究人员对Friedel-Crafts法合成2-烷基蒽醌技术进行了研究，主要目的是强化烷基化和闭环反应过程，实现2-烷基蒽醌合成工业的清洁化。

CN 1315768C(2007-05-16)和CN 1879965A(2006-12-20)专利介绍了采用固体酸为催化剂，催化2-(4-烷基苯甲酰基)苯甲酸脱水闭环生成2-烷基蒽醌的方法，但该方法虽然可解决环境污染问题，但离工业化的要求还有很大的差距。

CN102050716A(2010-11-18)专利介绍了一种从硫酸中分离净化2-烷基蒽醌的方法，该方法为分离过程的专利，可以减少废硫酸的排放量。

CN101633613A(2010-01-27)专利介绍了管道式反应器连续生产2-烷基蒽醌的装置和工艺，该专利采用Y型射流混合器，存在着部分2-(4-烷基苯甲酰基)苯甲酸在硫酸溶液中未达到微观混合，造成收率低，同时，在专利要求中未给出射流混合的可保护的基本参数。

罗罹等人(科技资讯，2009，vol 19，11-12)也公开了2-(4-烷基苯甲酰基)苯甲酸闭环反应连续化工艺研究，给出了适宜的反应工艺，但硫酸与固体的2-(4-烷基苯甲酰基)苯甲酸先进行混合，且闭环反应温度高，反应时间短，工业上操控比较困难。

目前，国内外厂家大都采用将2-(4-烷基苯甲酰基)苯甲酸经干燥、造粒、浓硫酸溶解、加热反应、水解、萃取、蒸馏等过程得到2-烷基蒽醌，收率在75-79％。但该过程存在工艺繁琐、处理过程复杂、劳动强度大、收率低等问题，需要改进生产过程。因此，新的制备2-烷基蒽醌的反应合成方法需要被开发。

发明内容

针对以上所述目前制备2-烷基蒽醌存在的问题，本发明提供了一种连续流反应合成2-烷基蒽醌的制备方法。

一种连续流反应合成2-烷基蒽醌的方法，所述合成在微通道反应器中进行，所述的微通道反应器为内径0.5mm～3mm的管式反应器，总体由依次连接的混合器I、反应器I、混合器II、反应器II、分离单元组成。

2-烷基蒽醌的合成方法，主要包括以下步骤：

步骤(1)，以AlCl₃为催化剂，催化邻苯二甲酸酐与烷基苯进行Friedel-Crafts酰化反应生成2-(4-烷基苯甲酰基)苯甲酸。