CN105924328B - 一种高选择性制备苯甲醇的绿色水解工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高选择性制备苯甲醇的绿色水解工艺，其步骤为：将甲酸钠、氯化苄、水和有机叔胺催化剂按照摩尔比1.05～1.1:1:7.0:0.02投入到反应器中，充分混合搅拌，先在100~115℃下常压反应8~9h，停止加热，将温度降到95~105℃，投入与氯化苄等摩尔量的烧碱继续反应2~3h；反应的混合物料进行过滤，除掉固体氯化钠，液相冷却，分出有机相；有机相通过精馏分离制得高纯度苯甲醇；水相再回到反应器，补加各原料后进行循环水解反应。本发明采用甲酸钠为助剂，有机叔胺为催化剂对氯化苄进行水解制备苯甲醇，采用的有机叔胺催化剂价格低廉、催化效率高；反应的水相可以循环利用，解决了苯甲醇生产过程的高盐废水问题，同时大大降低了二苄醚的含量，二苄醚含量在3.5%以下。

Description

一种高选择性制备苯甲醇的绿色水解工艺
技术领域
本发明涉及有机化工合成领域，具体涉及一种高选择性制备苯甲醇的绿色水解工艺。
背景技术
目前，苯甲醇的生产方法主要采用氯化苄一级常压碱解和高压二级水解，高压二级水解又分碱解和无碱水解。现有的常压水解面临的主要问题是工艺产生大量的高盐废水和副产物二苄醚，处理成本较高；高压碱解同样面临高盐废水的问题，而高压无碱水解面临大量的废盐酸需要处理；同时高压水解对设备的使用要求较高。另外现有的工艺设备使用率较低，碱液浓度较低，在8~13%左右，而无碱水解工艺使用的水量较大，高达氯化苄的5倍质量。
废水处理是现今最大的环境问题之一，高盐废水和废酸的处理给企业带来了巨大的成本压力和环保压力，其相关处理技术也成为困扰企业发展的难题。
发明内容
本发明为了克服现有技术的缺陷，提出了一种高选择性制备苯甲醇的绿色水解工艺。所述工艺反应选择性高，副产物产率降低到3.5%以下；设备利用率高，无高盐废水产生，可以实现反应过程的水相完全循环利用。
本发明为解决以上技术问题，采取以下技术方案；一种高选择性制备苯甲醇的绿色水解工艺，该工艺步骤如下：
（1）将甲酸钠、氯化苄、水和有机叔胺催化剂按照摩尔比1.05～1.1:1:7.0:0.02投入到反应器中，充分混合搅拌，先在100~115℃下常压反应8~9h，停止加热，将温度降到95~105℃，投入与氯化苄等摩尔量的烧碱继续反应2~3h；
（2）反应的混合物料进行过滤，除掉固体氯化钠，液相冷却，分出有机相；
（3）有机相通过精馏分离制得高纯度苯甲醇；
（4）水相再回到反应器，补加各原料后进行循环水解反应。
进一步的，步骤（1）和（4）中，所述甲酸钠的纯度为96%，烧碱的纯度为98%，氯化苄的纯度≥99%，有机叔胺催化剂的纯度≥99%。
进一步的，步骤（1）中，有机叔胺催化剂分子式为，其中R1、R2、R3为1~4碳的烷基。
进一步的，步骤（1）中，先在110~112℃下常压反应8h，将温度降到100~102℃，继续反应2.5~3h。
进一步的，步骤（1）中，所述的水与甲酸钠质量比为1.3~1.1倍。
进一步的，步骤（1）中，所述的有机叔胺催化剂优选三乙胺。
与现有技术相比，本发明的优势在于：
1、反应***没有废水产生，水相是氯化钠饱和溶液，同时含有助剂甲酸钠。能够实现水相的循环利用，反应形成的氯化钠直接以固体形式析出，便于处理。避免了高盐废水的处理，大大降低了生产成本。
2、反应过程氯化苄的转化率在99.9%以上，副产物二苄醚占比＜3.5%。该工艺选择性高，对设备要求低，设备利用率高，很好的解决了现有技术的不足。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步详细描述，但本发明并不局限于所述的实施例。
本发明所述的高选择性制备苯甲醇的绿色水解工艺，该工艺步骤如下：
（1）将甲酸钠、氯化苄、水和有机叔胺催化剂按照摩尔比1.05～1.1:1:7.0:0.02投入到反应器中，充分混合搅拌，先在100~115℃下常压反应8~9h，停止加热，将温度降到95~105℃，投入与氯化苄等摩尔量的烧碱继续反应2~3h；
（2）反应的混合物料进行过滤，除掉固体氯化钠，液相冷却，分出有机相；
（3）有机相通过精馏分离制得高纯度苯甲醇；
（4）水相再回到反应器，补加3%的甲酸钠、2%的水、2%的有机叔胺催化剂，循环水解套用。
实施例1：将3.77kg的甲酸钠、4.35kg的水、4.4kg的氯化苄和0.071kg的三乙胺加入到装有加热、搅拌、温度计和冷凝管的反应釜中，开启搅拌并加热，当釜温升到110℃开始计时，反应8h以后，将温度设定到100℃，投入1.36kg的氢氧化钠水解3h以后取样分析，油相组成为:含苯甲醇95.66%，含二苄醚2.83%。
实施例2：将3.77kg的甲酸钠、4.35kg的水、4.4kg的氯化苄和0.071kg的N-丁基二甲胺加入到装有加热、搅拌、温度计和冷凝管的反应釜中，开启搅拌并加热，当釜温升到110℃开始计时，反应8h以后，将温度设定到100℃，投入1.36kg的氢氧化钠水解3h以后取样分析，油相组成为:含苯甲醇95.71%，含二苄醚1.49%。
实施例3：将3.77kg的甲酸钠、4.35kg的水、4.4kg的氯化苄和0.062kg的N,N-二乙基甲胺加入到装有加热、搅拌、温度计和冷凝管的反应釜中，开启搅拌并加热，当釜温升到110℃开始计时，反应8h以后，将温度设定到100℃，投入1.36kg的氢氧化钠水解3h以后取样分析，油相组成为:含苯甲醇96.11%，含二苄醚2.14%。
实施例4：将3.77kg的甲酸钠、4.35kg的水、4.4kg的氯化苄和0.101kg的三丙胺加入到装有加热、搅拌、温度计和冷凝管的反应釜中，开启搅拌并加热，当釜温升到110℃开始计时，反应8h以后，将温度设定到100℃，投入1.36kg的氢氧化钠水解3h以后取样分析，油相组成为:含苯甲醇95.80%，含二苄醚1.53%。
为了验证本发明的效果，实现水相的循环利用，发明人对实施例1中的水相进行套用.
套用1，补加0.188kg（5%）的甲酸钠，0.09kg（2%）的水，加入0.071kg的三乙胺，投4.4kg的氯化苄到反应釜中，开启搅拌并加热，当釜温升到110℃开始计时，反应8h以后，将温度设定到100℃，投入1.36kg的氢氧化钠水解3h以后取样分析，油相组成为:含苯甲醇94.51%，含二苄醚3.21%。
套用2，补加0.188kg（5%）的甲酸钠，0.09kg（2%）的水，加入0.071kg的三乙胺，投4.4kg的氯化苄到反应釜中，开启搅拌并加热，当釜温升到110℃开始计时，反应8h以后，将温度设定到100℃，投入1.36kg的氢氧化钠水解3h以后取样分析，油相组成为:含苯甲醇96.71%，含二苄醚2.69%。
套用3，补加0.188kg（5%）的甲酸钠，0.09kg（2%）的水，加入0.071kg的三乙胺，投4.4kg的氯化苄到反应釜中，开启搅拌并加热，当釜温升到110℃开始计时，反应8h以后，将温度设定到100℃，投入1.36kg的氢氧化钠水解3h以后取样分析，油相组成为:含苯甲醇96.41%，含二苄醚2.87%。
套用4，补加0.188kg（5%）的甲酸钠，0.09kg（2%）的水，加入0.071kg的三乙胺，投4.4kg的氯化苄到反应釜中，开启搅拌并加热，当釜温升到110℃开始计时，反应8h以后，将温度设定到100℃，投入1.36kg的氢氧化钠水解3h以后取样分析，油相组成为:含苯甲醇96.82%，含二苄醚2.42%。
以上实施例和套用中，氯化苄、三乙胺、甲酸钠、氢氧化钠均为工业级，水为工业用水。有机相分析结果均由气相色谱测定。
通过实施例1、2、3、4与套用1、2、3、4对比：本发明的氯化苄转化率、选择性、生产效率都非常高，具有巨大的工业应用价值。此外，发明人经过大的研究发现，反应过程的甲酸钠损失是由于甲酸生成导致部分损失，这一部分可以通过碱液吸收和循环补加实现。叔胺催化剂最后以季铵盐的形式在二苄醚中析出，经过简单处理可以循环利用。

Claims (5)

1.一种制备苯甲醇的绿色水解工艺，其特征在于，该工艺步骤如下：
（1）将甲酸钠、氯化苄、水和有机叔胺催化剂按照摩尔比1.05～1.1:1:7.0:0.02投入到反应器中，充分混合搅拌，先在100~115℃下常压反应8~9h，停止加热，将温度降到95~105℃，投入与氯化苄等摩尔量的烧碱继续反应2~3h，其中，有机叔胺催化剂分子式为，其中R1、R2、R3为1~4碳的烷基；
（2）反应的混合物料进行过滤，除掉固体氯化钠，液相冷却，分出有机相；
（3）有机相通过精馏分离制得高纯度苯甲醇；
（4）水相再回到反应器，补加各原料后进行循环水解反应。
2.如权利要求1所述的水解工艺，其特征在于，步骤（1）和（4）中，所述的甲酸钠纯度为96%，烧碱纯度为98%，氯化苄纯度≥99%，有机叔胺催化剂纯度≥99%。
3.如权利要求1所述的水解工艺，其特征在于，步骤（1）中，所述的有机叔胺催化剂为三乙胺。
4.如权利要求1所述的水解工艺，其特征在于，步骤（1）中，先在110~112℃下常压反应8h，将温度降到100~102℃，继续反应2.5~3h。
5.如权利要求1所述的水解工艺，其特征在于，步骤（1）中，所述的水与甲酸钠质量比为1.3~1.1倍。
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