CN107325054A - 在甲硝唑生产过程中副产物循环套用的方法 - Google Patents

在甲硝唑生产过程中副产物循环套用的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了在甲硝唑生产过程中副产物循环套用的方法，它解决了现有工艺乙二醇及其醚等副产物用途不大，污染环境和环氧乙烷利用率低等问题，将甲硝唑合成过程中产生的乙二醇及其醚等副产物循环套用，并采用减少甲酸溶剂用量、提高甲酸和硫酸的浓度等措施，减少水份带入量，以提高环氧乙烷的利用率。本发明用乙二醇及其醚等副产物部分地作溶剂，既减少了甲酸溶剂的用量，又提高了环氧乙烷的利用率，还解决了废液污染问题。

Description

在甲硝唑生产过程中副产物循环套用的方法
技术领域
本发明属于有机合成、资源回收和环境保护领域，特别涉及在甲硝唑生产过程中副产物循环套用的方法。
背景技术
甲硝唑为白色或微黄色的结晶或结晶性粉末，用于治疗肠道和肠外阿米巴病（如阿米巴肝脓肿、胸膜阿米巴病等）。还可用于治疗***滴虫病、小袋虫病和皮肤利什曼病、麦地那龙线虫感染等。目前还广泛用于厌氧菌感染的治疗，被世界卫生组织(WHO)作为抗厌氧菌的首选药物。
合成甲硝唑的现行工艺是将2-甲基-5-硝基咪唑溶解于甲酸中，在30-40℃逐次加入环氧乙烷，并在加料中间添加硫酸。加毕，反应1h得羟化液。用氢氧化钠溶液，将羟化液调至pH=10,放置冷却，结晶，过滤,得甲硝唑。
目前公布了一种在甲硝唑生产过程中回收利用甲酸溶剂的方法（ZL201610203339.7），先向羟化液中加入甲醇，发生酯化反应，蒸馏得甲酸酯；再向蒸残液中加入氢氧化钠溶液调至pH=10,放置冷却，结晶，过滤,得甲硝唑；然后蒸发滤液中水份，放置冷却，结晶，过滤,得硫酸钠；最后减压蒸馏，得乙二醇及其醚等副产物。但目前乙二醇及其醚等副产物只能作燃料，价值不大，有的企业直接排放。乙二醇及其醚等副产物是环氧乙烷与甲酸和硫酸带入的水反应生成的。但若减少甲酸和硫酸带入的水，会影响甲硝唑的产率，现行工艺甚至将高浓度甲酸与稀甲酸配制成85%的工业甲酸使用。
现行甲硝唑合成工艺，原料环氧乙烷的利用率只有20%。实用新型专利甲硝唑羟化反应釜（201020227836.2），将釜体高度与内径之比增加；实用新型专利甲硝唑羟化反应釜环氧乙烷通入装置（201020247143.X）,改善通入气体的分布状况；发明专利一种提高甲硝唑生产原料环氧乙烷利用率的工艺及设备（201310215220.1），采用三釜串连和多级冷凝的措施。尽管上述三个专利都不同程度地增加了环氧乙烷与物料接触反应的机会，但环氧乙烷的利用率仍不超过25%。
发明内容
本发明的目的在于针对现有甲硝唑生产工艺存在的缺点，提供一种在甲硝唑生产过程中副产物环循环套用的方法，将甲硝唑合成过程中产生的乙二醇及其醚等副产物循环套用，并通过减少甲酸溶剂用量、提高甲酸和硫酸的浓度等措施，减少水份带入量，以提高环氧乙烷的利用率。
本发明的技术采用的技术方案是：其工艺流程步骤如下：
1）将2-甲基-5-硝基咪唑加入反应釜中,滴加85%工业甲酸溶剂使2-甲基-5-硝基咪唑溶解，在30-40℃逐次加入环氧乙烷，并在加料中间添加98%硫酸，加毕，反应1h得羟化液；
2）过量加入一种低碳醇，控制温度在高于相应甲酸酯的沸点10℃以下，进行反应蒸馏，冷凝蒸出的蒸汽，得甲酸酯产品；
3）温度升到高于上述加入的低碳醇沸点10℃以下，蒸馏得过量加入的低碳醇；
4）待羟化液冷却至10℃，用氢氧化钠溶液调至pH=10,放置冷却，结晶，过滤得甲硝唑;
5）将滤液蒸发浓缩、冷却、结晶、过滤，得硫酸钠固体产品；
6）减压蒸馏滤液，得乙二醇及其醚等副产物；
7）馏残物可作锅炉燃料；
8）将2-甲基-5-硝基咪唑和步骤6得到的乙二醇及其醚等副产物加入反应釜中，滴加85%的工业甲酸或高浓度甲酸溶剂使2-甲基-5-硝基咪唑溶解，在30-40℃逐次加入环氧乙烷，并在加料中间添加98%硫酸或高浓度硫酸，加毕，反应1h得羟化液；
9）按步骤2-8循环操作。
本发明的有益效果是：用乙二醇及其醚等副产物部分地作溶剂，既减少了甲酸溶剂的用量，又提高了环氧乙烷的利用率，还解决了废液污染问题。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1：
1）将2-甲基-5-硝基咪唑加入反应釜中,滴加85%工业甲酸溶剂使2-甲基-5-硝基咪唑溶解，在30-40℃逐次加入环氧乙烷，并在加料中间添加98%硫酸，加毕，反应1h得羟化液；
2）过量加入一种低碳醇，控制温度在高于相应甲酸酯的沸点10℃以下，进行反应蒸馏，冷凝蒸出的蒸汽，得甲酸酯产品；
3）温度升到高于上述加入的低碳醇沸点10℃以下，蒸馏得过量加入的低碳醇；
4）待羟化液冷却至10℃，用氢氧化钠溶液调至pH=10,放置冷却，结晶，过滤得甲硝唑;
5）将滤液蒸发浓缩、冷却、结晶、过滤，得硫酸钠固体产品；
6）减压蒸馏滤液，得乙二醇及其醚等副产物；
7）馏残物可作锅炉燃料；
8）将2-甲基-5-硝基咪唑和步骤6得到的乙二醇及其醚等副产物加入反应釜中，滴加85%的工业甲酸溶剂使2-甲基-5-硝基咪唑溶解，在30-40℃逐次加入环氧乙烷，并在加料中间添加110%的硫酸，加毕，反应1h得羟化液；
9）按步骤2-8循环操作。
实施例2：
1）将2-甲基-5-硝基咪唑加入反应釜中,滴加85%工业甲酸溶剂使2-甲基-5-硝基咪唑溶解，在30-40℃逐次加入环氧乙烷，并在加料中间添加98%硫酸，加毕，反应1h得羟化液；
2）过量加入一种低碳醇，控制温度在高于相应甲酸酯的沸点10℃以下，进行反应蒸馏，冷凝蒸出的蒸汽，得甲酸酯产品；
3）温度升到高于上述加入的低碳醇沸点10℃以下，蒸馏得过量加入的低碳醇；
4）待羟化液冷却至10℃，用氢氧化钠溶液调至pH=10,放置冷却，结晶，过滤得甲硝唑;
5）将滤液蒸发浓缩、冷却、结晶、过滤，得硫酸钠固体产品；
6）减压蒸馏滤液，得乙二醇及其醚等副产物；
7）馏残物可作锅炉燃料；
8）将2-甲基-5-硝基咪唑和步骤6得到的乙二醇及其醚等副产物加入反应釜中，滴加95%的甲酸溶剂使2-甲基-5-硝基咪唑溶解，在30-40℃逐次加入环氧乙烷，并在加料中间添加98%硫酸，加毕，反应1h得羟化液；
9）按步骤2-8循环操作。
实施例3：
1）将2-甲基-5-硝基咪唑加入反应釜中,滴加85%工业甲酸溶剂使2-甲基-5-硝基咪唑溶解，在30-40℃逐次加入环氧乙烷，并在加料中间添加98%硫酸，加毕，反应1h得羟化液；
2）过量加入一种低碳醇，控制温度在高于相应甲酸酯的沸点10℃以下，进行反应蒸馏，冷凝蒸出的蒸汽，得甲酸酯产品；
3）温度升到高于上述加入的低碳醇沸点10℃以下，蒸馏得过量加入的低碳醇；
4）待羟化液冷却至10℃，用氢氧化钠溶液调至pH=10,放置冷却，结晶，过滤得甲硝唑;
5）将滤液蒸发浓缩、冷却、结晶、过滤，得硫酸钠固体产品；
6）减压蒸馏滤液，得乙二醇及其醚等副产物；
7）馏残物可作锅炉燃料；
8）将2-甲基-5-硝基咪唑和步骤6得到的乙二醇及其醚等副产物加入反应釜中，滴加85%的工业甲酸溶剂使2-甲基-5-硝基咪唑溶解，在30-40℃逐次加入环氧乙烷，并在加料中间添加105%的硫酸，加毕，反应1h得羟化液；
9）按步骤2-8循环操作。

Claims (1)

1.在甲硝唑生产过程中副产物循环套用的方法,其特征在于：其工艺流程如下：
1）将2-甲基-5-硝基咪唑加入反应釜中,滴加85%工业甲酸溶剂使2-甲基-5-硝基咪唑溶解，在30-40℃逐次加入环氧乙烷，并在加料中间添加98%硫酸，加毕，反应1h得羟化液；
2）过量加入一种低碳醇，控制温度在高于相应甲酸酯的沸点10℃以下，进行反应蒸馏，冷凝蒸出的蒸汽，得甲酸酯产品；
3）温度升到高于上述加入的低碳醇沸点10℃以下，蒸馏得过量加入的低碳醇；
4）待羟化液冷却至10℃，用氢氧化钠溶液调至pH=10,放置冷却，结晶，过滤得甲硝唑;
5）将滤液蒸发浓缩、冷却、结晶、过滤，得硫酸钠固体产品；
6）减压蒸馏滤液，得乙二醇及其醚等副产物；
7）馏残物可作锅炉燃料；
8）将2-甲基-5-硝基咪唑和步骤6得到的乙二醇及其醚等副产物加入反应釜中，滴加85%的工业甲酸或高浓度甲酸溶剂使2-甲基-5-硝基咪唑溶解，在30-40℃逐次加入环氧乙烷，并在加料中间添加98%硫酸或高浓度硫酸，加毕，反应1h得羟化液；
9）按步骤2-8循环操作。
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