專利名稱：四氯化碳法工業化生產苯甲酰苯的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發明屬于化工領域，涉及一種化工產品的工業化生產方法和裝置。
背景技術：
苯甲酰苯又名二苯甲酮，是一種多用途的化工產品，可用作紫外線吸收劑和引發齊U、薄膜涂層的光敏劑，是極為重要的藥物中間體，在醫藥工業中可用于生產雙環己哌啶、苯甲托品氫溴酸鹽、苯海拉明鹽酸鹽等，同時也是有機顏料、香料、殺蟲劑等的重要中間體，還是苯乙烯聚合抑制劑和香料定香劑，能賦予香料以甜的氣味，用在許多香水和皂用香精中。隨著近年來苯甲酰苯的應用范圍和需求量不斷擴大，苯甲酰苯的合成研究顯得日益重要。苯甲酰苯的合成方法很多，有光氣法、苯甲酰氯法、氯化芐法、四氯化碳法、鐵試劑 催化合成法、低壓法、NH4VO3催化法等。其中，四氯化碳法是將苯和四氯化碳在無水三氯化鋁催化下進行縮合反應制得二苯二氯甲烷，后者再水解制得苯甲酰苯。該方法對工藝設備、原料要求不高，能很好地解決四氯化碳的出路問題，在產生經濟效益的同時又具有重要的環保意義。文獻(黃偉等.苯甲酰苯的合成研究.上海化工，2008，33 (3): 4-6)報道了一種采用四氯化碳法合成苯甲酰苯的具體方法，是將無水三氯化鋁和部分四氯化碳冷至1(T15°C，滴加苯與剩余四氯化碳的混合液，40°C反應，反應完畢后，加水，回收過量的四氯化碳后，進行水蒸氣蒸餾，除盡四氯化碳，同時將二苯二氯甲烷水解為苯甲酰苯，再取油層結晶，過濾得苯甲酰苯，減壓蒸餾，收集157 176°C (1.33^2. 67 kPa)餾分得苯甲酰苯精品，收率為90%左右，產品純度達到99. 9%以上。但上述文獻報道方法是在實驗室中進行的小試，將其應用到工業化生產時，收率和產品純度均有所降低，因此，需要對四氯化碳法工業化生產苯甲酰苯的方法作進一步研究和優化。
發明內容
有鑒于此，本發明的目的之一在于提供一種四氯化碳法工業化生產苯甲酰苯的方法，目的之二在于提供一種四氯化碳法工業化生產苯甲酰苯的裝置，工藝簡單，收率和產品純度高，設備投資少，能耗低，易于操作。為達到上述目的，本發明經研究，提供如下技術方案
I.四氯化碳法工業化生產苯甲酰苯的方法，包括以下步驟
a.縮合將四氯化碳和無水三氯化鋁混勻并冷卻，再以9(Tl30kg/h的速度滴加苯，控溫1(T2(TC攪拌反應；
b.水解在步驟a縮合反應完畢后，向反應產物中加入水，控溫1(T40°C攪拌反應，反應完畢后，靜置分層，分別收集水相和有機相；
c.堿洗向步驟b收集的有機相中加入水和固體碳酸鈉，控制溶液pH為7 9，攪拌，靜置分層，分別收集水相和有機相；
d.脫溶劑將步驟c收集的有機相在溫度9(T10(TC條件下進行水蒸氣蒸餾，脫去四氯化碳得粗產物；
e.精餾將步驟d所得粗產物進行精餾，在真空度大于-O. 093MPa、溫度20(T24(TC條件下收集餾分，即得苯甲酰苯產品。優選的，所述四氯化碳法工業化生產苯甲酰苯的方法包括以下步驟
a.縮合將四氯化碳和無水三氯化鋁混勻并冷卻，再以9(Tl30kg/h的速度滴加苯，控溫15°C攪拌反應；
b.水解在步驟a縮合反應完畢后，向反應產物中加入水，控溫40°C攪拌反應，反應完畢后，靜置分層，分別收集水相和有機相；
c.堿洗向步驟b收集的有機相中加入水和固體碳酸鈉，控制溶液pH為7，攪拌，靜置分層，分別收集水相和有機相；
d.脫溶劑將步驟c收集的有機相在溫度100°C條件下進行水蒸氣蒸餾，脫去溶劑四氯化碳得粗產物；
e.精餾將步驟d所得粗產物進行精餾，在真空度為-O. 093MPa、塔頂溫度為210°C條件下收集餾分，即得苯甲酰苯產品。優選的，所述步驟a中四氯化碳、無水三氯化鋁和苯的投料比為3000L =IOOOkg 2950L。優選的，所述步驟a縮合反應和步驟b水解反應過程中生成的氯化氫氣體回收后用于制備副產品鹽酸；所述步驟b收集的水相用于制備副產品聚合氯化鋁；所述步驟c收集的水相作為水解用水供下批水解用。.四氯化碳法工業化生產苯甲酰苯的裝置，包括縮合釜、水解釜、水解沉降槽、堿洗釜、堿洗沉降槽、脫溶劑蒸餾釜、精餾塔、鋁鹽水貯槽和堿洗水貯槽，所述縮合釜的出料口與水解釜的進料口連通，水解釜的出料口與水解沉降槽的進料口連通，水解沉降槽的出料口通過三通開關閥分別與鋁鹽水貯槽的進料口和堿洗釜的進料口連通，堿洗釜的出料口與堿洗沉降槽的進料口連通，堿洗沉降槽的出料口通過三通開關閥分別與堿洗水貯槽的進料口和脫溶劑蒸餾釜的進料口連通，脫溶劑蒸餾釜的出料口與精餾塔的進料口連通。進一步，所述水解釜中設置有攪拌軸，所述攪拌軸的材質為碳鋼襯氟。由于水解反應是在酸性條件下進行，對現有的銅合金攪拌軸具有較大的腐蝕性，將攪拌軸的材質改為碳鋼襯氟，可以減少腐蝕，延長設備使用壽命，降低維修成本，提高生產效率。進一步，所述精餾塔為采用不銹鋼鮑爾環填料的填料式精餾塔，對粗產物的分離效果更好，產品純度更高。進一步，所述精餾塔的塔頂內置回流器。精餾時上升的氣相與塔頂冷凝的部分液相接觸，傳熱傳質效果更好，產品純度更高。本發明的有益效果在于本發明提供了一種四氯化碳法工業化生產苯甲酰苯的方法，工藝簡單，收率提高至92%以上，產品純度提高至99. 9%以上，還提供了一種四氯化碳法工業化生產苯甲酰苯的裝置，設備投資少，能耗低，易于操作。
為了使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明作進一步的描述，其中圖I為本發明方法的工藝流程圖。圖2為本發明裝置的結構示意圖。圖3為塔頂內置回流器的精餾塔結構示意圖。
具體實施例方式下面將參照附圖，對本發明的優選實施例進行詳細的描述。本發明裝置的結構示意圖如圖2所示，包括縮合釜、水解釜、水解沉降槽、堿洗釜、堿洗沉降槽、脫溶劑蒸餾釜、精餾塔、鋁鹽水貯槽和堿洗水貯槽，所述縮合釜的出料口與水解釜的進料口連通，水解釜的出料口與水解沉降槽的進料口連通，水解沉降槽的出料口通
過三通開關閥分別與鋁鹽水貯槽的進料口和堿洗釜的進料口連通，堿洗釜的出料口與堿洗沉降槽的進料口連通，堿洗沉降槽的出料口通過三通開關閥分別與堿洗水貯槽的進料口和脫溶劑蒸餾釜的進料口連通，脫溶劑蒸餾釜的出料口與精餾塔的進料口連通。作為一種優選方式，所述水解釜中攪拌軸的材質采用碳鋼襯氟；所述精餾塔采用以不銹鋼鮑爾環為填料的填料式精餾塔，并在塔頂增加I個內置回流器(如圖3所示)。本發明方法的工藝流程圖如圖I所示，具體實施例如下
實施例I縮合反應溫度對苯甲酰苯產品純度、收率和溶劑損耗的影響
a.縮合在計量槽中加入2950L苯；在縮合釜中加入3000L四氯化碳和IOOOkg無水三氯化鋁，開啟5°C冷卻水進出口閥，開動攪拌，使四氯化碳和無水三氯化鋁混勻并將釜內溫度降至10°C以下，再開啟計量槽閥門，以9(Tl30kg/h的速度將苯滴加至縮合釜中，滴加過程中控制釜內溫度為1(T40°C，滴加完畢后，繼續控溫15 4(TC攪拌反應，回收反應過程中生成的氯化氫氣體用于制備副產品鹽酸；反應完畢后，縮合產物被送入水解釜；
b.水解向水解釜中加入4000L水，控溫40°C攪拌反應2小時，回收反應過程中生成的氯化氫氣體用于制備副產品鹽酸；反應完畢后，水解產物被送入水解沉降槽，靜置分層，水相收集入鋁鹽水貯槽用于制備副產品聚合氯化鋁，有機相被送入堿洗釜；
c.堿洗向堿洗釜中加入700L水和IOkg碳酸鈉，控制溶液pH為7，攪拌20分鐘，處理后的物料被送入堿洗沉降槽，靜置分層，水相收集入堿洗水貯槽作為水解用水供下批水解用，有機相被送入脫溶劑蒸餾釜；
d.脫溶劑將脫溶劑蒸餾釜升溫，待釜內溫度升至50°C時，向釜內通入水蒸氣，待釜內溫度升至100°C時，停止通入水蒸氣，控制釜內溫度為100°C進行水蒸氣蒸餾，回收四氯化碳至四氯化碳貯槽作為縮合反應的原料；蒸餾完畢后，脫溶劑蒸餾釜中的剩余物即粗產物被送入精餾塔；
e.精餾將粗產物進行精餾，在真空度為-O.093MPa、塔頂溫度為210°C條件下收集餾分，即得苯甲酰苯產品。步驟a縮合反應溫度對苯甲酰苯產品純度、收率和溶劑損耗的影響見表I。從表I可以看出，縮合反應溫度對苯甲酰苯產品收率和溶劑四氯化碳損耗的影響較大，而對苯甲酰苯產品純度的影響較小。當縮合反應溫度較低時，苯甲酰苯產品的收率較高，溶劑四氯化碳的損耗較小，但反應速度較慢，反應時間較長；當縮合反應溫度較高時，反應速度較快，反應時間較短，但苯甲酰苯產品的收率較低，溶劑四氯化碳的損耗較大。從確保收率、減少溶劑損耗、縮短反應時間的角度考慮，縮合反應溫度優選為1(T20°C。
表I縮合反應溫度對苯甲酰苯產品純度、收率和溶劑損耗的影響
權利要求
1.四氯化碳法工業化生產苯甲酰苯的方法，其特征在于，包括以下步驟 a.縮合將四氯化碳和無水三氯化鋁混勻并冷卻，再以9(Tl30kg/h的速度滴加苯，控溫1(T2(TC攪拌反應； b.水解在步驟a縮合反應完畢后，向反應產物中加入水，控溫1(T40°C攪拌反應，反應完畢后，靜置分層，分別收集水相和有機相； c.堿洗向步驟b收集的有機相中加入水和固體碳酸鈉，控制溶液pH為7 9，攪拌，靜置分層，分別收集水相和有機相； d.脫溶劑將步驟c收集的有機相在溫度9(T10(TC條件下進行水蒸氣蒸餾，脫去溶劑四氯化碳得粗產物； e.精餾將步驟d所得粗產物進行精餾，在真空度不低于-0. 085MPa、塔頂溫度為200^230 V條件下收集餾分，即得苯甲酰苯產品。
2.根據權利要求I所述的四氯化碳法工業化生產苯甲酰苯的方法，其特征在于，包括以下步驟 a.縮合將四氯化碳和無水三氯化鋁混勻并冷卻，再以9(Tl30kg/h的速度滴加苯，控溫15°C攪拌反應； b.水解在步驟a縮合反應完畢后，向反應產物中加入水，控溫40°C攪拌反應，反應完畢后，靜置分層，分別收集水相和有機相； c.堿洗向步驟b收集的有機相中加入水和固體碳酸鈉，控制溶液pH為7，攪拌，靜置分層，分別收集水相和有機相； d.脫溶劑將步驟c收集的有機相在溫度100°C條件下進行水蒸氣蒸餾，脫去溶劑四氯化碳得粗產物； e.精餾將步驟d所得粗產物進行精餾，在真空度為-0. 093MPa、塔頂溫度為210°C條件下收集餾分，即得苯甲酰苯產品。
3.根據權利要求I或2所述的四氯化碳法工業化生產苯甲酰苯的方法，其特征在于，所述步驟a中四氯化碳、無水三氯化鋁和苯的投料比為3000L 1000kg :2950L。
4.根據權利要求I或2所述的四氯化碳法工業化生產苯甲酰苯的方法，其特征在于，所述步驟a縮合反應和步驟b水解反應過程中生成的氯化氫氣體回收后用于制備副產品鹽酸；所述步驟b收集的水相用于制備副產品聚合氯化鋁；所述步驟c收集的水相作為水解用水供下批水解用。
5.四氯化碳法工業化生產苯甲酰苯的裝置，其特征在于，包括縮合釜、水解釜、水解沉降槽、堿洗釜、堿洗沉降槽、脫溶劑蒸餾釜、精餾塔、鋁鹽水貯槽和堿洗水貯槽，所述縮合釜的出料口與水解釜的進料口連通，水解釜的出料口與水解沉降槽的進料口連通，水解沉降槽的出料口通過三通開關閥分別與鋁鹽水貯槽的進料口和堿洗釜的進料口連通，堿洗釜的出料口與堿洗沉降槽的進料口連通，堿洗沉降槽的出料口通過三通開關閥分別與堿洗水貯槽的進料口和脫溶劑蒸餾釜的進料口連通，脫溶劑蒸餾釜的出料口與精餾塔的進料口連通。
6.根據權利要求5所述的四氯化碳法工業化生產苯甲酰苯的裝置，其特征在于，所述水解釜中設置有攪拌軸，所述攪拌軸的材質為碳鋼襯氟。
7.根據權利要求5或6所述的四氯化碳法工業化生產苯甲酰苯的裝置，其特征在于，所述精餾塔為采用不銹鋼鮑爾環填料的填料式精餾塔。
8.根據權利要求7所述的四氯化碳法工業化生產苯甲酰苯的裝置，其特征在于，所述精餾塔的塔頂內置回流器。
全文摘要
本發明公開了一種四氯化碳法工業化生產苯甲酰苯的方法和裝置，該方法是將四氯化碳和無水三氯化鋁混勻并冷卻，再以90~130kg/h的速度滴加苯，控溫10~20℃攪拌反應，反應完畢后，加水，控溫10~40℃攪拌反應，靜置分層，收集有機相，加入水和固體碳酸鈉，控制溶液pH為7~9，攪拌，靜置分層，收集有機相，控溫90~100℃水蒸氣蒸餾脫去四氯化碳得粗產物，粗產物精餾，在真空度不低于-0.085MPa、塔頂溫度為200~230℃條件下收集餾分，即得苯甲酰苯產品；該裝置包括縮合釜、水解釜、水解沉降槽、堿洗釜、堿洗沉降槽、脫溶劑蒸餾釜、精餾塔、鋁鹽水貯槽和堿洗水貯槽；本發明方法工藝簡單，收率提高至92%以上，產品純度提高至99.9%以上，裝置投資少、能耗低、易于操作。
文檔編號C07C49/786GK102795982SQ201210322650
公開日2012年11月28日 申請日期2012年9月4日 優先權日2012年9月4日
發明者郭汝軒 申請人:重慶海洲化學品有限公司