[发明专利]催化蒸馏合成水杨酸异丙酯的工艺

说明书

本发明涉及一种催化蒸馏合成水杨酸异丙酯的工艺。将溶解在异丙醚中的水杨酸和丙烯一起在固定床反应器中进行酯化反应，达到反应平衡后，酯化反应产物进入催化蒸馏塔的反应段上部，丙烯从反应段的下部进入催化蒸馏塔中，在催化蒸馏塔的反应段进行酯化梯度反应，反应生成的水杨酸异丙酯从塔釜排出。本发明采用预反应加催化蒸馏技术，能够大幅度提高水杨酸的转化率，本发明水杨酸的转化率≥99.5％，且大幅提高了反应选择性(水杨酸甲酯≥99.5％)，并节省了装置投资，同时降低了分离成本和能耗。本发明在反应过程中不用醇类和浓硫酸，解决了反应过程水、硫酸带来腐蚀及污染问题，是绿色环保的工艺路线。

技术领域

本发明属于化工领域，具体涉及一种催化蒸馏合成水杨酸异丙酯的工艺。

背景技术

水杨酸异丙酯又称邻羟基苯甲酸异丙酯，属于芳香族酯类，水杨酸异丙酯是一种重要的化工原料和中间体，可用作溶剂、催化剂、塑料助剂以及合成医药、农药等。我国水杨酸异丙酯主要用作农药水胺硫磷、甲基异柳磷的中间体，也可用作香料和有机合成的中间体等。水杨酸异酯的工业化合成大多采用水杨酸异丙醇直接酯化法，也有少数用醇酯交换法(如水杨酸苄酯、水杨酸苯乙酯、水杨酸环己酯)。

目前，水杨酸异丙醇直接酯化制备水杨酸异丙酯通常采用硫酸、氯化亚砜和五元混酸等作催化剂，它们虽然能使酯化反应顺利进行，且价格低廉，但是存在用量大、副反应多、工艺复杂、腐蚀设备和废酸水排放污染环境等一系列问题。因此，国内外水杨酸异丙醇的反应一直在探索更佳的酯化催化剂。如曾选择混合酸、磺酸类(如氯磺酸、对甲苯磺酸)、Lewis酸(如氯化铁、硼酸)、硫酸氢钠、铁钾矾以及脱水剂DCC等。近年来，一类新型的酯化反应催化剂-固体酸催化剂引起国内外研究者广泛关注，包括分子筛型催化剂、固体超强酸催化剂(如SO4^2-/TiO2等)、复合型固体超强酸催化剂(如SO4^2-/TiO2-ZrO2等)和固体杂多酸型催化剂。与硫酸催化剂相比较，固体酸催化剂具有不腐蚀设备、易于分离、回收或再生、无废酸排放等优点；但固体酸的反应仅停留在釜式反应的试验阶段，没有进行工业化生产。

CN1069892C介绍了一种以水杨酸和丙烯为原料合成水杨酸异丙酯的方法，它在反应过程中虽然不产生废水，但未反应的水杨酸用氧化钙等处理，可产生废渣等，硫酸作催化剂产生的废酸也没说咋处理，在釜式反应器中发生酯化反应，可能产生丙烯的损失等

综上所述，在目前的技术中，绝大部分采用釜式反应，转化率低，能耗高，污染较大。本发明的目的是在现有技术的基础上，提供一种环境污染少，反应转化率高、反应选择性好、工艺流程简单、能耗低、延长设备寿命、可连续操作并绿色环保的制备方法。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种催化蒸馏合成水杨酸异丙酯的工艺，能够大幅度提高水杨酸的转化率，且大幅提高了反应选择性，并节省了装置投资，同时降低了能耗。

本发明所述的催化蒸馏合成水杨酸异丙酯的工艺，将溶解在异丙醚中的水杨酸和丙烯一 起在固定床反应器中进行酯化反应，达到反应平衡后，酯化反应产物进入催化蒸馏塔的反应段上部，丙烯从反应段的下部进入催化蒸馏塔中，在催化蒸馏塔的反应段进行酯化梯度反应，反应生成的水杨酸异丙酯从塔釜排出。

其中：

本发明是一种固定床加催化蒸馏溶剂法酯化反应生成水杨酸异丙酯的工艺，其中固定床反应器中装填固体酸催化剂、分子筛或杂多酸；催化蒸馏塔采用散装型催化蒸馏结构，催化蒸馏塔共分为精馏段、反应段和提馏段三部分，反应段装填固体酸催化剂、分子筛或杂多酸，提馏段和精馏段装有不锈钢填料，其中固体酸催化剂优选为强酸性阳离子交换树脂催化剂。

催化蒸馏塔中未反应的丙烯和异丙醚进入催化蒸馏塔塔顶并从塔顶排出，进入回流罐回流后再回到催化蒸馏塔进行反应，多余的丙烯和异丙醚返回固定床反应器利用。