[发明专利]一种对羟基苯甲酸的反应装置及其制备方法

说明书

本发明公开了一种对羟基苯甲酸的反应装置及其制备方法，所述制备方法包括：苯酚钾盐固体和二氧化碳气体连续进入沸腾床反应器，发生Kolbe‑Schmitt羧化反应，生成对羟基苯甲酸二钾盐和苯酚，苯酚由二氧化碳气流带出，经冷凝器冷凝后回收；二氧化碳气流经风机循环。本发明的反应装置具有反应选择性较高，收率较高的特点，与气‑液‑固非均相反应相比，本发明具有设备简单的优点。

技术领域

本发明涉及化工技术领域，具体涉及一种对羟基苯甲酸的反应装置及其制备方法。

背景技术

对羟基苯甲酸是一种重要的有机化工中间体，其下游产品广泛用于医药、农药、染料、化妆品、香料和高分子材料工业中。工业上制备对羟基苯甲酸主要是经Kolbe-Schmitt羧化反应实现的。在一定反应温度和压力条件下，苯酚金属盐例如苯酚钾盐或者苯酚钠盐和二氧化碳气体发生羧化反应，生成羟基苯甲酸；温度较低时(低于200℃)主要生成邻羟基苯甲酸，温度较高时主要生成对羟基苯甲酸(EP478197)。

高温条件下苯酚钾盐和二氧化碳气体发生羧化反应生成对羟基苯甲酸如下式所示：

由于苯酚的酸性比对羟基苯甲酸单钾盐稍强，反应生成的苯酚与对羟基苯甲酸二钾盐交换生成对羟基苯甲酸单钾盐：

对羟基苯甲酸单钾盐在高温条件下容易分解，并且苯酚的存在会进一步促进其分解(工业化学杂志(日)，64,1624(1961))。因此，要及时移走反应生成的苯酚，否则，会影响收率。

工业上制备对羟基苯甲酸有气-固非均相反应和气-液-固非均相反应两种类型。气-固非均相反应在间歇操作带搅拌的压力容器中进行，苯酚钾盐固体、对羟基苯甲酸二钾盐固体和二氧化碳气体在搅拌器的有限作用下，固体物料容易聚集结块，受热不均匀，温度分布不均匀，传质、传热效果较差，有时物料甚至会分解和树脂化；反应生成的苯酚不能及时移走；这些因素都会影响反应选择性和收率。

为了解决气-固非均相反应在间歇操作带搅拌的压力容器中进行的固体分散性差的问题，将苯酚钾盐固体悬浮在溶剂中与二氧化碳气体进行反应，这就是气-液-固非均相反应。合适的溶剂有煤油、轻油等(EP478197；CN102690195)。这种气-液-固非均相反应可以在压力搅拌釜中进行；可以连续操作也可以间歇操作。该方法的缺点是溶剂的分离和回收需要复杂的工艺和设备。

发明内容

上述技术有许多缺陷，例如在间歇操作带搅拌的压力容器中进行的气-固非均相反应，固体分散性差，传质、传热效果差，反应生成的苯酚不能及时移走；气-液-固非均相反应分离回收溶剂困难。为了解决现有技术的不足，本发明提供一种对羟基苯甲酸的反应装置及其制备方法。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种对羟基苯甲酸的反应装置，反应装置由加热器9、沸腾床反应器4、冷凝器6、苯酚储罐7和风机8组成；上述沸腾床反应器4内部设有气体分布器10和除尘装置3，以避免二氧化碳气流夹带对羟基苯甲酸二钾盐固体离开沸腾床反应器4；上述沸腾床反应器4的筒体设有夹套，可以保温并且辅助提供加热。

进一步地，上述沸腾床反应器4内部靠近气体分布器10区域设有刮刀式搅拌器，以充分保障固体粉料的分散性，避免出现固体粉料死角，这样可以保障沸腾床反应器4的可操作性。

进一步地，上述反应装置可以连续操作也可以间歇操作。其中，连续操作是指气体循环，固体物料连续进料连续出料。间歇操作是指气体循环，固体物料一次进料一次出料。

本发明的另一发明目的在于提供一种根据上述反应装置制备对羟基苯甲酸的方法，包括：苯酚金属盐和二氧化碳气体连续进入沸腾床反应器4，苯酚金属盐悬浮于二氧化碳气流中，发生Kolbe-Schmitt羧化反应，生成对羟基苯甲酸二钾盐和苯酚。

进一步地，上述苯酚金属盐为苯酚钾盐、苯酚钠盐中的任一种。