微通道反應器合成間三氟甲基苯酚的后處理提純工藝

呂鐘楠，卜健鴻，趙紅英，陳杰平

(浙江巍華新材料股份有限公司，浙江 紹興 312300)

間三氟甲基苯酚是重要的醫藥及農藥中間體，目前對其合成研究的文獻報道較多，其工業化生產方法是以間三氟甲基苯胺為原料，經重氮化、水解兩步反應制備，具體工藝可分為間歇式生產和連續式生產。間歇式生產工藝能耗高，生產效率低，安全風險高，收率只有80%左右[1]。近年來，隨著微通道反應器在化工行業的應用，其對很多類型的化工反應帶來了革命性的改變。浙江巍華新材料股份有限公司利用康寧G5 微反應器生產間三氟甲基苯酚項目已成功投產，單套G5微反應器年通量可達萬噸級。相比間歇式生產，微通道連續流生產工藝穩定、安全，生產效率高，收率可達95%以上[2]。微通道連續流生產間三氟甲基苯酚中，因微通道反應器對反應條件的強化作用，使得原料間三氟甲基苯胺中的同分異構體雜質對三氟甲基苯胺（含量0.2%～0.4%）也完全反應生成了對三氟甲基苯酚。同分異構體間三氟甲基苯酚和對三氟甲基苯酚的沸點分別為179 ℃和185 ℃，沸點等物性相近，常規精餾不能完全分離，使得微通道連續流工藝生產的間三氟甲基苯酚產品質量很難達到下游客戶的要求。經檢索和查閱文獻可知，間三氟甲基苯酚分子和對三氟甲基苯酚分子化學穩定性有較大區別，文獻[3]報道了在氫氧化鈉水溶液中對三氟甲基苯酚分子間易失去一分子氟化氫并聚合生成高聚物，反應方程如Scheme 1 所示；而間三氟甲基苯酚分子在氫氧化鈉水溶液中很穩定，并以間三氟甲基苯酚鈉鹽的形式溶解在水相中，加酸調節pH 至4 左右后又可還原為間三氟甲基苯酚，反應方程如Scheme 2 所示。利用上述三氟甲基苯酚同分異構體間的不同化學性質，對微通道連續流工藝生產的間三氟甲基苯酚粗品進行成鹽反萃、酸化后處理，以便將間三氟甲基苯酚粗品中的對三氟甲基苯酚雜質去除，而后再進行精餾便可得到超純間三氟甲基苯酚產品。

Scheme 1 對三氟甲基苯酚聚合反應

Scheme 2 間三氟甲基苯酚成鹽與酸化反應

1 實驗部分

1.1 原料與儀器

原料：微通道連續流工藝生產的間三氟甲基苯酚粗品（浙江巍華新材料股份有限公司，含甲苯80%）；液堿（30%）、濃硫酸、甲苯均為工業級。

儀器：島津GC-14C 高效氣相色譜。

1.2 實驗方法

1.2.1 成鹽反萃

攪拌下向1 L 微通道連續流工藝生產的間三氟甲基苯酚粗品中加入液堿（20%），至水相pH值為10，繼續攪拌15 min 后靜置分層，上層甲苯相可回收套用，下層水相去酸化工序。

1.2.2 酸化

攪拌下向上步成鹽反萃后的水相加入300 mL 甲苯，再加入20%硫酸水溶液，至水相pH 值為4，繼續攪拌15 min 后靜置分層，下層水相去萃取工序。

1.2.3 萃取

攪拌下向上步酸化后的水相加入300 mL 甲苯，攪拌15 min 后靜置分層，合并酸化和萃取兩步的甲苯有機相。

1.2.4 脫水、脫溶和精餾

將上步得到的甲苯有機相進行常壓脫水，脫水完成后，常壓下脫除大部分甲苯溶劑，最后減壓精餾得間三氟甲基苯酚產品。

2 結果與討論

對微通道連續流工藝生產的間三氟甲基苯酚粗品依次進行成鹽反萃、酸化、萃取、脫水、脫溶和精餾等后處理得到了高純間三氟甲基苯酚產品，連續5 批次的實驗結果見表1。從表1 中可以看出，經過上述后處理提純工藝處理后，所得間三氟甲基苯酚產品中對三氟甲基苯酚雜質均已檢測不出，且產品基本無損耗，收率無降低。另外，間三氟甲基苯酚粗品成鹽反萃時由于大部分偶合等副產物都留在了甲苯有機相，大大提高了精餾前物料的純度，不僅減輕了精餾工序的壓力、降低了對精餾設備的要求，也提高了精餾的收率。

表1 連續5 批次實驗結果

3 結論

對微通道連續流工藝生產的間三氟甲基苯酚粗品依次進行成鹽反萃、酸化、萃取、脫水、脫溶和精餾等后處理，得到高純間三氟甲基苯酚產品。通過對后處理提純工藝的改進，使得最終得到的間三氟甲基苯酚產品質量達到了下游客戶的要求。改進后的后處理提純工藝簡單、穩定、可靠。