一種綠色環(huán)保的水楊酸甲酯制備工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及水楊酸甲酯制備工藝，特別涉及一種綠色環(huán)保的水楊酸甲酯制備工
-H-
O
【背景技術(shù)】
[0002]水楊酸甲酯是無(wú)色至淡黃色透明液體，具有如冬青油那樣的香味，可用作溶劑和中間體，如水楊酸甲酯與氨水反應(yīng)生成水楊酰胺，用于解熱止痛藥乙基水楊胺的生產(chǎn)，水楊酰胺本身也是一種解熱鎮(zhèn)痛藥，可用于制造殺蟲(chóng)劑、殺菌劑、香料、涂料、化妝品油墨及纖維助染劑等。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，大多采取以水楊酸和甲醇于硫酸催化劑作用下酯化、精制而成，合成物的催化效果、產(chǎn)品分離、提純是本領(lǐng)域的技術(shù)難點(diǎn)，影響加工效率和產(chǎn)品質(zhì)量，同時(shí)還存在回收利用度差、具有一定污染性等問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，提供一種綠色環(huán)保的水楊酸甲酯制備工藝，該種催化劑可大幅度提高水楊酸甲酯生產(chǎn)效率，且不易產(chǎn)生污染物，極高提升環(huán)保性會(huì)K。
[0005]本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)的。
[0006]—種綠色環(huán)保的水楊酸甲酯制備工藝，其特征在于，制備步驟如下:
A、制備催化劑:
a)將鈦酸四丙酯與四氯化鈦放入反應(yīng)釜內(nèi)進(jìn)行混合攪拌，攪拌速率為55r-80r/min，攪拌過(guò)程中滴加濃硫酸，反應(yīng)完成后，得A溶液；
b)將乙醇、乙二醇、丙三醇與丁二醇以2:5:7:3 (以質(zhì)量比計(jì))的比例進(jìn)行混合，混合結(jié)束后，得混合醇溶液；
c)將二氧化鈦前驅(qū)體和鑭系硝酸鹽混合，二氧化鈦前驅(qū)體和鑭系硝酸鹽的摩爾比為7:20~35，攪拌下緩慢加入到混合醇溶液中，鑭系硝酸鹽和醇的摩爾比為5:2?15，用pH為I的氫氧化鈉溶液和蒸餾水經(jīng)過(guò)6-8次洗滌至清洗液為中性，配成B溶液；
d)將B溶液放置與反應(yīng)釜內(nèi)攪拌，攪拌速率為77-90r/min，將A溶液緩緩滴入到B溶液中，得到均勻透明的溶液，繼續(xù)攪拌l_3h直到形成穩(wěn)定均勻半透明的溶膠；
e)將溶膠在空氣中靜置陳化，放入60-80°C真空干燥箱中干燥10-14h，得到干凝膠，研磨成粉末；
f)將研磨后的凝膠粉末放入馬弗爐在氮?dú)獗Ｗo(hù)下400-600°C進(jìn)行高溫焙燒l_3h即可得催化劑成品；
B、水楊酸甲酯合成
a)將水楊酸和甲醇加至反應(yīng)釜中，控制溫度為30-50°C，攪拌混合20-40min，攪拌速率為150-30(^/11^11，所述水楊酸和甲醇的質(zhì)量比為7-15:2-10; b)在反應(yīng)釜中投入步驟A f)制得的催化劑，控制溫度為90-1OO 0C，攪拌速率為120-230r/min，攪拌反應(yīng)2_3h，制得反應(yīng)液，所述固體復(fù)合催化劑質(zhì)量為水楊酸和甲醇總質(zhì)量1_1.3%；
C、產(chǎn)品提取與純化
取反應(yīng)液過(guò)濾，回收固體復(fù)合催化劑，剩余液體降溫至15-30°C，隨后分液取油層;用碳酸鈉溶液洗滌至油層PH為8-9，再將油層加入水中洗滌，分液取油層;將再次分頁(yè)取得的油層投入蒸餾塔，收集溫度在96-109Γ，壓力在1.45-2.1kPa時(shí)的餾分，即得水楊酸甲酯粗品；取水楊酸甲酯粗品加入活性炭加熱脫色25-40min，控制溫度為50-60°C，隨后過(guò)濾去活性炭，即得水楊酸甲酯精品。
[0007]上述一種綠色環(huán)保的水楊酸甲酯制備工藝，其特征在于，鈦酸四丙酯:四氯化鈦:濃硫酸的體積比為22—35:40-50: 15-20。
[0008]上述一種綠色環(huán)保的水楊酸甲酯制備工藝，其特征在于，所述濃硫酸的濃度為10mol/Lo
[0009]上述一種綠色環(huán)保的水楊酸甲酯制備工藝，其特征在于，鑭系硝酸鹽為硝酸鐠、硝酸釹、硝酸釤中的一種或兩種。
[0010]上述一種綠色環(huán)保的水楊酸甲酯制備工藝，其特征在于，A溶液與B溶液的質(zhì)量比為 15—18:25—35。
[0011]本發(fā)明所述一種綠色環(huán)保的水楊酸甲酯制備工藝，采用溶膠凝膠技術(shù)制備出Ti02復(fù)合光催化劑，代替?zhèn)鹘y(tǒng)濃硫酸催化劑，具有高效的催化活性，提高了催化效果，使水楊酸和甲醇的酯化反應(yīng)較傳統(tǒng)濃硫酸催化法，反應(yīng)效率提高30%以上、反應(yīng)時(shí)間縮短，可大幅度提高水楊酸甲酯生產(chǎn)效率，且不易產(chǎn)生污染物，極高提升環(huán)保性能。
[0012]本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單，制備方便，進(jìn)一步改進(jìn)水楊酸甲酯生產(chǎn)過(guò)程中的工藝條件及步驟，利用催化劑提高吸附效果，有效的實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)污染物選擇性識(shí)別、吸附并催化降解的目的，提高了對(duì)目標(biāo)物質(zhì)的有效降解的效率，具有較強(qiáng)的選擇性吸附有機(jī)污染物的特點(diǎn)。大大提升綠色環(huán)保性能的同時(shí)，也大幅度提尚生廣效率。
【具體實(shí)施方式】
[0013]以下通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0014]實(shí)施例1
一種綠色環(huán)保的水楊酸甲酯制備工藝，其特征在于，制備步驟如下:
A、制備催化劑:
a)將鈦酸四丙酯與四氯化鈦放入反應(yīng)釜內(nèi)進(jìn)行混合攪拌，攪拌速率為55rr/min，攪拌過(guò)程中滴加濃硫酸，鈦酸四丙酯:四氯化鈦:濃硫酸的體積比為22:40:15;反應(yīng)完成后，得A溶液；
b)將乙醇、乙二醇、丙三醇與丁二醇以2:5:7:3 (以質(zhì)量比計(jì))的比例進(jìn)行混合，混合時(shí)間為12min，混合結(jié)束后，得混合醇溶液；
c)制備鑭系硝酸鹽混合物，將硝酸鐠、硝酸釹以2:5的質(zhì)量比進(jìn)行混合，混合時(shí)間為20min，混合速率為45r/min，混合完成后得硝酸鹽混合物；
d)將二氧化鈦前驅(qū)體和鑭系硝酸鹽混合物進(jìn)行混合，二氧化鈦前驅(qū)體和鑭系硝酸鹽混合物的摩爾比為7:20，攪拌下緩慢加入到混合醇溶液中，鑭系硝酸鹽混合物和醇的摩爾比為5:2，用pH為I的氫氧化鈉溶液和蒸餾水經(jīng)過(guò)6次洗滌至清洗液為中性，配成B溶液；
e)將B溶液放置與反應(yīng)釜內(nèi)攪拌，攪拌速率為77r/min，將A溶液緩緩滴入到B溶液中，A溶液與B溶液的質(zhì)量比為15:25，得到均勻透明的溶液，繼續(xù)攪拌Ih直到形成穩(wěn)定均勻半透明的溶膠；
f)將溶膠在空氣中靜置陳化，放入60°C真空干燥箱中干燥I Oh，得到干凝膠，研磨成粉末；
g)將研磨后的凝膠粉末放入馬弗爐在氮?dú)獗Ｗo(hù)下400°C進(jìn)行高溫焙燒Ih即可得催化劑成品。
[0015]B、水楊酸甲酯合成
c)將水楊酸和甲醇加至反應(yīng)釜中，控制溫度為30V，攪拌混合20min，攪拌速率為150r/min，所述水楊酸和甲醇的質(zhì)量比為7:2;
d)在反應(yīng)釜中投入步驟Af)制得的催化劑，控制溫度為90°C，攪拌速率為120 r/min,攪拌反應(yīng)2h，制得反應(yīng)液，所述固體復(fù)合催化劑質(zhì)量為水楊酸和甲醇總質(zhì)量1% ；
C、產(chǎn)品提取與純化
取反應(yīng)液過(guò)濾，回收固體復(fù)合催化劑，剩余液體降溫至15°C，隨后分液取油層；用碳酸鈉溶液洗滌至油層PH為8，再將油層加入水中洗滌，分液取油層;將再次分頁(yè)取得的油層投入蒸餾塔，收集溫度在96°C，壓力在1.45kPa時(shí)的餾分，即得水楊酸甲酯粗品；取水楊酸甲酯粗品加入活性炭加熱脫色25min，控制溫度為50°C，隨后過(guò)濾去活性炭，即得水楊酸甲酯精品O
[0016]
實(shí)施例2
一種綠色環(huán)保的水楊酸甲酯制備工藝，其特征在于，制備步驟如下:
A、制備催化劑:
a)將鈦酸四丙酯與四氯化鈦放入反應(yīng)釜內(nèi)進(jìn)行混合攪拌，攪拌速率為80r/min，攪拌過(guò)程中滴加濃硫酸，鈦酸四丙酯:四氯化鈦:濃硫酸的體積比為35: 50:20;反應(yīng)完成后，得A溶液；
b)將乙醇、乙二醇、丙三醇與丁二醇以2:5:7:3 (以質(zhì)量比計(jì))的比例進(jìn)行混合，混合時(shí)間為45min，混合結(jié)束后，得混合醇溶液；
c)制備鑭系硝酸鹽混合物，將硝酸鐠、硝酸釹以2:5的質(zhì)量比進(jìn)行混合，混合時(shí)間為20min，混合速率為45r/min，混合完成后得硝酸鹽混合物；
d)將二氧化鈦前驅(qū)體和鑭系硝酸鹽混合物進(jìn)行混合，二氧化鈦前驅(qū)體和鑭系硝酸鹽混合物的摩爾比為7: