紫外线吸收剂BP-4的合成

紫外线吸收剂BP-4合成工艺的设计作者姓名：徐颖指导教师：范玲所在院系：文理学院专业名称：应用化学Page2目录产品BP-4的介绍BP-4合成原理原料方案紫外线吸收剂BP-4生产工艺流程紫外线吸收剂BP-4生产工艺流程简介废渣中BP-3的回收提纯物料衡算磺化罐选型的设计小结Page3产品BP-4的介绍：BP-4（2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮-5-磺酸)，属于二苯甲酮类化合物。它在室温下是白色或浅黄色粉末，能够有效吸收285~325Im的紫外光，是一种具有吸收率高，无毒、无光致敏、无致畸作用，对光、热稳定性好的广谱紫外线吸收剂，广泛用于防晒膏霜、蜜、乳液、油等化妆品中。防晒霜一般涂于皮肤表面，具有防晒作用以保护皮肤。本品是一种水溶性广谱紫外线吸收剂，具有吸收效率高、无毒、无致畸性副作用，对光、热稳定性好等优点，广泛用于防晒膏、霜、蜜、乳液、油等防晒化妆品中。Page4BP-4合成原理此合成分三步展开:第一步为酰化反应合成2,4-二羟基二苯甲酮;第二步甲基化2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮，第三步磺化，生成2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮Page5原料方案原料：三氯甲苯,间苯二酚,硫酸，硫酸二甲酯1.二甲苯（萃取剂）三氯化铝（催化剂）；2.丙酮（溶剂）3.甲醇（萃取剂）原料标准及规格：浓硫酸；98％三氯甲苯≥99％（纯度）间苯二酚≥99％（纯度）Page6紫外线吸收剂BP-4生产工艺流程：Page7紫外线吸收剂BP-4生产工艺流程简介第一步的合成反应中选择BP-1的最佳反应条件：最佳反应温度为50℃;间苯二酚和三氯甲苯的配比为1：1．20;三氯甲苯与三氯化铝的最佳摩尔比为1：1.3;催化合成法；用二甲苯萃取分离得到粗产品BP-1；第二步的合成反应中酰化反应的最佳条件:n（2，4-二羟基二苯甲酮）：v（丙酮）=1:200；n（K2CO3）:n（bp-1）=0.6；n（硫酸二甲酯）/n（2，4-二羟基二苯甲酮）=1且不加任何催化剂，蒸馏收集丙酮，得到含有杂质bp-1、硫酸二甲酯的粗产品；第三步合成反应中磺化反应的最佳条件：酰化产物与浓硫酸的质量比为1：10；磺化温度为70℃；反应时问为2h且两步的离心分离中的溶剂为甲醇，产品的干燥和包装应严格在洁净室中进行。Page8废渣中BP-3的回收提纯Page9物料衡算由于原料混合不均匀、产物水解等一系列原因，假设BP-4产率为33.5﹪，则序号代号名称数量进出口总流量均为679㎏∕h物质的质量守恒A装置生产能力21㎏/hBBP-361.75㎏/hC进口硫酸605.15㎏/hD进入水量12.35㎏/hEBP-421㎏/hF出口水量14.576㎏/hG出口BP-342.03㎏/hH出口硫酸599.5㎏/hPage10磺化罐选型的设计V0=V4/η=0.3874m3/0.8=0.4843m3故磺化罐应选0.5m3为宜。筒体直径Di=[4VDi/Πh]1/3=[4×0.5/3.141.3×1.2）]1/3=0.5965m根据筒体直径规格取Di=600mm筒体高度H=4V/ΠDi2=4×0.5/3.14×0.62==1.77m夹套直径Dj=600mm+10mm=610mm=0.61m夹套高度Hj=1.77m该容器的设计压力P=1.0315Mpa,设计温度为70℃，筒体内径Di=0.6因此筒体和封头的材料选Q235-A较为合宜.钢板厚度δ=P×Di/(2[σ]tΦ-P)=1.0315×600/(2×113×0.85-1.035)=3.244mm若按简化式计算厚度δ=P×Di/(2[σ]tΦ)=1.0315×600/(2×113×0.85)=3.222mmPage11小结：本文主要是对紫外线吸收剂BP-4合成工艺的设计，在一定条件下通过酰化，甲基化，磺化三步合成紫外线吸收剂BP-4，并对其典型设备磺化反应器进行了物料衡算、设备的选型计算，最后对车间进行了总体设计。世界护肤化妆品因全球气温的变暖，高温时间延长、逐年增多，年递增率超过3%，因此对紫外线吸收剂的用量也逐年递增，特别是发展中国家在生活水平上的提高，对紫外线吸收剂BP-4的需求量进一步增大。因此，不断的改进和完善生产工艺非常重要。