CN101891657B - 氯磺酰异氰酸酯的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及氯磺酰异氰酸酯的制造方法，具体是一种以氯化氰和三氧化硫及氢化钠水溶液为原料，高效低耗生产氯磺酰异氰酸酯的方法。氯磺酰异氰酸酯的制造方法。是将液氯和***水溶液同时在氯化反应器内进行氯化反应，再经冷却干燥精制制得纯净液态氯化氰，再将分别溶解在隋性溶剂中的氯化氰和三氧化硫以等摩尔比例投入反应器，在低温下反应制得粗品氯磺酰异氰酸酯，再经过脱溶剂和热分解，精馏制得成品氯磺酰异氰酸酯。本发明方法简单，易于实施，一改传统生产工艺，液氯不气化，直接和***水溶液反应制取氯化氰，使得工艺简化，大幅度提高了产品收率和质量。降低了能源的消耗，降低了企业生产成本，是一种理想的氯磺酰异氰酸酯的制造方法。

Description

氯磺酰异氰酸酯的制造方法
技术领域
本发明涉及氯磺酰异氰酸酯的制造方法。具体是一种以氯化氰和三氧化硫及氢化钠水溶液为原料，高效低耗生产氯磺酰异氰酸酯的方法。
背景技术
关于氯磺酰异氰酸酯，现有几种已知的以三氧化硫和氯化氰为原料的合成方法。例如在(a)Chem.Ber.，89，1071(1956)和西德专利928896号公报中记载了在-50℃或更低的低温下，在氯化氰中添加二氧化硫而使其反应的方法。另外，在(b)欧洲专利294613号公报和瑞士国专利680292A5号公报中记载了使二氧化硫和氯化氰在100℃-200℃下进行反应的方法。在(C)中国专利CN 100386311C中，记载了使用氯磺酰异氰酸酯或其含有液作为反应溶剂，在回流下将经过氯磺酰异氰酸酯或其含有液分别稀释的三氧化硫和氯化氰大致等摩尔向反应体系中供给的方法。在(d)中国专利CN 1264814C中，记载了用***和氯气反应制得氯化氰气体，干燥后通入反应器，与三氧化硫反应制得氯磺酰异氰酸酯的方法。
在前述(a)方法中，氯化氰和三氧化硫的摩尔比为2.5-4，不经济且对环境不友好。同时，产品的收率仅为60-62％，质量也不高。在(b)方法中也同样存在收率低和质量差的缺陷，同时投料比还难以控制。在(c)方法中，使用产品来做溶剂，反应过程中容易产生质量变化，分解成颜色黑暗的杂质，使产品收率大大降低。同时，合成反应在高温下进行，能源消耗很大。在(d)方法中，使用氯气和***氯化反应得到的氯化氰气体直接进行合成，原料中的杂质、没反应的原料及氯化反应产生的杂质等会混入合成体系中，严重影响产品的质量。同时，将氯化氰渐渐通入三氧化硫中反应，初级产物中绝大部分是三氧化硫二聚物-氯化焦硫酰异氰酸酯，还需要进一步加热分解才能得到产品氯磺酰异氰酸酯，费工费时费能源。另外，在第一步的氯化反应中，使用的气氯需要由液氯加热气化，同样浪费热能。
发明内容
针对上述情况，本发明的目的是提供一种保护环境、产量和质量高，并可大幅度降低生产成本的氯磺酰异氰酸酯的制造方法以解决现有方法存在的各种问题。
本发明的技术方案如下：
将液氯和***水溶液在氯化反应器内进行氯化反应，得到气体生成物，经冷却和脱水干燥后冷凝收集，制得液态高纯氯化氰。其冷却温度为10-40℃。在液氯和***水溶液反应过程中，保持***过量1-30％。然后将制得的氯化氰和三氧化硫分别溶解于隋性溶剂中，隋性溶剂为二氯甲烷或二氯乙烷。经充分搅拌，使其充分溶解。三氧化硫与隋性溶剂的投入比例为重量比2∶1。液态氯化氰与隋性溶剂的投入比例为重量比5∶1。然后将溶解后的三氧化硫和氯化氰同时按等摩尔的比例滴加到反应器中进行反应。反应温度为10～30℃。反应时间为2小时。然后将反应物料升温至40～60℃。同时进行搅拌处理，直至不再有气体溢出。然后冷凝回收隋性溶剂。再将冷凝后的物料升温至120～130℃，经回流分解60分钟后进行蒸馏处理，分别得到氯化氰、三氧化硫及产品氯磺酰异氰酸酯。
***水溶液与液氯反应后产生的废水中氰根浓度为1000-6000mg/L，远高于排放标准，需要进行萃取处理。萃取是采用常规萃取方法进行。萃取后可得到8％左右含量的***水溶液。可继续循环使用。萃取后废水中氰根浓度小于10mg/L，经进一步处理，可达标排放。本方法中采用液氯、***水溶液和三氧化硫作为原料。液氯为工业级，***水溶液为工业级，其含量为8-30％。三氧化硫为液态产品，对其晶型没有限制。
本发明方法简单，易于实施，一改传统生产工艺，液氯不气化，直接和***水溶液反应制取氯化氰，使得工艺简化，大幅度提高了产品收率和质量。降低了能源的消耗，降低了企业生产成本，是一种理想的氯磺酰异氰酸酯的制造方法。
本发明无附图
具体实施方式
实施例1：
将10％***水溶液和液氯按摩尔比1.05∶1同时连续通入氯化反应器，得到气体产物降温到40℃以下，经过冷却降温和装有氯化钙干燥剂的管状通道脱水，再进入冷凝器得到液体氯化氰。收集氯化氰504ml待用。
反应废水中氰根浓度5280mg/L，采用常规方法，用煤油-氢氧化钠/LYF系乳液萃取，萃取液用量为210g/L废水，得到8.3％含量的***水溶液。萃取后废水中氰根浓度8mg/L。
在1000ml玻璃烧瓶内取液体三氧化硫400ml，加入200ml二氯甲烷，搅拌分散均匀；取500ml液体氯化氰，加入100ml二氯甲烷，搅拌分散均匀。将二者以等体积的速度，同时向2000ml的、带加热冷却功能、带回流装置和搅拌装置的玻璃烧瓶内滴加，控制反应温度在23-25℃。物料一小时滴加完毕，保温2小时。升温到40℃，搅拌直到不再有气体溢出，冷凝气体回收二氯甲烷291ml。继续升温到130℃，全回流下保持2小时。降温到100℃开始蒸馏，收集100-110℃馏分，得到成品氯磺酰异氰酸酯1388g。
实施例2：
将15％***水溶液和液氯按摩尔比1.05∶1同时通入氯化反应器，得到气体产物降温到40℃以下，经过冷却降温和装有氯化钙干燥剂的管状通道脱水，再进入冷凝器得到液体氯化氰。收集氯化氰504ml待用。
反应废水中氰根浓度6630mg/L，用煤油-氢氧化钠/LYF系乳液萃取，萃取液用量为230g/L废水，得到8.5％含量的***水溶液。萃取后废水中氰根浓度6mg/L。
在1000ml玻璃烧瓶内取液体三氧化硫400ml，加入200ml二氯甲烷搅拌分散均匀；取500ml液体氯化氰，加入100ml二氯甲烷，搅拌分散均匀。将二者以大致等体积的速度，同时向2000ml的、带加热冷却功能、带回流装置和搅拌装置的玻璃烧瓶内滴加，控制反应温度在25-28℃。物料一小时滴加完毕，保温2小时。升温到40℃，搅拌直到不再有气体溢出，冷凝气体回收二氯甲烷288ml。继续升温到130℃，全回流下保持2小时。降温到100℃开始蒸馏，收集100-110℃馏分，得到成品氯磺酰异氰酸酯1380g。

Claims (1)

1.一种氯磺酰异氰酸酯的制造方法，其特征在于，经过以下步骤：
1）将液氯和***水溶液同时加入氯化反应器内进行氯化反应，再经冷却干燥精制制得纯净液态氯化氰，
2）再将分别溶解在隋性溶剂中的氯化氰和三氧化硫以等摩尔比例投入反应器，在低温下反应制得粗品氯磺酰异氰酸酯，
3）再经过脱溶剂和热分解，精馏制得成品氯磺酰异氰酸酯；
其中液氯和***水溶液反应过程中保持***过量1-30%；隋性溶剂选自：二氯甲烷或者二氯乙烷；液态氯化氰与隋性溶剂的重量比为5：1；三氧化硫与隋性溶剂的重量比为2：1；三氧化硫和氯化氰的反应温度为10-40℃，反应时间为2-5小时。
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