CN102659528B - 一种连续釜式氯化工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种连续釜式氯化工艺，该工艺包括有以下步骤：向氯化釜内加入一定量的溶剂，启动搅拌装置，打开尾气吸收***；将3，5-二甲基苯酚、氯化剂、溶剂连续加入到氯化釜A中，反应温度设置为35～40℃、常压、搅拌条件下进行反应；当氯化釜A内的液位达到溢流口后，反应液流入氯化釜B中，向氯化釜B中补入氯化剂继续进行氯化反应，在搅拌下控制氯化温度在30～35℃之间；当氯化釜B内液位达到溢流口后，反应液流入氯化釜C中，补入氯化剂继续进行氯化反应，搅拌、并将反应温度调整到25～30℃；当氯化釜C内液位达到溢流口后，自流进入接收釜中，氯化过程完成。通过这种连续化阶梯式反应将反应的转化率由60～80％提高至90～100％，极大地提高了成品(PCMX)的收率，并有效降低了副反应的发生。
Description
技术领域
本发明属于基础化工氯化工艺，具体是涉及一种烷基酚与氯化剂作用生成烷基酚的氯代物过程。
背景技术
对氯间二甲酚(即4-氯-3，5-二甲基苯酚，简称PCMX)是一种被公认为高效、广谱且安全的杀菌剂，经美国FDA认证为首选杀菌剂，广泛使用于化妆品、涂料、皮革中作为杀菌剂、防霉抗菌剂使用。
工业上生成对氯间二甲酚一般采用间二甲酚为原料，以氯化亚铜为催化体系，用氯化剂进行氯化生成对氯间二甲酚。目前工艺中均采用一只反应釜氯化来获得对氯间二甲酚，由于此反应为放热反应且在反应过程中不同阶段的对***的要求温度不一样，反应开始时可以适当提高温度加快反应的进行，而反应到终点时需降低反应温度，使反应尽可能向正反应方向进行。
太原理工大学魏文珑等在《对氯间二甲酚合成新工艺》中，研究了以间二甲苯酚和氯气为原料，在三氯化铝催化下对合成对氯间二甲酚进行了研究。结果认为最佳工艺条件为：四氯化碳70ml，60℃下通氯气反应120min，收率可以达61.1％。
太原理工大学魏文珑、高志军等在《对氯间二甲酚的合成研究》中，对3，5-二甲基苯酚为原料合成对氯间二甲酚进行了研究，从以氯化亚砜、次氯酸钠、硫酰氯为氯化剂，对投料比、溶剂三方面进行了考察。结果认为：以3，5-二甲酚为原料，硫酰氯为氯化剂、四氯化碳为溶剂，合成对氯间二甲酚效果较为理想。反应收率可达到82.57％，产品含量达97.67％，杀菌性能考察，产物杀菌行与标样相当。
以上两篇文献工艺具有工艺简单，选择性较好，对氯化反应进行了有益试验，但同时存在溶剂的蒸气压较高，沸点较低在反应过程中溶剂大量挥发对环境影响较大，在工业化过程中有一定困难。
专利200710034241.8提供了一种对氯代烷基苯酚的工业化制备方法，采用有机硫化物和有机醚类作为共催化剂，用氯化剂和烷基苯酚进行亲电加成反应合成化合物。此专利对工业化进行了有益尝试，但同时存在使用大量洗涤水对反应液进行洗涤后污水处理困难，极大增加了生产成本，也不利于绿色环保；另外由于加入多种共催化剂存在催化剂在产品中残留和催化剂重新使用困难的缺点。
现有的工艺均存在氯化不完全，不能够最大限度地将原料3，5-二甲基苯酚转化为目标产品；同时，副产物种类多、副产物含量高、产品不易分离、后续处理工作量大的缺点；由于采用间隙反应，因此每批料结束后均需要转料、再投料等增加了工作量。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，提供一种由3，5-二甲基苯酚(简称MX)氯化生成4-氯-3，5-二甲基苯酚的方法。该方法提供了一种简易可行的氯化方法，并且采用连续化方法，节省了人工成本和物料中转过程中损失，具有较大经济意义和使用价值。
为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：一种连续釜式氯化工艺，该工艺包括有以下步骤：
步骤(1)向氯化釜内加入一定量的溶剂，启动搅拌装置，打开尾气吸收***；
步骤(2)将3，5-二甲基苯酚、氯化剂、溶剂连续加入到氯化釜A中，反应温度设置为35～40℃、常压、搅拌条件下进行反应；
步骤(3)当氯化釜A内的液位达到溢流口后，反应液流入氯化釜B中，向氯化釜B中补入氯化剂继续进行氯化反应，在搅拌下控制氯化温度在30～35℃之间；
步骤(4)当氯化釜B内液位达到溢流口后，反应液流入氯化釜C中，补入氯化剂继续进行氯化反应，搅拌、并将反应温度调整到25～30℃；
步骤(5)当氯化釜C内液位达到溢流口后，自流进入接收釜中，氯化过程完成。
作为本发明所述合成方法的一种优选方案，其中所述步骤(2)中将3，5-二甲基苯酚、氯化剂SO2Cl2、溶剂四氯乙烯分别以0.7m3/h、0.3m3/h和0.65m3/h的流量连续加入到氯化釜A中，将反应生成的HCl、SO2气体通过管道引出氯化釜去尾气吸收装置。
作为本发明所述合成方法的一种优选方案，其中所述步骤(3)中当氯化釜A的液位达到溢流口后由于高度差自动流入氯化釜B中，向氯化釜B中以0.15m3/h的流量补入氯化剂SO2Cl2继续进行氯化反应，在搅拌下控制氯化温度在30～35℃，将反应生成的HCl、SO2气体通过管道引出氯化釜去尾气吸收装置。
作为本发明所述合成方法的一种优选方案，其中所述步骤(4)中氯化釜B的液位达到溢流口后由于高度差自流入氯化釜C中，向氯化釜C中以0.05m3/h的流量补入氯化剂SO2Cl2继续进行氯化反应，在搅拌下控制氯化温度在25～30℃，将反应生成的HCl、SO2气体通过管道引出氯化釜去尾气吸收装置。
作为本发明所述合成方法的一种优选方案，其中所述各氯化釜的进料口位置低于出料口。
作为本发明所述合成方法的一种优选方案，其中所述进出料口位置设置在氯化釜的侧面，氯化釜内设有导流筒、提升器和推进式搅拌器。
本发明中氯化釜内设有导流筒、提升器和推进式搅拌，能够使物料充分搅拌增与常规反应釜相比将接触面积增大了2～3倍，且此氯化反应反应速率快，因此可以不予以考虑物料停留时间，各进料口均有控制阀控制，可随时控制反应进程，其工艺流程简单、操作简便，本发明将现有的氯化工艺由间歇生产变成连续化生产，降低了作业者的劳动强度，提高了反应釜的利用率，减少了设备检修的频率。通过连续化阶梯式反应将反应的转化率由60～80％提高至90～100％，极大地提高了成品(PCMX)的收率，并有效降低了副反应的发生。
附图说明
图1为本发明工艺原则流程图。
图中1.氯化釜A，2.氯化釜B，3.氯化釜C，4.接收釜，5.MX进料口，6.溶剂进料口，7/8/9.氯化剂进料口。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做出进一步说明。
按附图所示将向各氯化釜内加入一定量的溶剂四氯乙烯，启动搅拌装置，打开尾气吸收***后，将将MX、SO2Cl2、四氯乙烯溶剂分别以0.7m3/h、0.3m3/h和0.65m3/h的流量通过进料口连续加入到氯化釜A1中，此时将反应温度控制在35～40℃，反应生成4-氯-3，5-二甲基苯酚，在出料口每小时取样分析一次结果，转化率为60～80％；当液位达到溢流口后，以0.15m3/h的流量向氯化釜B2中加入SO2Cl2，将反应温度调整到30～35℃，并在氯化釜B2出料口每小时取样一次分析组分含量，转化率为70～90％；当氯化釜B2液位达到溢流口后，反应液流入氯化釜C3中，以0.05m3/h的流量补入SO2Cl2继续进行氯化反应，并将反应温度调整到25～30℃之间，在氯化釜C3出料口每小时取样分析一次结果，转化率为90～100％。
MX：3，5-二甲基苯酚；
OCMX：2-氯-3，5-二甲基苯酚；
DCMX：2，4-氯-3，5-二甲基苯酚；
PCMX：4-氯-3，5-二甲基苯酚。整个过程其核心反应方程式为：
根据分析结果，通过对工艺的进行改进极大提升了产品的一次收率，具有较大的经济效益。
应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (6)
1.一种连续釜式氯化工艺，其特征在于包括以下步骤：
步骤(1)向氯化釜内加入一定量的溶剂，启动搅拌装置，打开尾气吸收***；
步骤(2)将3，5-二甲基苯酚、氯化剂、溶剂连续加入到氯化釜A中，反应温度设置为35～40℃、常压、搅拌条件下进行反应；
步骤(3)当氯化釜A内的液位达到溢流口后，反应液流入氯化釜B中，向氯化釜B中补入氯化剂继续进行氯化反应，在搅拌下控制氯化温度在30～35℃之间；
步骤(4)当氯化釜B内液位达到溢流口后，反应液流入氯化釜C中，补入氯化剂继续进行氯化反应，搅拌、并将反应温度调整到25～30℃；
步骤(5)当氯化釜C内液位达到溢流口后，自流进入接收釜中，氯化过程完成。
2.根据权利要求1所述的连续釜式氯化工艺，其特征在于：所述步骤(2)中将3，5-二甲基苯酚、氯化剂SO2Cl2、溶剂四氯乙烯分别以0.7m3/h、0.3m3/h和0.65m3/h的流量连续加入到氯化釜A中，将反应生成的HCl、SO2气体通过管道引出氯化釜去尾气吸收装置。
3.根据权利要求2所述的连续釜式氯化工艺，其特征在于：当氯化釜A的液位达到溢流口后由于高度差自动流入氯化釜B中，向氯化釜B中以0.15m3/h的流量补入氯化剂SO2Cl2继续进行氯化反应，在搅拌下控制氯化温度在30～35℃，将反应生成的HCl、SO2气体通过管道引出氯化釜去尾气吸收装置。
4.根据权利要求3所述的连续釜式氯化工艺，其特征在于：氯化釜B的液位达到溢流口后由于高度差自流入氯化釜C中，向氯化釜C中以0.05m3/h的流量补入氯化剂SO2Cl2继续进行氯化反应，在搅拌下控制氯化温度在25～30℃，将反应生成的HCl、SO2气体通过管道引出氯化釜去尾气吸收装置。
5.根据权利要求1所述的连续釜式氯化工艺，其特征在于：所述各氯化釜的进料口位置低于出料口。
6.根据权利要求5所述的连续釜式氯化工艺，其特征在于：所述进出料口位置设置在氯化釜的侧面，氯化釜内设有导流筒、提升器和推进式搅拌器。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C53 | Correction of patent of invention or patent application | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: North latitude two South Industrial Park Marine Economic Development Zone Dafeng City, Jiangsu province Yancheng City 224100 Applicant after: JIANGSU HUANXIN HIGH-TECH MATERIALS CO.,LTD. Address before: North latitude two South Industrial Park Marine Economic Development Zone Dafeng City, Jiangsu province Yancheng City 224100 Applicant before: Jiangsu Huanxingao New Material Technology Co.,Ltd. |
|
| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: APPLICANT; FROM: JIANGSU HUANXIN HIGH-TECH MATERIALS CO., LTD. TO: JIANGSU HUANXIN NEW MATERIALS CO., LTD. |
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Continuous kettle type chlorination technology Effective date of registration: 20181015 Granted publication date: 20140917 Pledgee: Yancheng Cathay new industries Development Fund (L.P.) Pledgor: JIANGSU HUANXIN HIGH-TECH MATERIALS CO.,LTD. Registration number: 2018990000960 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PP01 | Preservation of patent right |
Effective date of registration: 20191118 Granted publication date: 20140917 |
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| PP01 | Preservation of patent right | ||
| PD01 | Discharge of preservation of patent |
Date of cancellation: 20221118 Granted publication date: 20140917 |
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| PD01 | Discharge of preservation of patent |