CN113666805A

CN113666805A - 一种连续化生产4-氯-3,5-二甲基苯酚的方法及生产***

Info

Publication number: CN113666805A
Application number: CN202110968844.5A
Authority: CN
Inventors: 毛建拥; 李泉; 胡鹏翔; 王丰阳; 龚琴琴; 潘洪; 俞宏伟; 胡柏剡
Original assignee: Shandong Nhu Vitamin Co ltd; Zhejiang NHU Co Ltd
Current assignee: Shandong Nhu Vitamin Co ltd; Zhejiang NHU Co Ltd
Priority date: 2021-08-23
Filing date: 2021-08-23
Publication date: 2021-11-19
Anticipated expiration: 2041-08-23
Also published as: CN113666805B

Abstract

本发明涉及一种连续化生产4‑氯‑3,5‑二甲基苯酚的方法及生产***，包括：将包含3,5‑二甲基苯酚（MX）、氯化剂和溶剂的反应物料连续通入反应器中发生反应，得到包含4‑氯‑3,5‑二甲基苯酚（PCMX）、MX和溶剂的第一混合物，且PCMX至少部分为结晶态；将溶剂和第一混合物连续通入洗涤设备中，并进行分离，获得包含MX和溶剂的第二混合物及包含溶剂和结晶态的PCMX的第三混合物；将第二混合物的部分或全部连续地通入反应器内；将第三混合物连续输出洗涤设备，进行处理得到PCMX。本发明通过将反应过程中生成的结晶态的PCMX不断地分离出来，大大降低晶体包裹3,5‑二甲基苯酚的现象，即提高了转化率，又确保反应能够一直低温下进行，最终获得较高的目标产品的选择性及转化率。

Description

一种连续化生产4-氯-3,5-二甲基苯酚的方法及生产***

技术领域

本发明属于有机化学品合成技术领域，具体涉及一种连续化生产4-氯-3,5-二甲基苯酚的方法及生产***。

背景技术

4-氯-3,5-二甲基苯酚(对氯间二甲酚，简称PCMX)是一种高效、广谱的防霉抗菌剂，在日用、医用、工业用杀菌等领域应用广泛。人们越发对个人的卫生状况关注起来，4-氯-3,5- 二甲基苯酚迎来更大的市场。

4-氯-3,5-二甲基苯酚在工业上一般以3,5-二甲基苯酚/1-羟基-3,5-二甲基苯为原料，在氯化剂的作用下进行氯化反应得到，所用的氯化剂可以为硫酰氯或氯气，具体工艺主要有：

1)反应在无有机溶剂的条件下进行，如中国专利CN102199075A提到4-氯-3,5-二甲基苯酚由二价铜盐作催化剂，在无有机溶剂的条件下，以1-羟基-3,5-二甲基苯、氧化剂和含氯无机物进行反应得到，但是整个反应过程仅仅依靠加入的少量水或反应原料中所含的水以及反应生成的与产物等摩尔量的水充当溶剂帮助搅拌。在实际实施结果中发现，此方法不使用有机溶剂虽然有利于环保，但是整个反应体系很难分散均匀，不利于质子传输，难以控制反应进度和反应选择性。

2)反应在高温下进行，如中国专利CN 103351282A由二价铜盐作催化剂，以3,5-二甲基苯酚(简称MX)为原料，氧气为氧化剂，盐酸为氯化剂，在90～98℃下进行反应合成3,5-二甲基-4-氯苯酚。该方法实际的MX转化率达到99％时，但产品的选择性仅达到80％，产品选择性低，产物分离难度增加；中国专利CN102675055B中介绍了一种高温氯化法生产对氯间二甲酚新工艺，通过预热的原料与氯化剂上下对流反应，反应温度110～130℃，虽然实现了连续反应过程，但实际上由于反应温度较高，副产物选择性会很大程度上升高，另外，由于强制外循环使整个塔内物料组成相同，当原料转化率较高时，塔内产物浓度较高，再与氯化剂接触后，二氯代副产物会有明显增加，造成目标产品收率进一步降低。

3)反应在多段控温条件下进行，如专利CN104326881A中提到一种以3,5-二甲基苯酚为原料，四氯乙烯为溶剂，苄硫酚和氯化铝为共催化剂，硫酰氯为氯化剂，通过低温氯化、高温氯化两阶段进行定向氯化反应合成4-氯-3,5-二甲基苯酚的方法。该方法利用低温氯化保持产品4-氯-3,5-二甲基苯酚的选择性，高温氯化提高底物的转化率，从而实现提高产品收率的目的。但是，在高温氯化阶段，还是会导致产品的选择性降低，并且该方法的催化剂回收困难，对环境污染严重；专利CN101823941B中提到一种4-氯-3,5-二甲基苯酚的绿色工业化制备方法，以水为溶剂，硫酰氯或氯气为氯化剂，将底物3,5-二甲基苯酚通过多段控温的方式进行氯化反应。该方法的操作较为繁琐，连续化程度低，难以在工业上大规模应用，而且对 4-氯-3,5-二甲基苯酚水相的处理问题也未提及。

4)反应在低温下进行，如专利CN102659528A中介绍了一种三个反应釜串联的形式连续生产PCMX的工艺，通过控制低温25～35℃下反应，反应液连续溢流实现高转化率的连续反应过程，但一方面多个反应器的使用会提高投资成本及工艺风险，另一方面由于反应温度较低，产品在溶剂中溶解度下降，因此不可避免的使用大量的溶剂来维持反应物料为均相溶液，反应转化率为90～100％，选择性在80％左右，虽然实现了连续化过程，但产品选择性仍较低。

上述合成方法，存在目标产物的选择性较低，或者原料的转化率较低的问题。

为了提高目标产物的选择性及原料的转化率，有人提出利用特定结构的反应精馏塔和精馏精制塔联用生产4-氯-3,5-二甲基苯酚的方法，如专利CN111574329A公开的一种用于生产 4-氯-3,5-二甲基苯酚的反应精馏装置及方法，该反应精馏装置包括通过管道相互连接的反应精馏塔、第一冷凝器、第一再沸器、精馏精制塔、第二冷凝器、第三冷凝器、第二再沸器及真空***，该方法包括如下步骤：以硫酰氯和3,5-二甲基苯酚作为原料，硫酰氯连续加入反应精馏塔的反应精馏段上部；3,5-二甲基苯酚进料连续加入反应精馏塔的反应精馏段下部，反应精馏塔的塔顶经冷凝后采出二氧化硫和氯化氢气体，溶剂及少量反应原料硫酰氯回流至反应精馏塔塔顶及反应精馏段底部；反应精馏塔塔底包含反应产物4-氯-3,5-二甲基苯酚的粗产品，其进入精馏精制塔分离得到4-氯-3,5-二甲基苯酚产品。相比其他方法，该方法可以连续化生产，且目标产品的选择性和收率均较高。但是该方法需要采用具有特定结构的反应精馏塔和精馏精制塔，大大增加设备投资成本。同时，生产过程中还需严格控制反应精馏塔、精馏精制塔内各段的温度及***压力，原料3,5-二甲基苯酚的进料温度需提高至70～80℃，不仅操作复杂还增加能耗，进一步增加成本。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足而提供一种高选择性、高收率且低成本的连续化生产4-氯-3,5-二甲基苯酚的方法。

为达到上述目的，采取的技术方案为：

一种连续化生产4-氯-3,5-二甲基苯酚的方法，采用的反应物料包含3,5-二甲基苯酚、氯化剂和溶剂，所述方法包括：

将所述反应物料连续通入反应器中，并使所述反应物料在所述反应器内发生反应，得到包含4-氯-3,5-二甲基苯酚、3,5-二甲基苯酚和溶剂的第一混合物，且所述第一混合物中的4- 氯-3,5-二甲基苯酚至少部分为结晶态；

将溶剂和所述第一混合物连续通入洗涤设备中，并进行分离，获得包含3,5-二甲基苯酚和溶剂的第二混合物及包含溶剂和结晶态的4-氯-3,5-二甲基苯酚的第三混合物；

将所述第二混合物的部分或全部连续地通入所述反应器内；

将所述第三混合物连续地输出所述洗涤设备，进行后处理得到4-氯-3,5-二甲基苯酚。

根据本发明，所述第一混合物、第三混合物均为晶浆。所述第二混合物为液态。

根据本发明，所述反应器内的所述3,5-二甲基苯酚、氯化剂分别为液态和/或溶解态。

进一步地，控制所述反应器内物料的温度为20～40℃。优选地，控制所述反应器内物料的温度为25～35℃。

进一步地，当所述反应器内出现4-氯-3,5-二甲基苯酚的结晶态时，即将所述反应器内包含结晶态的4-氯-3,5-二甲基苯酚的物料连续地通入所述洗涤设备中。

在一些实施方式中，所述后处理得到的4-氯-3,5-二甲基苯酚的纯度大于等于99.0％。

根据本发明的一些实施方面，所述方法还包括针对所述第三混合物，取样检测4-氯-3,5- 二甲基苯酚的纯度，当取样检测的纯度低于设定纯度，则将从所述洗涤设备输出的第三混合物加热后再回输至所述洗涤设备中；当取样检测的纯度在设定纯度以上，则对所述第三混合物进行后处理，获得所述4-氯-3,5-二甲基苯酚的晶体。优选地，所述设定纯度为99.0％。

优选地，加热所述第三混合物的加热温度为50～60℃。

在一些优选且具体实施方式中，所述后处理选自以下方式a、方式b中的一种方式：

方式a：将所述第三混合物通过蒸馏塔进行减压蒸馏，回收塔顶溶剂，塔底物料经冷却结晶，干燥，得到4-氯-3,5-二甲基苯酚产品；

方式b：将所述第三混合物通过离心分离，得到结晶态的4-氯-3,5-二甲基苯酚和液态物料，液态物料经蒸馏塔进行减压蒸馏，回收塔顶溶剂，塔底物料经冷却结晶后与所述结晶态的4-氯-3,5-二甲基苯酚合并，干燥，得到4-氯-3,5-二甲基苯酚产品。

优选地，方式a中，控制所述蒸馏塔塔顶温度为70～100℃、压力为-0.1～-0.06MPa；优选地，控制蒸馏塔塔顶温度为75～90℃、压力为-0.1～-0.08MPa。

优选地，方式a中或方式b中，所述干燥过程中，控制温度为60～100℃、压力为 -0.1～-0.02MPa、时间为60～500min；优选地，控制温度为60～80℃、压力为-0.08～-0.05MPa、时间为60～200min。

根据本发明的一些实施方面，当所述第二混合物中的2,4-二氯-3,5-二甲基苯酚和2-氯-3,5- 二甲基苯酚的总质量含量在设定含量以下时，将全部的第二混合物通入所述的反应器中；当所述第二混合物中的2,4-二氯-3,5-二甲基苯酚和2-氯-3,5-二甲基苯酚的总质量含量超过设定含量时，将一部分的第二混合物通入所述的反应器中。

在一些优选且具体实施方式中，当所述第二混合物中2,4-二氯-3,5-二甲基苯酚和2-氯-3,5- 二甲基苯酚的总质量含量超过设定含量时，将90％以下的第二混合物通入所述的反应器中。优选地，当2,4-二氯-3,5-二甲基苯酚和2-氯-3,5-二甲基苯酚的总质量含量超过设定含量时，将 80％～90％的第二混合物通入所述的反应器中。

在一些优选且具体实施方式中所述方法还包括检测所述第二混合物中的2,4-二氯-3,5-二甲基苯酚和2-氯-3,5-二甲基苯酚的总质量含量的步骤；和/或，当所述第二混合物中的2,4-二氯-3,5-二甲基苯酚和2-氯-3,5-二甲基苯酚的总质量含量超过设定含量时，将剩余部分的第二混合物用于制备2,4-二氯-3,5-二甲基苯酚。

在一些实施方式中，所述检测的手段可以是在线实时检测所述第二混合物中的2,4-二氯 -3,5-二甲基苯酚和2-氯-3,5-二甲基苯酚的总质量含量，以实时监测所述第二混合物中2,4-二氯 -3,5-二甲基苯酚和2-氯-3,5-二甲基苯酚的总质量含量，进而控制进入所述反应器内的第二混合物的量。也可以是间歇式取样检测所述第二混合物中的2,4-二氯-3,5-二甲基苯酚和2-氯-3,5- 二甲基苯酚的总质量含量。

在一些优选且具体实施方式中，所述设定含量在10wt％～20wt％之间。优选地，所述设定含量为15％。

实际生产过程中，当设定含量在15％以上时，连续将80～90％的第二混合物通入所述反应器内，剩余部分的第二混合物连续采出，用于制备2,4-二氯-3,5-二甲基苯酚，随着生产过程的连续进行，所述第二混合物内2,4-二氯-3,5-二甲基苯酚和2-氯-3,5-二甲基苯酚的总质量含量会逐渐降低，当降低至15％以下，甚至更低时，此时可以暂时关闭采出的管路。而关闭采出的管路后，随着生产的进行，第二混合物内2,4-二氯-3,5-二甲基苯酚和2-氯-3,5-二甲基苯酚的总质量含量又会升高，则开启采出的管路，如此循环操作。通过间歇式或者连续式采出一部分第二混合物用作生产其他物质，以控制整个***的副产物，以及采出的第二混合物用作生产其他物质(如2,4-二氯-3,5-二甲基苯酚)，大大降低三废处理量，对改善供液环境有极大的帮助。

本发明中，在计算所述2,4-二氯-3,5-二甲基苯酚和2-氯-3,5-二甲基苯酚的总质量含量时，溶剂不参与计算。

进一步地，所述3,5-二甲基苯酚与氯化剂的进料质量比为1:1～2；和/或，所述3,5-二甲基苯酚与溶剂的进料质量比为1:1～10。

进一步地，所述氯化剂为盐酸、次氯酸、氯化钠、氯化钾、氯气、硫酰氯中的一种或多种的组合。优选地，所述氯化剂为盐酸、氯气、硫酰氯中的一种或多种的组合。进一步优选地，所述3,5-二甲基苯酚与硫酰氯的进料质量比为1:1.1～1.5。

本发明中，当所述氯化剂选自盐酸、次氯酸、氯化钠、氯化钾时，所述反应器内还需加入氧化剂和催化剂。

进一步地，所述溶剂为二氯乙烷、氯仿、氯苯、二氯苯、三氯甲苯、三氯乙烯、四氯乙烯中的一种或多种的组合。优选地，所述溶剂为二氯乙烷、氯苯、四氯乙烯中的一种或多种的组合。进一步优选地，所述反应物料中，所述3,5-二甲基苯酚和四氯乙烯的进料质量比为1:1～5。

在一些实施方式中，所述反应物料中，所述3,5-二甲基苯酚、溶剂、氯化剂的进料流量分别为0.2～1.5m³/h、0.6～3.0m³/h、0.12～1.7m³/h。优选地，所述3,5-二甲基苯酚、溶剂、氯化剂的进料流量分别为0.2～1m³/h、0.6～2.0m³/h、0.2～0.5m³/h。进一步优选地，所述3,5-二甲基苯酚、溶剂、氯化剂的进料流量分别为0.2～0.8m³/h、0.6～1.0m³/h、0.2～0.5m³/h。

在一些实施方式中，所述第一混合物的流量为1～15m³/h。优选地，所述第一混合物的流量为1～10m³/h。进一步优选地，所述第一混合物的流量为3～5m³/h。

在一些实施方式中，向所述洗涤设备内输入溶剂的进料流量为0.5～10m³/h。进一步优选地，所述溶剂的输入流量为0.5～5m³/h。更进一步优选地，所述溶剂的输入流量为0.5～1.5m³/h。

根据本发明，所述反应物料中使用的溶剂与向所述洗涤设备内输入的溶剂为相同的溶剂。如在一些实施例中，所述溶剂都为四氯乙烯。

在一些实施方式中，所述第二混合物以流量为1～15m³/h输送至所述反应器内。优选流量为2～10m³/h，更优选流量为2～5m³/h。

在一些实施方式中，所述第三混合物以流量为0.5～5m³/h输出。进一步优选地，所述第三混合物以流量1～3m³/h输出。

在一些优选且具体实施方式中，所述洗涤设备包括壳体，设置在所述壳体内的用于固液分离的滤网，及设置在所述壳体上的第一入口、第二入口、第一出口和第二出口，所述第一出口、第二出口分别位于所述滤网的相对两侧，所述第一入口、第二入口都位于所述滤网的设有所述第一出口的一侧，且所述第一入口通过管道与所述反应器连通、用于向所述壳体内通入所述第一混合物，所述第二入口用于通入溶剂，所述第一出口用于输出所述第三混合物，所述第二出口用于输出所述第二混合物。

优选地，所述壳体竖直设置，所述第一出口、第二出口分别位于所述壳体的底部和顶部，所述第一入口和第二入口的高度低于所述滤网所在高度且所述第一入口和第二入口分别位于所述壳体的相对两侧，所述第二入口低于所述第一入口设置。进一步优选地，所述第一入口位于所述壳体高度上的1/4～2/3处，所述第二入口位于所述壳体高度上的1/4～1/2处。更进一步优选地，所述第一入口位于所述壳体高度上的1/3～1/2处，所述第二入口位于所述壳体高度上的1/4～1/3处。

进一步地，所述壳体底部还设置搅拌机构，便于晶浆态的第三混合物输出所述洗涤设备。

进一步地，所述滤网在所述壳体内沿上下方向可在所述壳体内滑动，所述洗涤设备还包括与所述滤网相连且用于驱动所述滤网在所述壳体内滑动的连杆，通过驱动所述连杆进而驱动所述滤网在所述壳体内上下滑动，便于在调试过程中，确定所述滤网最佳位置，防止晶体随所述第二混合物进入所述反应器。

优选地，所述壳体上还具有第三出口，所述第三出口与第二出口均位于所述滤网的同一侧，其中所述的第二出口通过管道与所述反应器连通，所述的第三出口用于连接所述反应器和所述洗涤设备以外的外部设备。

优选地，所述滤网的网孔孔径为20-50目。

根据本发明的一些实施方面，所述方法还包括将所述反应器与换热器连接构成外循环回路，以控制所述反应器内物料温度。

根据本发明的一些实施方面，所述方法还包括将所述反应器内挥发的气体经冷凝后液体部分回流至所述反应器内、气体部分采出的步骤。

本发明采取的第二技术方案：一种连续化生产4-氯-3,5-二甲基苯酚的生产***，所述生产***包括一反应器和通过管道与所述反应器连通的洗涤设备，所述反应器上具有供包含 3,5-二甲基苯酚、氯化剂和溶剂的反应物料通入所述反应器内的进料口，所述反应物料在所述反应器内发生反应，得到包含4-氯-3,5-二甲基苯酚、3,5-二甲基苯酚和溶剂的第一混合物，且所述第一混合物中的4-氯-3,5-二甲基苯酚至少部分为结晶态，所述洗涤设备包括壳体及设置在所述壳体内的滤网，所述壳体具有第一入口、第二入口、第一出口和第二出口，其中，所述第一入口通过第一管道与所述反应器连通、用于向所述壳体通入所述第一混合物，所述第二入口用于向所述壳体通入溶剂且该溶剂与所述第一混合物混合，所述溶剂与第一混合物混合后经所述滤网固液分离后获得包含3,5-二甲基苯酚和溶剂的第二混合物及包含溶剂和结晶态的4-氯-3,5-二甲基苯酚的第三混合物，所述第一出口用于输出所述第三混合物，所述第二出口与反应器之间还设置第二管道、用于向所述反应器内输入部分或全部的所述第二混合物。

在一些实施方式中，所述壳体竖直设置，所述第一出口、第二出口分别位于所述壳体的底部和顶部，所述第一入口和第二入口的高度低于所述滤网所在高度且所述第一入口和第二入口分别位于所述壳体的相对两侧，所述壳体底部还设置搅拌机构，所述滤网在所述壳体内沿上下方向可在所述壳体内滑动，所述洗涤设备还包括与所述滤网相连且用于驱动所述滤网在所述壳体内滑动的连杆。

在一些实施方式中，所述第一出口上连接用于输送所述第三混合物的第三管道，所述生产***还包括通过第四管道、第五管道分别与所述反应器顶部连通的冷凝器，通过第六管道和第七管道分别与所述反应器相连的第一换热器，通过第八管道和第九管道分别与所述洗涤设备相连的第二换热器，所述第二入口上连接用于输送溶剂的第十管道。

本发明采取的第三技术方案：一种连续化生产4-氯-3,5-二甲基苯酚的方法，采用上述所述的生产***进行连续化生产，所述反应物料包含3,5-二甲基苯酚、溶剂和氯化剂，所述方法包括以下步骤：

S1：分别以流量0.2～1.5m³/h、0.6～3.0m³/h、0.12～1.7m³/h将所述3,5-二甲基苯酚、溶剂和氯化剂连续地通过所述进料口通入所述反应器内，并在所述反应器内发生反应，得到所述第一混合物；

S2：连续地将所述第一混合物以流量1～15m³/h通过所述第一管道输送至所述洗涤设备中，同时连续地将溶剂通过所述第二入口以流量0.5～10m³/h通入所述洗涤设备中与所述第一混合物进行混合并对所述结晶态的4-氯-3,5-二甲基苯酚进行洗涤，获得所述第二混合物和第三混合物；

S3：连续地将所述第三混合物通过所述第一出口以流量0.5～5m³/h输出所述洗涤设备，同时连续地将部分或全部所述第二混合物以流量1～15m³/h通过所述第二管道输送至所述反应器内；

S4：针对所述第三混合物，取样检测4-氯-3,5-二甲基苯酚的纯度，当取样检测的纯度低于设定纯度，则将从所述洗涤设备输出的第三混合物加热后再回输至所述洗涤设备中；当取样检测的纯度在设定纯度以上，则对所述第三混合物进行后处理，回收所述第三混合物中的溶剂，获得所述4-氯-3,5-二甲基苯酚的晶体。

在一些实施方式中，在S1步骤进行3～5h后，开始进行S2的步骤。

在实际连续生产过程中，所述3,5-二甲基苯酚、溶剂、氯化剂的进料流量，进入所述洗涤设备的所述第一混合物的流量，输送至所述反应器内的所述第二混合物的流量，以及所述第三混合物的输出流量并非是某一定值，它们都可在一定范围内进行调整，流量的调整具体根据所述反应器内物料的液位情况进行实际的调整，具体根据反应器的大小及物料在反应器内具体的液位进行调整，例如，某一反应器内实际生产过程中控制其液位在1.2米，若液位高于1.2米，则可加大进入所述洗涤设备的物料的流量，或者降低3,5-二甲基苯酚、溶剂、氯化剂的流量，或者降低回流至所述反应器内的所述第二混合物的流量等多种手段；反之，若液位低于1.2米，则按上述操作进行相反的操作。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

本发明的方法通过简单的分离将反应过程中生成的结晶态的4-氯-3,5-二甲基苯酚不断地分离出来且同时用溶剂对其进行洗涤，大大降低晶体包裹3,5-二甲基苯酚的现象，即提高了转化率，又确保反应能够一直低温下进行，最终获得较高的目标产品的选择性及转化率，选择性达91％以上，转化率达97％以上，目标产品的收率高。

本发明的方法主要通过一反应器和洗涤设备的联合使用，相比现有的采用反应精馏塔和精馏精制塔的联合使用，无需特制设备，大大降低生产设备的投资成本及能耗，且分离后的粗产品只需通过简单的后处理即可得到目标产品，进一步降低成本，适用于大规模连续化工业生产。

附图说明

图1为本发明实施例制备4-氯-3,5-二甲基苯酚采用的生产***的结构示意图；

图中，1、反应器；2、洗涤设备；2a、壳体；2b、滤网；2c、第一入口；2d、第二入口； 2e、第一出口；2f、第二出口；2g、第三出口；2h、第三入口；2i、连杆；2j、搅拌机构；3、第一换热器；4、冷凝器；5、第一输送泵；6、第二输送泵；7、第二换热器；

a、第一管道；b、第二管道；c、第三管道；d、第四管道；e、第五管道；f、第六管道； g、第七管道；h、第八管道；i、第九管道；j、第十管道；k、第十一管道。

具体实施方式

本发明通过对反应生成的结晶态的4-氯-3,5-二甲基苯酚不断地与3,5-二甲基苯酚分离，大大降低晶体包裹3,5-二甲基苯酚的现象，即提高了转化率，又确保反应能够一直低温下进行，最终获得较高的目标产品的选择性及转化率。

一个优选且具体的实施方案如下：

采用的反应物料包含3,5-二甲基苯酚、氯化剂和溶剂，方法包括将反应物料连续地通入一反应器中，并使反应物料在反应器内发生反应，得到包含4-氯-3,5-二甲基苯酚、3,5-二甲基苯酚和溶剂的第一混合物，且第一混合物中的4-氯-3,5-二甲基苯酚至少部分为结晶态，反应器采用夹套式反应器，在夹套内通入冷却介质控制反应器内物料温度为20～40℃，进一步地，还通过与反应器外接的换热器，使反应器内物料强制外循环进一步确保反应器内物料控制在低温下；

将溶剂和反应器内的第一混合物连续通入洗涤设备中，溶剂对第一混合物中的结晶态的 4-氯-3,5-二甲基苯酚进行洗涤，然后进行分离，获得包含3,5-二甲基苯酚和溶剂的第二混合物及包含溶剂和结晶态的4-氯-3,5-二甲基苯酚的第三混合物；

对第二混合物进行取样检测2,4-二氯-3,5-二甲基苯酚和2-氯-3,5-二甲基苯酚的总质量含量在设定含量(优选设定含量为15％)以下时，将全部的第二混合物通入反应器中；当第二混合物中的2,4-二氯-3,5-二甲基苯酚和2-氯-3,5-二甲基苯酚的总质量含量超过设定含量时，将80～90％的第二混合物通入反应器中，剩余部分输出用于制备2,4-二氯-3,5-二甲基苯酚；

对第三混合物进行取样检测4-氯-3,5-二甲基苯酚的纯度，当取样检测的纯度低于设定纯度(如99.0％)，则将从洗涤设备输出的第三混合物加热后再回输至洗涤设备中；当取样检测的纯度在设定纯度以上，则对第三混合物进行后处理，并回收第三混合物中的溶剂，获得4- 氯-3,5-二甲基苯酚的晶体。

如图1所示，本发明方法可在该图所示的连续生产***中实施。

如图1所示，连续化生产4-氯-3,5-二甲基苯酚的生产***包括一反应器1和通过管道与反应器1连通的洗涤设备2。

反应器1具有供反应物料通入反应器1内并在反应器1内发生反应生成4-氯-3,5-二甲基苯酚的进料口，反应物料包含3,5-二甲基苯酚、溶剂和氯化剂，进料口具有二个，二个进料口上分别连接进料管，其中一个进料管分别与3,5-二甲基苯酚的原料管和溶剂的原料管相连，另一个进料管与氯化剂的原料管相连。

洗涤设备2包括直立设置的壳体2a、沿壳体2a的上下方向可滑动设置在壳体2a内的用于固液分离的滤网2b、下端部与滤网2b相连且上端部伸出壳体2a外的连杆2i及设置在壳体 2a底部的搅拌机构2j，壳体2a上具有第一入口2c、第二入口2d、第三入口2h、第一出口 2e、第二出口2f和第三出口2g，第一出口2e、第二出口2f分别位于壳体2a的底部和顶部且分别位于滤网2b的相对两侧，第一入口2c、第二入口2d都位于滤网2b的设有第一出口2e的一侧，第一入口2c、第二入口2d还分别位于壳体2a的相对两侧，第一入口2c、第二入口 2d的高度均低于滤网2b所在高度且第二入口2d低于第一入口2c设置，第三出口2g与第二出口2f均位于滤网2b的上侧，第三入口2h位于壳体2a底部。

第一入口2c通过第一管道a与反应器1底部连通、用于向洗涤设备2内通入第一混合物，第一管道a上设置第一输送泵5，第二入口2d用于向洗涤设备2内通入洗涤溶剂，第一出口 2e用于输出固液分离后获得的第三混合物，第二出口2f与反应器1的顶部之间还连接第二管道b、用于向反应器1内输入固液分离后获得的第二混合物，第三出口2g用于连接反应器1 和洗涤设备2以外的外部设备。

本例中，第一出口2e上连接用于输出第三混合物的第三管道c，第三管道c上设置第二输送泵6。

该生产***还包括通过第四管道d和第五管道e与反应器1的顶部相连的冷凝器4，反应器1内气体经第四管道d进入冷凝器4冷凝，冷凝得到液体通过第五管道e回流至反应器 1内，收集冷凝得到的尾气经分离、纯化后，用于合成高附加值产品(如原乙酸三甲酯、原乙酸三乙酯、硫酰氯等)。

该生产***还包括第一换热器3，第一换热器3的热媒通道分别通过第六管道f和第七管道g与反应器1相连，第一换热器3的冷媒通道内通入冷媒进行换热，以控制反应器1内物料保持在20～40℃。本例中，第六管道f连接在第一管道a上，且第六管道f与第一管道a的连接处位于第一输送泵5和第一入口2c之间；第七管道g连接在第二管道b上。

该生产***还包括第二换热器7，第二换热器7的冷媒通道分别通过第八管道h和第九管道i与洗涤设备2相连，第二换热器7的热媒通道内通入热媒进行换热。本例中，第八管道h连接在第三管道c上，第九管道i与洗涤设备2的底部的第三入口2h相连，第二换热器7用于对纯度不合格的粗产品进行加热，然后回流至洗涤设备2再次进行洗涤。

本例中，第二入口2d上连接用于输送洗涤溶剂的第十管道j，第三出口2g上连接用于与外部设备连接的第十一管道k。

在一些具体实施例中，反应器1的容积大小可以是1～10m³，第一换热器3的换热面积为 2～20m²，优选地，反应器1的容积大小可以是3～8m³，第一换热器3的换热面积为5～15m²。

在一些具体实施例中，洗涤设备2的高度h为100～300cm，直径D为10～100cm。优选地，高度h为100～200cm，直径D为20～50cm。

下面结合具体实施例详细说明本发明的技术方案，以便本领域技术人员更好理解和实施本发明的技术方案，但并不因此将本发明限制在所述的实例范围之中。

实施例1

本实施例采用图1所示的生产***连续生产4-氯-3,5-二甲基苯酚，具体包括以下步骤：

(1)将四氯乙烯、3,5-二甲基苯酚和硫酰氯分别以0.8m³/h、0.5m³/h、0.35m³/h的流量通过进料口连续加入到反应器1中，开启第一输送泵5强制外循环，将反应器1内物料温度控制在25～35℃；

(2)进料3h后，使反应器1和洗涤设备2经第一管道a连通，并控制反应器1内物料经第一管道a进入洗涤设备2的物料流量为4m³/h、洗涤溶剂经第十管道j的流量为1.0m³/h、第二混合物经第二管道b的流量为3m³/h、第三混合物经第三管道c的流量为2m³/h，经第三管道c输出的第三混合物即为粗产品，粗产品经减压蒸馏分离回收混合物中的溶剂得到晶体，晶体经干燥后得到4-氯-3,5-二甲基苯酚纯品。

在本实施例的连续生产过程中，分别取样测定反应4h、6h、8h时，体系中3,5-二甲基苯酚和4-氯-3,5-二甲基苯酚的质量，及成品4-氯-3,5-二甲基苯酚的质量，计算各反应时间段的 3,5-二甲基苯酚的转化率和4-氯-3,5-二甲基苯酚的收率，最终计算出4-氯-3,5-二甲基苯酚的选择性，结果如表1所示。

实施例2

本实施例的4-氯-3,5-二甲基苯酚的生产方法，基本同实施例1，不同之处在于：

步骤(1)中，四氯乙烯、3,5-二甲基苯酚、硫酰氯的流量分别为3m³/h、1.2m³/h、0.9m³/h。

步骤(2)中，反应器1内物料经第一管道a的流量为5m³/h，洗涤溶剂经第十管道j的流量为10m³/h，包含3,5-二甲基苯酚和溶剂的第二混合物经第二管道b的流量为10m³/h，包含结晶态的4-氯-3,5-二甲基苯酚和溶剂的第三混合物经第三管道c的输出流量为5m³/h。

实施例3

分别取样测定反应4h、6h、8h时，第二管道b中的物料中的2,4-二氯-3,5-二甲基苯酚和 2-氯-3,5-二甲基苯酚的总质量含量，反应6h时，含量超过15％，则开启第十一管道k并控制第十一管道k的流量为0.5m³/h，经第十一管道k输出的物料用于生产2,4-二氯-3,5-二甲基苯酚。反应8h时，含量低于15％，关闭第十一管道k。

实施例4

取样测定反应3h后，第三管道c中的物料中的4-氯-3,5-二甲基苯酚的纯度，纯度低于 99.0％，将第三管道c中的物料经第二换热器7加热再输送回洗涤设备2中，并相应调整第二管道b和第一管道a的流量。取样测定4h后，纯度在99.0％以上，第三管道c中的物料输出洗涤设备2。

对比例1

在500ml的四口烧瓶中加入61g 3,5-二甲基苯酚，四氯乙烯305g，然后启动搅拌装置，保温在25-35℃之间，在此温度下匀速滴加67.1g硫酰氯，滴加时间为8h，滴加完毕，取样分析，分析结果见表1。

对比例2

在500ml的四口烧瓶中加入61g 3,5-二甲基苯酚，四氯乙烯305g，然后启动搅拌装置，在25-35℃匀速滴加33.6g硫酰氯，滴加时间为4h。然后，将反应温度升至60～65℃，在此温度下匀速滴加16.8g硫酰氯，滴加时间为2h。最后，将反应温度升至80～85℃，在此温度下继续匀速滴加16.8g硫酰氯，滴加时间为2h。滴加完毕，取样分析，分析结果见表1。

表1为实施例1～4和对比例1～2制备的产品分析结果汇总

注：反应时间指的是第几个小时，实施例1-4为连续反应，表中转化率、选择性和收率分别为第几个小时的转化率、选择性和收率；对比例1和2均为间歇反应，表中的转化率、选择性和收率分别为滴加完毕后的转化率、选择性和收率。

由表1可知，本发明代表性实施例连续生产4-氯-3,5-二甲基苯酚产品，具有较高的原料转化率和产品收率，具有较大的经济效益，且连续生产时间长，更有助于获得优异的原料转化率及产品收率。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。

Claims

1.一种连续化生产4-氯-3,5-二甲基苯酚的方法，采用的反应物料包含3,5-二甲基苯酚、氯化剂和溶剂，其特征在于，所述方法包括：

将所述反应物料连续通入反应器中，并使所述反应物料在所述反应器内发生反应，得到包含4-氯-3,5-二甲基苯酚、3,5-二甲基苯酚和溶剂的第一混合物，且所述第一混合物中的4-氯-3,5-二甲基苯酚至少部分为结晶态；

将所述第二混合物的部分或全部连续地通入所述反应器内；

2.根据权利要求1所述的连续化生产4-氯-3,5-二甲基苯酚的方法，其特征在于，控制所述反应器内物料的温度为20~40℃；和/或，当所述反应器内出现4-氯-3,5-二甲基苯酚的结晶态时，即将所述反应器内包含结晶态的4-氯-3,5-二甲基苯酚的物料连续地通入所述洗涤设备中。

3.根据权利要求1所述的连续化生产4-氯-3,5-二甲基苯酚的方法，其特征在于，所述方法还包括针对所述第三混合物，取样检测4-氯-3,5-二甲基苯酚的纯度，当取样检测的纯度低于设定纯度，则将从所述洗涤设备输出的第三混合物加热后再回输至所述洗涤设备中；当取样检测的纯度在设定纯度以上，则对所述第三混合物进行后处理，获得所述4-氯-3,5-二甲基苯酚的晶体。

4.根据权利要求3所述的连续化生产4-氯-3,5-二甲基苯酚的方法，其特征在于，所述设定纯度为99.0%。

5.根据权利要求1所述的连续化生产4-氯-3,5-二甲基苯酚的方法，其特征在于，所述后处理包括使所述第三混合物通过蒸馏塔进行减压蒸馏，回收塔顶溶剂，塔底物料经冷却结晶，干燥，得到4-氯-3,5-二甲基苯酚产品。

6.根据权利要求1所述的连续化生产4-氯-3,5-二甲基苯酚的方法，其特征在于，所述后处理得到的4-氯-3,5-二甲基苯酚的纯度大于等于99.0%。

7.根据权利要求1所述的连续化生产4-氯-3,5-二甲基苯酚的方法，其特征在于，当所述第二混合物中的2,4-二氯-3,5-二甲基苯酚和2-氯-3,5-二甲基苯酚的总质量含量在设定含量以下时，将全部的第二混合物通入所述的反应器中；当所述第二混合物中的2,4-二氯-3,5-二甲基苯酚和2-氯-3,5-二甲基苯酚的总质量含量超过设定含量时，将90%以下的第二混合物通入所述的反应器中，将剩余部分的第二混合物用于进一步分离得到副产物2,4-二氯-3,5-二甲基苯酚。

8.根据权利要求7所述的连续化生产4-氯-3,5-二甲基苯酚的方法，其特征在于，所述方法还包括检测所述第二混合物中的2,4-二氯-3,5-二甲基苯酚和2-氯-3,5-二甲基苯酚的总质量含量的步骤；和/或，所述设定含量在10wt%~20wt%之间；和/或，当2,4-二氯-3,5-二甲基苯酚和2-氯-3,5-二甲基苯酚的总质量含量超过设定含量时，将80%~90%的第二混合物通入所述的反应器中。

9.根据权利要求1至3中任一项权利要求所述的连续化生产4-氯-3,5-二甲基苯酚的方法，其特征在于，所述洗涤设备包括壳体，设置在所述壳体内的用于固液分离的滤网，及设置在所述壳体上的第一入口、第二入口、第一出口和第二出口，所述第一出口、第二出口分别位于所述滤网的相对两侧，所述第一入口、第二入口都位于所述滤网的设有所述第一出口的一侧，且所述第一入口通过管道与所述反应器连通、用于向所述壳体内通入所述第一混合物，所述第二入口用于通入溶剂，所述第一出口用于输出所述第三混合物，所述第二出口用于输出所述第二混合物。

10.根据权利要求9所述的连续化生产4-氯-3,5-二甲基苯酚的方法，其特征在于，所述壳体竖直设置，所述第一出口、第二出口分别位于所述壳体的底部和顶部，所述第一入口和第二入口的高度低于所述滤网所在高度且所述第一入口和第二入口分别位于所述壳体的相对两侧，所述壳体底部还设置搅拌机构，所述滤网在所述壳体内沿上下方向可在所述壳体内滑动，所述洗涤设备还包括与所述滤网相连且用于驱动所述滤网在所述壳体内滑动的连杆。

11.根据权利要求10所述的连续化生产4-氯-3,5-二甲基苯酚的方法，其特征在于，所述壳体上还具有第三出口，所述第三出口与第二出口均位于所述滤网的同一侧，其中所述的第二出口通过管道与所述反应器连通，所述的第三出口用于连接所述反应器和所述洗涤设备以外的外部设备。

12.根据权利要求1~8中任一项权利要求所述的连续化生产4-氯-3,5-二甲基苯酚的方法，其特征在于，所述反应物料中，所述3,5-二甲基苯酚、溶剂、氯化剂的进料流量分别为0.2~1.5m³/h、0.6~3.0m³/h、0.12~1.7m³/h；和/或，通入所述洗涤设备的溶剂的进料流量为0.5~10m³/h；和/或，所述第一混合物进入所述洗涤设备的流量为1~15m³/h；和/或，所述第二混合物以流量1~15 m³/h输送至所述反应器内；和/或，所述第三混合物的输出所述洗涤设备的流量为0.5~5m³/h。

13.根据权利要求1~8中任一项权利要求所述的连续化生产4-氯-3,5-二甲基苯酚的方法，其特征在于，所述反应物料中，所述3,5-二甲基苯酚与氯化剂的进料质量比为1:1~2；和/或，所述反应物料中，所述3,5-二甲基苯酚与溶剂的进料质量比为1:1~10；和/或，所述氯化剂为盐酸、次氯酸、氯化钠、氯化钾、氯气、硫酰氯中的一种或多种的组合；和/或，所述溶剂为二氯乙烷、氯仿、氯苯、二氯苯、三氯甲苯、三氯乙烯、四氯乙烯中的一种或多种的组合。

14.根据权利要求1~8中任一项权利要求所述的连续化生产4-氯-3,5-二甲基苯酚的方法，其特征在于，所述方法还包括将所述反应器与换热器连接构成外循环回路，以控制所述反应器内物料的温度。

15.一种连续化生产4-氯-3,5-二甲基苯酚的生产***，其特征在于，所述生产***包括一反应器和通过管道与所述反应器连通的洗涤设备，所述反应器上具有供包含3,5-二甲基苯酚、氯化剂和溶剂的反应物料通入所述反应器内的进料口，所述反应物料在所述反应器内发生反应，得到包含4-氯-3,5-二甲基苯酚、3,5-二甲基苯酚和溶剂的第一混合物，且所述第一混合物中的4-氯-3,5-二甲基苯酚至少部分为结晶态，所述洗涤设备包括壳体及设置在所述壳体内的滤网，所述壳体具有第一入口、第二入口、第一出口和第二出口，其中，所述第一入口通过第一管道与所述反应器连通、用于向所述壳体通入所述第一混合物，所述第二入口用于向所述壳体通入溶剂且该溶剂与所述第一混合物混合，所述溶剂与第一混合物混合后经所述滤网固液分离后获得包含3,5-二甲基苯酚和溶剂的第二混合物及包含溶剂和结晶态的4-氯-3,5-二甲基苯酚的第三混合物，所述第一出口用于输出所述第三混合物，所述第二出口与反应器之间还设置第二管道、用于向所述反应器内输入部分或全部的所述第二混合物。

16.根据权利要求15所述的生产***，其特征在于，所述壳体竖直设置，所述第一出口、第二出口分别位于所述壳体的底部和顶部，所述第一入口和第二入口的高度低于所述滤网所在高度且所述第一入口和第二入口分别位于所述壳体的相对两侧，所述壳体底部还设置搅拌机构，所述滤网在所述壳体内沿上下方向可在所述壳体内滑动，所述洗涤设备还包括与所述滤网相连且用于驱动所述滤网在所述壳体内滑动的连杆；

和/或，所述第一出口上连接用于输送所述第三混合物的第三管道，所述生产***还包括通过第四管道、第五管道分别与所述反应器顶部连通的冷凝器，通过第六管道和第七管道分别与所述反应器相连的第一换热器，通过第八管道和第九管道分别与所述洗涤设备相连的第二换热器，所述第二入口上连接用于输送溶剂的第十管道。