烯丙基氯的純化的製作方法

2023-06-13 14:35:51 2

專利名稱：：烯丙基氯的純化的製作方法
技術領域：
：本發明涉及通過除去某些非所需的付產物來純化烯丙基氯的方法。工業上烯丙基氯是通過丙烯的高溫氯化來製備的。它的主要用途是製備二氯醇，即異構體1，2-二氯-3-羥丙烷和1，3-二氯-2-羥丙烷，通常是通過在稀水溶液中烯丙基氯物料與水和氯反應而製備的。二氯醇的主要用途是製備表氯醇(1，2-環氧-3-氯丙烷)，通常是通過在鹼的存在下的脫氯化氫作用。這些反應可以間歇的、半連續的或連續的方法進行。烯丙基氯的其它用途是生產酯類、烯丙基醚類和烯丙基胺類(Ullman的工業化學百科全書，第5版，卷A，1985，第431頁)。已知，從生產表氯醇的工廠排出的大量的含水排出物中含有相當量的其它氯化的有機化合物(可提取的有機氯(EOCl)達約100毫克Cl/升)。這些氯化的有機付產物主要是氯代脂族醚和氯代脂族烷烴。它們通常存在於傳統方法製備的二氯醇中，它們被夾帶入表氯醇工廠的排出物中。由於這些氯化的有機付產物有毒性，因此在將含有它們的廢水排放到接受體如河流和湖泊中之前，應將其在廢水中的濃度儘可能地降低。由於通過傳統方法(如分餾)將氯化有機付產物從表氯醇工廠的流出物中除去的作法造價很高，因此需要一種降低其含量的替代方法。本發明人的專利EP-A-0359331涉及降低上述反應排出物中氯化有機付產物的含量的方法，即提取烯丙基氯與水和氯的反應的含水反應產物，使用了常壓下沸點為40℃至105℃的水混溶性溶劑。本發明人的EP-A-0537846公開了類似方法，其中萃取用的水溶性溶劑是1，2，3-三氯丙烷。本發明人的WO-94/1316公開了一種降低上述反應排出物中氯化有機付產物的含量的不同的方法。其中公開道，上述非所需的氯化有機付產物主要是碳數9和12(C9和C12)的氯化脂族醚，C15氯代脂族醚含量則低得多，並且它們在烯丙基氯物料中的主要來源是己二烯(即，C6H10異構體，尤其是1，5-己二烯、1，4-己二烯和2-甲基-1，4-戊二烯)，它們是丙烯向烯丙基氯的高溫氯化反應的付產物。當這些己二烯存在於烯丙基氯物料中，烯丙基氯與水和氯進行上述反應生成二氯醇時，這些己二烯也與氯、水和二氯醇反應形成反應排出物中存在的氯代脂族醚。工業用生產二氯醇的烯丙基氯的純度至少為97.5wt％，雜質為己二烯(Ullman的工業化學百科全書，在同處)。為了達到這一純度，將丙烯氯化製得的含有75-80％烯丙基氯和較之更輕和更重的雜質的粗烯丙基氯用傳統方法進行提純。提純方法通常是至少兩階段的蒸餾方法，其中分別將較輕和較重的組分除去。通常，在用於生產二氯醇的純化烯丙基氯中仍存在有0.3-1.0wt％的己二烯。WO-94/1316公開道，當使用己二烯含量低於0.30wt％的烯丙基氯物料與水和氯製備二氯醇時，產物中含有低得多的非所需的氯化有機付產物，這大大降低了純化工廠含水排出物的費用。WO-94/1316進一步公開了從生產二氯醇產品的烯丙基氯物料中除去己二烯的幾種方法，以降低非所需的氯化有機付產物的生成。其中一種方法涉及在路易斯酸如MoCl5的存在下，使粗烯丙基氯物料中的己二烯與HCl進行氫氯化反應生成單氯代己烯和二氯代己烷。常壓下，單氯代己烯和二氯代己烷的沸點分別在110-140℃和170-220℃範圍內，它們比己二烯(沸點55-65℃)更易從烯丙基氯(沸點45℃)中分離。儘管WO94/1316表明由於烯丙基氯物料中的98％的己二烯選擇性地轉化成了單氯己烯和二氯己烷，氫氯化處理是十分有效的，實際上該方法有一缺點，即所用的催化劑昂貴，它必須從反應產物中分離出。而且，受歡迎的是將烯丙基氯中的己二烯轉化成比單氯己烯和二氯己烷更重的產品。當然，這種轉化必須保持對己二烯的選擇性，而不對烯丙基氯本身產生不利影響。除了己二烯之外，粗烯丙基氯的付產物中還包括少量的其它脂族和環脂族己烯和己二烯的異構體，如正己烯、甲基戊烯、甲基環戊烯和甲基環戊二烯，並且它們也夾帶入傳統方法純化的烯丙基氯中。當存在有甲基環戊烯雜質時，在製備表氯醇的過程中它們被轉化成環氧甲基環戊烷，如果環氧甲基環戊烷含量高，則會影響表氯醇的進一步處理。已發現，通過在液相中用分子態氯的氯化作用可以有效地除去己二烯以及粗烯丙基氯和傳統方法純化的烯丙基氯中的甲基環戊烯和其它的脂族和環脂族己烯和己二烯異構體。在該氯化步驟中，己二烯轉化成了二氯己烯和四氯己烷，它們比重更大，因此比WO-94/1316中提及的氫氯化產物更易從烯丙基氯主物流中除去，而甲基環戊烯轉化成了二氯甲基環戊烷，它也易從烯丙基氯主物流中除去。令人驚奇地發現，當正確操作時，氯化步驟的選擇性十分高，即烯丙基氯本身沒有明顯的氯化，儘管它的含量大大高於不飽和的C6雜質。因此，本發明涉及一種從烯丙基氯中除去(環)脂族己烯和己二烯異構體的方法，其特徵在於在液相中進行的氯化步驟。在氯化步驟中，分子態氯(它可非必須地與惰氣或惰性液體溶劑如1，2，3-三氯丙烷或四氯化碳進行混合)在反應器中與在所用溫度和壓力下為液態的粗烯丙基氯進行接觸。重要的是，烯丙基氯必須保持為液態，因為只有這樣，氯化反應的選擇性才足夠高。氣態烯丙基氯與氯十分容易反應，生成非所需的三氯丙烷。本發明的氯化步驟中的溫度在在-20至120℃範圍內變化，優選20至80℃，再在保證所選溫度下烯丙基氯為液態的前提下選擇壓力大小。用於本發明氯化的氯的總量優選為每摩爾初始存在於粗烯丙基氯中的合計的(環)脂己烯和己二烯使用1至5摩爾氯，優選1.5至3.5摩爾氯。如果採用明顯高於最佳氯化己烯和己二烯的氯濃度，在氯化所有雜質後，將進一步氯化烯丙基氯本身。粗烯丙基氯通常還含有製備烯丙基氯殘餘的丙烯。由於在反應條件下，丙烯也會與氯反應(生成二氯丙烷)，而且用傳統方法如蒸餾直接除去丙烯比除去己二烯和甲基環戊烯容易，因此，在進行本發明氯化步驟之前，可以方便地從粗烯丙基氯中分離出丙烯。因此，在本發明優選的實施方案中，在從粗烯丙基氯中除去輕質餾分後再進行氯化步驟。根據本發明，純化步驟可以間歇地或連續地進行。在本發明的氯化步驟完成後，可以通過傳統方法如蒸餾完成烯丙基氯的純化過程。因此，在優選的實施方案中，本發明包括以下步驟a.蒸餾粗烯丙基氯以除去輕餾分；b.在液相中氯化粗烯丙基氯中的(環)脂族己烯和己二烯異構體；和c.蒸餾粗烯丙基氯以除去重餾分。以下實施例將對本發明進一步說明。實施例1將16.7克物料A(實驗級烯丙基氯，含0.36摩爾％1，5-己二烯，(環)脂族己烯和己二烯總含量為0.46摩爾％，烯丙基氯含量大於98重量％，Merck，Art.800257)置於21℃和常壓下的30毫升玻璃瓶中。對液體進行磁力攪拌。以5毫克/秒的速率將氯氣定量通過導管通入液面以下。用氣相色譜/質譜對產品進行分析。在通入基於(環)脂族己烯和己二烯總量的1和2摩爾當量的氯後，得到的己二烯(轉化成二氯己烯和四氯己烷)和烯丙基氯(轉化成1，2，3-三氯丙烷)的總氯化效應列於表1。實施例2和3在20℃以400克/小時的速率將物料A連續地加入垂直放置的玻璃管式反應器(直徑4毫米，長度1米)的底部。將氯氣鼓泡通過烯丙基氯，即以0.92-4.70克/小時的速率(使它與(環)脂族己烯和己二烯的摩爾比為0.6-2.7)連接地將氯氣通過一尖噴嘴通入反應器底部，該噴嘴緊置於一玻璃燒結層之下，該燒結層離底部3釐米並覆蓋反應器的整個橫截面。燒結層之下和反應器頂部的反應器壓力分別為160-180千帕和大氣壓。從反應器頂部取出液相樣品並用氣相色譜分析氯化產物的己二烯(二氯己烯和四氯己烷，合計)和烯丙基氯(三氯丙烷)的含量。氯化作用總的結果也列於表1。實施例4與實施例2和3類似，但使用的粗烯丙氯含78重量％烯丙基氯，0.33摩爾％1，5-己二烯(基於烯丙基氯)和0.45摩爾％總的(環)脂族己烯和己二烯，該物料首先蒸餾己除去了丙烯(物料B)。氯化作用總的結果也列於表1。實施例5類似於實施例4，但所用的粗產品的烯丙基氯含量為80重量％，也首先除去了丙烯，己二烯含量0.31摩爾％，(環)脂族己烯和己二烯總含量為0.44摩爾％(物料C)。氯化作用總的結果也列於表1。另外，轉化的己二烯(轉化為二氯己烯和四氯己烷)的產物平衡情況詳細列於表2。實施例6將物料C(同實施例5)以400克/小時的速率連續地加入垂直放置的鋼製管式反應器(直徑4.4毫米，長度1米)的底部。通過一尖噴嘴將氯氣連續地通入反應器的底部，使氯氣與(環)脂族己烯和己二烯總量的摩爾比為2.5。用油夾套控制反應器的溫度。反應器的壓力通過在反應器出口的排氣壓力調節器來控制。取出液體樣品並進行氣相色譜分析。不同溫度下的氯化作用總結果列於表3。從實施例1-5可明顯看到，氯化反應是選擇性的，它可以使幾乎所有的己二烯被氯化。例6表明在高溫下氯化作用的有效性。表1例1-5中的總氯化作用表2例5中己二烯產物的平衡表3例6中的總氯化作用權利要求1.從烯丙基氯中除去(環)脂族己烯和己二烯異構體的方法，其特徵在於在液相中進行的氯化步驟。2.權利要求1的方法，其特徵在於氯化作用是通過通入非必須地混有惰氣的氯氣或溶於惰性液體中的氯來完成的。3.權利要求1或2的方法，其特徵在於在-20至120℃間進行氯化反應，而所選壓力保證在所用溫度下烯丙基氯為液態。4.權利要求3的方法，其特徵在於在20至80℃間進行氯化反應。5.權利要求1至4任一項的方法，其特徵在於氯化作用中所用的氯的量為每摩爾初始存在於粗烯丙基氯中的合計的(環)脂族已烯和己二烯使用1至5摩爾的氯。6.權利要求5的方法，其特徵在於氯化作用中所用的氯的量為每摩爾初始存在於粗烯丙基氯中的合計的(環)脂族己烯和己二烯使用1.5至3.5摩爾的氯。7.權利要求1-6任一項的方法，包括以下步驟a.蒸餾粗烯丙基氯以除去輕餾分；b.在液相中氯化粗烯丙基氯中的(環)脂族己烯和己二烯異構體；和c.蒸餾粗烯丙基氯以除去重餾分。全文摘要從烯丙基氯中除去(環)脂族已烯和已二烯異構體的方法，其特徵在於在液相中進行的氯化步驟。文檔編號C07C21/067GK1153507SQ95194281公開日1997年7月2日申請日期1995年7月20日優先權日1994年7月22日發明者A·W·狄約恩格,T·M·尼斯貝特申請人:國際殼牌研究有限公司