3-氯-2-甲基-1-丙烯的製備方法

2023-07-01 14:59:16

專利名稱：3-氯-2-甲基-1-丙烯的製備方法
技術領域：
本發明涉及一種3-氯-2-甲基-1-丙烯的製備方法，特別是一種通過氯氣和 2-甲基丙烯製備3-氯-2-甲基-1-丙烯的工業方法。
背景技術：
3-氯-2-甲基-l-丙烯(C4H7C1)。無色透明液體。沸點72.2°(:凝固點-80。(:以 下，相對密度0.9527，折射率1.4276，閃電-10'C (開杯)微溶於水，能溶於各 種有機溶劑。毒性鼠口服LD50為395mg/kg。
3-氯-2-甲基-l-丙烯，它是由氯氣和2-甲基丙烯為主要原料進行反應得粗品， 經精餾而得的精細化工產品。該產品是一種重要的有機中間體，可廣泛用於醫 藥、農藥、香料、合成材料等領域。是合成克百威、苯丁錫等殺蟲殺蟎劑的主 要原料。其還可以製備甲基丙烯磺酸鈉、2-甲基環氧氯丙烷、甲基甘油、甲基 環氧樹脂、3-羥基-2-甲基-l-丙烯、異丁醛等。
通常採用2-甲基丙烯和氯氣發生取代反映而製得，2-甲基丙烯及其它叔烯 烴，在室溫或稍高溫度下，甚至在-3(TC時就能與氯發生取代反應，生成3-氯 -2-甲基-1-丙烯。2-甲基丙烯與氯的反應不同於一般正構烯烴。是一種"反常氯 化"，叔烯烴一般容易進行取代氯化而保持雙鍵不變。2-甲基丙烯與氯的化學反 應
主反應[(CH3) 2C=CH2]+C12 ^ CH2 (CH3) =C-CH2C1 +HC1
3-氯-2-甲基-l-丙烯
副反應+C12 ~~(CH3) 3C-C1 + HC1
氯代叔丁垸+C12 -—(CH3)廠C:CHC1 + HC1
2-甲基丙烯基氯+Clr"(CH3) 2C (CI) - CH2C1 + HC1
1， 2-二氯異丁烷+Clr~—CH3-CH (CH2C1) 2 + HC1
1， 3-二氯異丁烷+C1「—CH廠C (CH2C1) = CH2C1 + HC1
1， 3-二氯2-甲基丙烯-l+Clr"Cl廠C =C (CH3) 2 + HC1
1， l-二氯2-甲基丙烯-l+C1「—CH2 =C (CH3) CH2C1 + HC1
1， l-二氯2-甲基丙烯-3+Clr"—CH2 =C (CH2C1) + HC1
2-氯3-氯-2-甲基-l-丙烯 工業大規模生產3-氯-2-甲基-l-丙烯時，按要求的分子比，將汽化的2-甲基 丙烯與氯氣送入反應器混合，控制一定溫度，氯化反應迅速進行。2-甲基丙烯 氯氣化是放熱反應.反應熱108.9KJ/MOL.現有利用上述原理製備3-氯-2-甲基 -l-丙烯的技術方案的副反應較多，且反應時間控制不好造成產品的收率低。

發明內容
本發明提供了一種2-甲基丙烯和氯氣瞬時接觸反應的技術方案.解決了現 有技術所存在的上述問題。 本發明的上述技術目的是通過以下技術方案解決的3-氯-2-甲基-l-丙烯 的製備方法，它由氯氣和2-甲基丙烯製得，其特徵在於氯氣和2-甲基丙烯從 各自的管路中噴出後在反應器中交叉接觸反應。
2-甲基丙烯氯化合成3-氯-2-甲基-l-丙烯時,為提高收率必須減少副反應 的發生。反應溫度、2-甲基丙烯與氯氣的物質的量的比、停留時間等因素，均 是重要的反應參數。其反應的核心問題是能否使2-甲基丙烯與氯氣有空間均勻 混合、反應時間最短、反應熱能否迅速帶走等。為此，本發明採用了將兩種氣 體從管路中噴出，噴出後在兩股氣體在反應器中接觸反應，由於氣體是從管路 中噴出，通常用壓力和流量閥控制其噴出量和噴出速度，控制其物質的量的比， 兩股氣體噴出後在其接觸時採用了交叉接觸，這種交叉接觸即是兩股氣體以非 平行的方式混合，由於採用了交叉接觸氣體之間產生了碰撞，使得兩股氣體接 觸均勻，接觸時間少，即反應時間少，從而減少了副反應提高了產品的收率。
作為優選，所述的從各自的管路中噴出為成膜狀噴出。由於在本發明所述 的反應中，最好是氯分子和2-甲基丙烯分子以分子碰撞反應，但這種條件幾乎 達不到，為了更好的使兩種氣體對應接觸，從管路中噴出的氣體不是以柱狀而 是薄膜狀，所述的薄膜狀，實際上是要控制管路末端噴嘴的大小以及液體的噴 出速度，通常宜控制薄膜的厚度為0. 5mm-L 5mm。
作為優選，氯氣和2-甲基丙烯在反應器中的軌跡交角為40 50度。
由於兩種氣體從其各自的管路種噴出，在氣體離開管道的末端的噴嘴後速 度較高，兩種氣體軌跡的交角為40 50度，以上述交角接觸，證明其接觸均勻 反應時間短，副反應少，能得到較大的產品收率。
作為優選，氯氣的管路末端為圓筒狀，2-甲基丙烯的管路末端為圓錐狀， 氯氣管路處於2-甲基丙烯管路中。兩種氣體的管路末端分別是圓錐狀和圓筒狀，
管路的末端在噴出氣體時所起的作用就是噴嘴的作用，末端為圓筒狀的管路處 於末端為圓錐狀的管路中，連續從末端為圓錐狀的管路中噴射出的2-甲基丙烯
形成一個圓錐狀的流層，處於其內的是從位於末端為圓錐狀的管路中的末端為 圓筒狀管路的末端噴射出來的氯氣流層，氯氣流層為圓筒狀，兩個流層在圓錐 狀流層的匯聚頂點前接觸，這樣保證了兩個流層的斜角接觸的連續性。
作為優選，2-甲基丙烯的管路末端為圓筒狀，氯氣的管路末端為圓錐狀， 2-甲基丙烯管路處於氯氣管路中，且這兩個管路同心，氯氣和2-甲基丙烯在同 一位置噴出後在其噴出點前端成圓周型交叉接觸。採用這種方案，管路結構更 為緊湊，兩股氣體在接觸前其分散更均勻，接觸時的接觸效果更好，生產連續 性增強。
本發明採用了將兩種氣體從管路中噴出並且在反應器中交叉接觸，因此其 具有接觸良好，兩種氣體的物質的量容易控制，使得反應的目標性增強，氣體 的交叉接觸時間很短具有較小的反應時間、副反應較小、收率高等特點。


附圖1是本發明氯氣和2-甲基丙烯反應器一種結構示意圖。
具體實施例方式
下面通過具體實施例，並結合附圖，對本發明的技術方案作進一步具體的 說明。
實施例1:如圖1所示，本發明通過調節反應空間的大小，保證足夠時間 完成主反應，使輕沸氯化副反應減至最低，同時反應時間足夠短(《0.01S);要 求反應熱能迅速帶走，減少HCl與2-甲基丙烯、反應產物與氯氣的接觸時間， 避免多氯高沸物副反應的發生。
如圖1 ， 一種由氯氣和2-甲基丙烯製備3-氯-2-甲基-l-丙烯的氯化反應裝置， 它包括反應器A和反應系統B兩部分組成。氯氣加入管1經管壁側多孔2進入 外管3，外管3末端有圓錐噴嘴4，圓錐噴嘴4的形狀為圓筒狀;2-甲基丙烯加入 管5經2-甲基丙烯管6末端的圓筒噴嘴7緊縮，圓筒噴嘴7為圓錐狀，其錐角
為42度。圓環型的氯氣和圓錐形的2-甲基丙烯在其噴出後於反應器8中交叉， 因為2-甲基丙烯加入管包裹氯氣加入管，氯氣圓筒形內部噴出，與圓錐形的2-甲基丙烯匯聚交叉時接觸反應，使得兩者的接觸面大，反應迅速，同時兩種氣 體的噴出量採用精確的流量控制閥控制，以使兩者的按照所需的物質的量反應， 同時兩種氣體在交叉後迅速分離，少量的過量反應物不會引發過多的副反應， 使得產品的收率都大大提高，同時本發明還在反應系統底部設置緊縮部9，反 應循環液在此處產生負壓，將反應產物從反應器中及時帶走，同時將反應熱帶 走，使得產物在反應器8中的停留時間短。可以看出在上述實施例中，所述氣 體噴嘴噴出的氣體可能非常薄，這使得本發明中兩種氣體的接觸更加良好。2-甲基丙烯氯化合成3-氯-2-甲基-l-丙烯核心問題得到徹底解決。
反應液中的少量鹽酸對精餾塔腐蝕相當嚴重，確保精餾塔不腐蝕且產品穩 定不發生聚合是精餾分離系統的核心。反應工序得到的氯化物經處理後，即可 進入精餾分離。氯化產物經脫輕塔、脫重塔精餾後，可得到穩定的純度99.90/o 以上的3-氯-2-甲基-l-丙烯。
本實施例的工藝流程為普通的工藝流程
來自2-甲基丙烯儲罐的2-甲基丙烯，進入乾燥器乾燥脫水，而後經換熱器 預熱，再經2-甲基丙烯加熱緩衝罐將2-甲基丙烯溫度加熱到一定溫度，經過濾 器過濾，用調節閥調節流量，進入氯化反應器。來自氯氣鋼瓶中的氯氣在蒸發 器中蒸發，而後進入氯氣緩衝罐，用氯氣調節閥調節流量，進氯化反應器；
在開始反應之前，反應液罐中的物料由反應液循環泵經過濾器、冷凝器打 循環，反應器出口的生成物迅速由反應循環液帶走，迅速將溫度降地到反應要 求的溫度。
在反應液罐中，隨著反應生成物的增加，反應生成液經溢流口流入氣液分 離釜；氣相從反應液罐頂出口經冷凝器冷凝後，此時部分輕沸物被冷凝，經氣 液分離器，冷凝液經U型液封器流入氣液分離釜，未冷凝下來的氣相進入蒸發
塔頂入口。
氣液分離釜中的物料，由泵輸送，經調節閥調節流量到一定值後，進入蒸 發塔。蒸發塔中的物料，經再沸器循環加熱到一定溫度，塔頂氣相經冷凍機組 急冷後，液相物料經氣液分離器返回蒸發塔塔頂，氣相送入鹽酸吸收塔側入口， 由循環泵打循環經冷凝器，進鹽酸吸收塔塔頂噴淋，塔底出口的鹽酸經液封器 進入鹽酸循環罐。若一次不能完全吸收，鹽酸吸收塔塔頂出口的氣相再進入備 用鹽酸吸收塔進行二次吸收，由循環泵循環，吸收液從塔頂噴淋，塔底出口的 鹽酸經液封器返回鹽酸循環罐，鹽酸濃度合格後打入鹽酸貯罐。蒸發塔底液相 經冷凝器冷凝後，進入粗產品罐。
粗產品貯罐的物料，由脫輕塔上料泵打入脫輕塔高位槽，經調節閥調節流 量，進入脫輕塔。經脫輕塔再沸器加熱，塔頂物料，經冷凝器冷凝後，進入脫 輕塔中間罐，從脫輕塔中間罐出口的物料經三通， 一路用回流泵輸送，調節閥 控制流量，進脫輕塔回流，另一路用調節閥調節流量，進脫輕塔頂料罐。塔底 物料經液封冷凝器進脫輕塔底罐，從底罐下端出口，打進脫重塔原料罐。
脫重塔原料罐物料，由脫重塔上料泵打入脫重塔高位槽，經調節閥調節流 量，進入脫重塔。經再沸器加熱，塔頂物料，經冷凝器冷凝後進入脫重塔中間 罐，脫重塔中間罐出口的物料經三通， 一路用回流泵輸送，調節閥控制流量， 進脫重塔回流，另一路去產品罐。產品罐中的物料，用輸液泵打入處理塔，開 動循環泵，加入脫水劑、阻聚劑，進行脫水、阻聚。將物料從塔底出口經過濾
器壓出，裝桶進庫(濾渣用離心機摔幹，回收濾液)；塔底物料經液封冷凝器進 脫重塔底罐；從底罐下端出口，打進高沸物罐。 脫輕塔、脫重塔都採用負壓精餾。
權利要求
1、3-氯-2-甲基-1-丙烯的製備方法，它由液氯和2-甲基丙烯製得，其特徵在於液氯與2-甲基丙烯從各自的管路中噴出後在反應器中交叉接觸反應。
2、 根據權利要求1所述的3-氯-2-甲基-1-丙烯的製備方法，其特徵在於 所述的液氯和2-甲基丙烯從各自的管路中噴出為成膜狀噴出。
3、 根據權利要求1或2所述的3-氯-2-甲基-l-丙烯的製備方法，其特徵 在於液氯和2-甲基丙烯在反應器中的軌跡交角為40 50度。
4、 根據權利要求1或2所述的3-氯-2-甲基-卜丙烯的製備方法，其特徵 在於液氯的管路末端為圓筒狀，2-甲基丙烯的管路末端為圓錐狀，液氯管路處 於2-甲基丙烯管路中。
5、 根據權利要求3所述的3-氯-2-甲基-1-丙烯的製備方法，其特徵在於 2-甲基丙烯的管路末端為圓筒狀，液氯的管路末端為圓錐狀，2-甲基丙烯的管 路包圍液氯管道，且這兩個管路同心，液氯和2-甲基丙烯在同一位置噴出後在 其噴出點前端成圓周型交叉接觸。
6、 根據權利要求1或2所述的3-氯-2-甲基-l-丙烯的製備方法，其特徵 在於所述的反應器底端有一緊縮部。
7、 根據權利要求3所述的3-氯-2-甲基-l-丙烯的製備方法，其特徵在於 所述的反應器底端有一緊縮部。
8、 根據權利要求4所述的3-氯-2-甲基-l-丙烯的製備方法，其特徵在於 所述的反應器底端有一緊縮部。
全文摘要
本發明涉及一種3-氯-2-甲基-1-丙烯的製備方法，的上述技術目的是通過以下技術方案解決的3-氯-2-甲基-1-丙烯的製備方法，它由氯氣和2-甲基丙烯製得，氯氣和2-甲基丙烯從各自的管路中噴出後在反應器中交叉接觸反應。本發明採用了將兩種氣體從管路中噴出並且在反應器中交叉接觸，因此其具有接觸良好，兩種氣體的物質的量容易控制，使得反應的目標性增強，氣體的交叉接觸時間很短具有較小的反應時間、副反應較小、收率高等特點。
文檔編號C07C17/00GK101182279SQ20071006680
公開日2008年5月21日 申請日期2007年1月22日 優先權日2007年1月22日
發明者凌 丁 申請人:連雲港翔燕化工有限公司