一種高溫氯化法生產對氯間二甲酚新工藝的製作方法

2023-04-25 12:25:26 1

專利名稱：一種高溫氯化法生產對氯間二甲酚新工藝的製作方法
技術領域：
本發明屬於基礎化工氯化工藝，具體是涉及一種高溫氯化法生產對氯間二甲酚的新工藝。
背景技術：
對氯間二甲酚(即4-氯_3，5-二甲基苯酚，簡稱？01 )是一種被公認為高效、廣譜且安全的殺菌劑，經美國FDA認證為首選殺菌劑，廣泛使用於化妝品、塗料、皮革中作為 殺菌劑、防黴抗菌劑使用。自2002年11月SARS病原爆發以來，造成全球916例的死亡，人們越發對個人的衛生狀況關注起來，這為對氯間二甲酚的廣泛應用提供了極大的市場。工業上生成對氯間二甲酚一般採用間二甲酚為原料，以氯化亞銅為催化體系，用氯化劑進行氯化生成對氯間二甲酚。目前工藝中均採用一隻反應釜氯化來獲得對氯間二甲酚，由於此反應為放熱反應且在反應過程中不同階段的對系統的要求溫度不一樣，反應開始時可以適當提高溫度加快反應的進行，而反應到終點時需降低反應溫度，使反應儘可能向正反應方向進行。太原理工大學魏文瓏等在《對氯間二甲酚合成新工藝》中，研究了以間二甲苯酚和氯氣為原料，在三氯化鋁催化下對合成對氯間二甲酚進行了研究。結果認為最佳工藝條件為四氯化碳70ml，60°C下通氯氣反應120min，收率可以達61. 1%。太原理工大學魏文瓏、高志軍等在《對氯間二甲酚的合成研究》中，對3，5_ 二甲基苯酚為原料合成對氯間二甲酚進行了研究，從以氯化亞碸、次氯酸鈉、硫醯氯為氯化劑，對投料比、溶劑三方面進行了考察。結果認為以3，5_ 二甲酚為原料，硫醯氯為氯化劑、四氯化碳為溶劑，合成對氯間二甲酚效果較為理想。反應收率可達到82. 57%，產品含量達97. 67%,殺菌性能考察，廣物殺菌行與標樣相當。以上兩篇文獻工藝具有工藝簡單，選擇性較好，對氯化反應進行了有益試驗，但同時存在溶劑的蒸汽壓較高，沸點較低在反應過程中溶劑大量揮發對環境影響較大，在工業化過程中有一定困難。專利200710034241. 8《對氯代烷基苯酚的工業化製備方法》、200910044035. 4《一種I-羥基_3，5-二甲基-4-氯苯的製備方法》和專利201010176713. 5《一種I-羥基-3，
5-二甲基-4-氯苯的綠色工業化製備方法》三篇專利中提出了不同途徑製備對氯間二甲酚的方法，均會採用不同種類的催化劑或溶劑，雖然通過加入溶劑或催化劑提高了反應的轉化率，但是也存在催化劑回收困難，一般都需要向環境排放，而溶劑的加入特別是有機溶劑的加入對操作人員的危害則更加大，因此他們在工業化生產中存在著極大的環境壓力，不符合現有綠色化、清潔生產的產業政策。另外由於PCMX產品屬酚類物質本身極易被氧化成其他物質和易與多種金屬或非金屬絡合成其他物質而對產品的外觀色澤澄清度產生偏差，因此在反應中加入其他物質會對產品最終質量帶來一定的負面影響。目前PCMX生產領域均存在著使用不同類型的溶劑如氯仿或催化劑如FeCl3、2冗1241(13等的情況，由於溶劑在使用過程中不能完全回收、對水質產生汙染、對長期操作人員身心健康造成傷害，而催化劑的利用效率較低，會產生金屬汙染，對環境亦會造成不同程度的損害。因此開發一種氯化化工、清潔生產、自動化生成的生產工藝顯得尤為重要。

發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種連續化、自動化、無溶劑、無催化劑、清潔生產的工業化生產對氯間二甲酚的生產工藝。為解決上述技術問題，本發明提供了如下技術方案一種高溫氯化法生產對氯間二甲酚新工藝，包括以下步驟(I)將氯化劑以一定的流量氣化後進入氯化塔下部；
(2)將液態原料以一定的流量打入預熱器中升溫預熱，然後進入氯化塔上部；(3)經預熱的原料自氯化塔上部向下與自氯化塔下部向上的氯化劑氣體相接觸發生反應；(4)使用循環泵將氯化塔內的物料進行強制外循環，在循環泵的出口設置換熱器調節氯化塔內部的溫度，在氯化塔頂部的氣相管線經緩衝罐後設置調節閥控制調解氯化塔內的壓力。作為本發明所述新工藝的一種優選方案，其中所述步驟(I) (4)中氯化塔進料、出料及溫度調節均設置調節閥，且採用集散式控制系統和緊急停車系統進行自動化控制。作為本發明所述新工藝的一種優選方案，其中所述步驟(I)中氯化劑硫醯氯以
O.15 O. 25mVh的流量經氣化器升溫到69. I 75°C。較佳地，其中所述氯化劑硫醯氯經氣化器升溫到70°C。作為本發明所述新工藝的一種優選方案，其中所述步驟(I)中經氣化後的氯化劑硫醯氯進入氯化塔下部經分布器均勻分布。作為本發明所述新工藝的一種優選方案，其中所述步驟(2)中原料3，5_ 二甲基苯酚加熱融化後，經進料泵以O. 30 O. 50m3/h的流量打入預熱器預熱至90 100°C。作為本發明所述新工藝的一種優選方案，其中所述步驟(4)中經調節控制氯化塔內反應溫度在110 130°C，壓力在O. 05 O. IMPa0作為本發明所述新工藝的一種優選方案，其中所述氯化劑硫醯氯與原料3，5-二甲基苯酚按照摩爾比I : I. 05 I : I. I進入氯化塔進行反應。作為本發明所述新工藝的一種優選方案，其中所述氯化塔外部設置有液位計，由出料管線上的調節閥與液位計共同連鎖控制氯化塔內部反應液的液位高度。本發明採用連續化生產工藝結合現有技術集散式控制系統和緊急停車系統使得生產過程自動控制，既確保了生產工藝的安全、降低了勞動者的作業強度，也使得生產過程連續穩定，極大提高了生產效率。由於此反應為一級反應，其反應速度較快且反應時會放出熱量，因此，通過換熱器可以及時將反應熱移除，採用外加熱方法和採用循環泵強制循環，降低了循環塔的加工成本和設備的故障率使檢修作業較為便利；強制循環使整個氯化塔內成為均相降低了部分物料發生過度氯化，提高了產品的選擇性，極大降低了副產品的轉化率。此外，本發明新工藝無需傳統工業反應中的溶劑及催化劑，是為環境友好型工藝。通過此工藝整個反應完全實現了自動控制，比現有的反應釜生產在操作、環境保護、安全性方面都有極大的提聞。
具體實施例方式下面結合具體的實施例對本發明所述新工藝進行詳細說明。文中DCS :即Distributed Control System,稱之為集散式控制系統,是相對於集中式控制系統而言的一種新型計算機控制系統，它是在集中式控制系統的基礎上發展、演變而來的。文中ESD :為緊急停車系統。在正常情況下，ESD系統實時在線監測裝置的安裝性，不需要人為幹預；當設備的安全保護裝置輸出報警信號時，直接由ESD發出保護連鎖信號，從而實現對現場工作人員和設備的安全保護。實施例I原料3，5-二甲基苯酚經流量計打入預熱器中，升溫至90 100°C，然後進入氯化 塔上部經分布器噴淋而下，氯化劑與原料3，5_二甲基苯酚按照摩爾比I : I. 05 I : 1.1，且氣化後進入氯化塔下部，經過分布器均勻分布；此時原料3，5- 二甲基苯酚從氯化塔上部往下與自下而上的氯化劑氣體發生接觸並生成目標產品4-氯-3，5- 二甲基苯酚產品。將氯化塔內的物料採用循環泵進行強制外循環，在循環泵的出口設置換熱器調節氯化塔內部的溫度，並且氯化裝置的進料、出料、溫度調節均設置有調節閥，採用分布式控制系統和電子調速器系統進行自動控制，確保反應溫度在110 130°C，壓力在O. 05 O. IMPa0由於此反應為一級反應，反應速度較快，且反應時會放出熱量，因此通過換熱器可以及時將反應熱移除，但反應溫度不得低於110°C，否則會導致氯化塔內形成結晶；反應溫度也不能過高，隨著溫度的升高反應的選擇性會降低。氯化塔外設置有液位計，由出料管線上的調節閥與液位計連鎖控制氯化塔的液位在一定的高度範圍內。實施例2將原料3，5_ 二甲基苯酚在烘房中加熱融化後抽入原料儲罐中，然後經進料泵以
O.3m3/h打入預熱器預熱至100°C後進入氯化塔中，進料管線上設置調節閥和流量計，通過分布式控制系統進行調節進料流量即可。氯化劑硫醯氯自硫醯氯儲罐中經過進料泵、調節閥、流量計以O. 183m3/h的流量經氣化器升溫至70°C。液態3，5-二甲基苯酚從氯化塔上部噴淋而下，氣態氯化劑硫醯氯經過分布器後向上與液態3，5-二甲基苯酚充分接觸瞬間發生反應生成4-氯-3，5-二甲基苯酚。出料管線的調節閥可以控制反應內液位的高度，氯化塔下部設置的強制循環泵和強制循環泵出口的換熱器能夠確保氣液接觸充分，而且能使反應溫度控制在110 130°C。氯化塔頂部氣相管線經緩衝罐後設置調節閥控制氯化塔內的壓力，確保壓力在O. 05 O. IMPa，使系統不發生超壓的情況。經過多次取樣分析結果如下
權利要求
1.一種高溫氯化法生產對氯間二甲酚新工藝，其特徵在於包括以下步驟 步驟(I)將氯化劑以一定的流量氣化後進入氯化塔下部； 步驟(2)將液態原料以一定的流量打入預熱器中升溫預熱，然後進入氯化塔上部； 步驟(3)經預熱的原料自氯化塔上部向下與自氯化塔下部向上的氯化劑氣體相接觸發生反應； 步驟(4)使用循環泵將氯化塔內的物料進行強制外循環，在循環泵的出口設置換熱器調節氯化塔內部的溫度，在氯化塔頂部的氣相管線經緩衝罐後設置調節閥控制調解氯化塔內的壓力。
2.根據權利要求I所述的高溫氯化法生產對氯間二甲酚新工藝，其特徵在於所述步驟(I) (4)中氯化塔進料、出料及溫度調節均設置調節閥，且採用DCS集散式控制系統和ESD緊急停車系統進行自動化控制。
3.根據權利要求I所述的高溫氯化法生產對氯間二甲酚新工藝，其特徵在於所述步驟(I)中氯化劑硫醯氯以O. 15 O. 25mVh的流量經氣化器升溫到69. I 75°C。
4.根據權利要求I所述的高溫氯化法生產對氯間二甲酚新工藝，其特徵在於所述步驟(I)中經氣化後的氯化劑硫醯氯進入氯化塔下部經分布器均勻分布。
5.根據權利要求I所述的高溫氯化法生產對氯間二甲酚新工藝，其特徵在於所述步驟(2)中原料3，5_ 二甲基苯酚加熱融化後，經進料泵以O. 30 O. 50m3/h的流量打入預熱器預熱至90 100°C。
6.根據權利要求I所述的高溫氯化法生產對氯間二甲酚新工藝，其特徵在於所述步驟(4)中經調解控制氯化塔內反應溫度在110 130°C，壓力在O. 05 O. IMPa0
7.根據權利要求I所述的高溫氯化法生產對氯間二甲酚新工藝，其特徵在於所述氯化劑硫醯氯與原料3，5-二甲基苯酚按照摩爾比I : I. 05 I : I. I進入氯化塔進行反應。
8.根據權利要求I 7任一所述的高溫氯化法生產對氯間二甲酚新工藝，其特徵在於所述氯化塔外部設置有液位計，由出料管線上的調節閥與液位計共同連鎖控制氯化塔內部反應液的液位高度。
9.根據權利要求3所述的高溫氯化法生產對氯間二甲酚新工藝，其特徵在於所述氯化劑硫醯氯經氣化器升溫到70°C。
全文摘要
本發明公開了一種高溫氯化法生產對氯間二甲酚新工藝，其包括以下步驟(1)將氯化劑以一定的流量氣化後進入氯化塔下部；(2)將液態原料以一定的流量打入預熱器中升溫預熱，然後進入氯化塔上部；(3)經預熱的原料自氯化塔上部向下與自氯化塔下部向上的氯化劑氣體相接觸發生反應；(4)使用循環泵將氯化塔內的物料進行強制外循環，在循環泵的出口設置換熱器調節氯化塔內部的溫度，在氯化塔頂部的氣相管線經緩衝罐後設置調節閥控制調解氯化塔內的壓力。通過此工藝整個反應完全實現了自動控制，比現有的反應釜生產在操作、環境保護、安全性方面都有極大的提高。
文檔編號C07C37/62GK102675055SQ201210125579
公開日2012年9月19日 申請日期2012年4月25日 優先權日2012年4月25日
發明者錢小金, 錢建華, 陳健明 申請人:江蘇煥鑫高新材料科技有限公司