CN101863804A - 一种高纯甲基磺酰氯的制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种高纯甲基磺酰氯的制备方法，其步骤包括：制备甲基磺酰氯、去除杂质、减压蒸馏、过冷凝制成品。其优点是：加入水过量30～100％的主要作用，一是作为反应物与氯气和二甲基二硫反应；二是作为溶剂，溶解副产物硫酸；三是由于水的过量和反应釜内隔绝了光线，降低了氯气与二甲基二硫发生氯代反应的几率，使副产物减少，生产出低氯代副产物的甲基磺酰氯粗品；由于硫酸沸点比甲基磺酰氯高出很多，在甲基磺酰氯的蒸馏温度下，硫酸是不会汽化为气态的，它只能以细小液滴的形式被甲基磺酰氯气体夹带出来；因此，在塔顶气体出口设置气液分离装置——四氟丝网除沫器，使硫酸细小液滴被截留下来，甲基磺酰氯与硫酸得以分离，从而减少成品中硫酸盐含量。

Description

一种高纯甲基磺酰氯的制备方法
技术领域
本发明涉及化工技术领域，具体的说是一种高纯甲基磺酰氯的制备方法。
背景技术
甲基磺酰氯是一种重要的有机化合物。它是生产甲基磺酸和许多医药、农药中间体。目前，生产甲基磺酰氯的常用方法是采用二甲基二硫的氯气湿法氧化工艺。该工艺具有生产条件温和、投资小、工艺简单、产品质量高等优点。其具体路线是将二甲基二硫与水通过相转移催化剂乳化混合，缓慢通入氯气，不断生成甲基磺酰氯。甲基磺酰氯与水相分层后进行减压蒸馏提纯。收集甲基磺酰氯馏分，产品含量可达到99.5％(GC)。
但是，二甲基二硫中含有一定量的二甲基多硫，在与氯气反应的过程中，二甲基多硫被氧化为硫酸。减压蒸馏的过程中，由于蒸馏设备等的缺陷，使部分硫酸随甲基磺酰氯一起进入产品中，使甲基磺酰氯中硫酸的含量大于100ppm。含有硫酸的甲基磺酰氯在有机合成中有不利影响。利用含有硫酸的甲基磺酰氯水解合成的甲基磺酸中也含有硫酸，不能满足电镀要求。一般的处理硫酸的方法是采用加入钡盐沉淀。但是，由于钡是重金属，过量的重金属钡盐会给产品质量带来致命的影响。同时，在氯气与二甲基二硫的反应过程中，会发生甲基的氯取代副反应，使产品中含有一定量的氯甲基磺酰氯等杂质，这些杂质在电镀中具有极大的不利影响。因此，生产低硫酸盐含量和低氯取代副产物的甲基磺酰氯具有十分重要的意义。
发明内容
本发明的目的是研制一种减少成品中硫酸盐含量和其他反应副产物的高纯甲基磺酰氯的制备方法。
本发明一种高纯甲基磺酰氯的制备方法，其步骤如下：
(1)水与二甲基二硫按照水过量30～100％的比例投入反应釜中，加入少量相转移催化剂TX10，釜内隔绝光线的条件下向反应釜加套内通入盐水降温，然后缓慢从釜底通过氯气鼓泡器向反应釜内鼓入氯气，发生如下反应：
CH3SSCH3+5Cl2+4H2O——2CH3SO2Cl+8HCl
(2)反应完全后，向反应釜内加入质量百分浓度为30％的工业盐酸，所述工业盐酸中的含水量与步骤(1)所加入的水量比例为1∶1，搅拌，使硫酸进一步溶解在水相中，与甲基磺酰氯分离；搅拌1到3小时后，静置分层；
(3)分层2小时左右后，甲基磺酰氯与盐酸分离，甲基磺酰氯粗品沉入釜底；将釜底甲基磺酰氯粗品泵入蒸馏釜中进行减压蒸馏；在蒸馏釜塔顶回流下方设置有陶瓷溢流分布器，以强化塔顶冷凝回流液体的分布，提高传质效率；在蒸馏釜塔顶气体出口设置有四氟丝网除沫器等气液分离装置，以分离甲基磺酰氯气体中夹带的硫酸等副产物液滴，根据分离效果情况，可串联设置多级丝网除沫器；
(4)分离出了硫酸的甲基磺酰氯通过甲基磺酰氯成品过冷凝后成为液态甲基磺酰氯成品，其中硫酸的含量小于30ppm，完全满足生产高纯甲基磺酸的要求。
步骤(1)所述的氯气鼓泡器，是从釜口插入釜底的尽可能分布反应釜截面的特殊管道组合，在水平方向浸入液体中的管道上开小孔，使氯气沿着这些小孔进行鼓泡反应；所开小孔的所有孔面积之和大于或等于鼓泡器主管道截面积；优选的鼓泡器其沿反应釜水平截面方向为“S”形两个半圆环的结合，半圆环直径为反应釜直径的0.7～0.9倍。
步骤(1)所述的与二甲基二硫反应的水可以纯水的形式加入釜内，也可以含相同量水的盐酸的形式加入釜内。
所述蒸馏塔、塔顶冷凝器和甲基磺酰氯成品冷凝器可以是目前已知的任何一种形式的设备。
本发明高纯甲基磺酰氯的制备方法的优点是：加入过量30～100％的水的主要作用，一是作为反应物与氯气和二甲基二硫反应；二是作为溶剂，溶解副产物硫酸；三是由于水的过量，降低了氯气与二甲基二硫发生氯代反应的几率，使氯取代副产物减少，生产出低氯代副产物的甲基磺酰氯粗品；大量的水还可以减小釜内温度上升的速度，使氯气的鼓泡速度增加，减少副反应的发生；氯气与二甲基二硫在隔绝光线的条件下，发生氯取代反应的几率减少，使产品中氯取代副产物随之减少。由于硫酸沸点比甲基磺酰氯高出很多，在甲基磺酰氯的蒸馏温度下，硫酸是不会汽化为气态的，它只能以细小液滴的形式被甲基磺酰氯气体夹带出来；因此，在塔顶气体出口设置气液分离装置——四氟丝网除沫器，使硫酸小液滴被截留下来，甲基磺酰氯与硫酸得以分离，从而减少成品中硫酸盐含量。
具体实施方式
实施例一
一种高纯甲基磺酰氯的制备方法，其步骤如下：
(1)向容量为3000L的搪瓷氯化反应釜中加入800kg二甲基二硫、1200kg水和少量相转移催化剂TX10；搅拌后开启冷冻盐水，使釜内物料冷却到10℃，15小时内缓慢通入3吨氯气；
(2)向釜内加入1700kg浓度为30％的工业盐酸，搅拌1小时，静置分层2小时；
(3)将沉入釜底的甲基磺酰氯粗品泵入容量为3000L的搪瓷蒸馏釜中，在蒸馏釜塔顶回流下方设置陶瓷溢流分布器，在塔顶气体出口设置一级15mm厚的四氟丝网除沫器，进行减压蒸馏；氯化反应釜内加入800kg二甲基二硫进行下一批反应；
(4)减压蒸馏后，收集成品甲基磺酰氯1700kg，其中甲基磺酰氯含量达99.84％，硫酸含量小于20ppm，氯甲基磺酰氯未检出。
实施例二
一种高纯甲基磺酰氯的制备方法，其步骤如下：
(1)向容量为3000L的搪瓷反应釜中加入800kg二甲基二硫，2000kg质量百分浓度为31％的浓盐酸和少量相转移催化剂TX10；搅拌后开启冷冻盐水，使釜内物料冷却到10℃，20小时内缓慢通入3吨氯气；
(2)向釜内加入2000kg质量百分浓度为31％的浓盐酸，搅拌1小时，静置分层2小时；
(3)将釜底甲基磺酰氯粗品泵入容量为3000L的搪瓷蒸馏釜中，在蒸馏釜塔顶回流下方设置陶瓷溢流分布器，在塔顶气体出口设置两级15mm厚的四氟丝网除沫器，两级丝网除沫器按照串联的方式连接；进行减压蒸馏；
(4)减压蒸馏后，收集成品甲基磺酰氯1710kg，其中甲基磺酰氯含量达99.86％，硫酸含量小于15ppm，氯甲基磺酰氯未检出。
本发明不限于以上实施例，可以根据需要实现多个不同实施例。

Claims (1)

1.一种高纯甲基磺酰氯的制备方法，其特征在于：其步骤如下：
(1)水与二甲基二硫以水过量30～100％的比例投入反应釜中，加入少量相转移催化剂TX10，反应釜内隔绝光线的条件下向反应釜夹套内通入盐水降温，然后缓慢从釜底通过氯气鼓泡器鼓入氯气；
(2)反应完全后，向反应釜内加入质量百分浓度为31％的工业盐酸，所述工业盐酸中的含水量与步骤(1)所加入的水量比例为1∶1，搅拌，使硫酸进一步溶解在水相中，与甲基磺酰氯分离；搅拌1小时后，静置分层；
(3)将釜底甲基磺酰氯粗品泵入蒸馏釜中进行减压蒸馏；在蒸馏釜塔顶回流下方设置有陶瓷溢流分布器，强化塔顶冷凝回流液体的分布；在蒸馏釜塔顶气体出口设置有四氟丝网除沫器气液分离装置，分离甲基磺酰氯气体中夹带的硫酸等副产物液滴；
(4)分离出了硫酸的甲基磺酰氯通甲基磺酰氯成品过冷凝后成为液态甲基磺酰氯成品。
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