CN102516058A - 一种5-氯戊酰氯合成装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种5-氯戊酰氯合成装置,包括氰化钠储存罐、催化剂储存罐、1,4-二氯丁烷储存罐、盐酸储存罐、二氯亚砜储存罐、氰化反应釜、1,4-二氯丁烷回收塔、5-氯戊腈精馏塔、水解反应釜、酰化反应釜、5-氯戊酰氯蒸馏塔、成品接收罐,其特点是在氰化反应釜和水解反应釜之间增加1,4-二氯丁烷回收塔、5-氯戊腈精馏塔,实现了1,4-二氯丁烷、5-氯戊腈和己二腈的连续分离。本合成装置可提高反应转化率,缩短反应时间,提高生产效率,大大降低了生产成本,提高了产品质量。

Description

一种5-氯戊酰氯合成装置
技术领域
本发明涉及化工生产装置技术领域,特别是一种5-氯戊酰氯合成装置。
背景技术
5-氯戊酰氯是一种重要的医药、农药中间体,主要用于新型农药双唑草腈和医药西洛他唑的合成。制备5-氯戊酰氯的方法现在都是采用1,4-二氯丁烷和氰化钠为起始主要起始原料,在催化剂催化下于90~100℃进行氰化反应,然后和盐酸于80~90℃进行水解反应,接着和二氯亚砜于60~70℃进行酰化反应,最后精馏出成品。现有的合成方法采用一锅法合成,如公开号为CN102153459A的专利就报道了一锅法合成5-氯戊酰氯。一锅法采用的合成装置为氰化钠储存罐、催化剂储存罐、1,4-二氯丁烷储存罐、盐酸储存罐、二氯亚砜储存罐、氰化反应釜、水解反应釜、酰化反应釜、5-氯戊酰氯精馏塔、成品接收罐。连接方式为氰化钠储存罐、催化剂储存罐、1,4-二氯丁烷储存罐分别通过计量泵连接到氰化反应釜,然后从氰化反应釜和盐酸储存罐上连接出管道接水解反应釜,再从水解反应釜和二氯亚砜储存罐连接出管道接酰化反应釜,酰化反应釜连接出管道接5-氯戊酰氯精馏塔,最后5-氯戊酰氯蒸馏塔用管道连接到成品接收罐。因为第一步氰化反应为了保证反应的选择性,1,4-二氯丁烷相比氰化钠要过量2个摩尔当量以上,所以这种合成装置的缺点是:过量很多的1,4-二氯丁烷进入到下一步水解反应和酰化反应,这两步反应的釜空间利用率非常的低,导致生产效率很低,而且第一步产生的副产物己二腈经过水解和酰化转化成己二酰氯,这样最后的5-氯戊酰氯精馏塔要分离出1,4-二氯丁烷、5-氯戊酰氯和己二酰氯,这三种物质的沸点很接近,分离难度很大,需要很高塔板数的精馏塔,而且产品含量只能达到98%-98.5%之间。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有5-氯戊酰氯合成装置的上述缺点,提供一种新型5-氯戊酰氯合成装置。通过在氰化反应釜和水解反应釜中间加装连续性1,4-二氯丁烷回收塔和和5-氯戊腈精馏塔,因为三者的沸点相差较大,回收的1,4-二氯丁烷含量达到转回其储存罐可以套用,精馏出的5-氯戊腈再往下进行水解和酰化反应,最后只需要普通的蒸馏塔就可以得到合格的产品。5-氯戊腈精馏塔的高沸己二腈排出后含量也在99%以上,可以进行销售。
为了实现上述目的,本发明的技术方案是,新型5-氯戊酰氯合成装置,包括氰化钠储存罐1、催化剂储存罐2、1,4-二氯丁烷储存罐3、盐酸储存罐4、二氯亚砜储存罐5、氰化反应釜6、水解反应釜9、酰化反应釜10、5-氯戊酰氯精馏塔11、成品接收罐12,在氰化反应釜6、水解反应釜9中间安装1,4-二氯丁烷回收塔7、5-氯戊腈精馏塔8。连接方式为:氰化钠储存罐1、催化剂储存罐2、1,4-二氯丁烷储存罐3分别与氰化反应釜6相连接,然后从氰化反应釜6连接出管道到1,4-二氯丁烷回收塔7,1,4-二氯丁烷回收塔7顶用管道连接到1,4-二氯丁烷储存罐3,1,4-二氯丁烷回收塔7底用管道连接到5-氯戊腈精馏塔8,5-氯戊腈精馏塔8顶和盐酸储存罐4上连接出管道接水解反应釜9,再从水解反应釜9和二氯亚砜储存罐5连接出管道接酰化反应釜10,酰化反应釜10连接出管道接5-氯戊酰氯蒸馏塔8,最后5-氯戊酰氯蒸馏塔8用管道连接到成品接收罐12。1,4-二氯丁烷回收塔、5-氯戊腈精馏塔能够实现1,4-二氯丁烷、5-氯戊腈和己二腈的连续分离精馏,纯品5-氯戊腈进行水解反应和酰化反应,大大提高了设备的空间利用率,提高了生产效率,而且酰化后的产品纯度很高,只需经过简单的5-氯戊酰氯蒸馏塔就能得到纯度很高的成品,而不需要很高塔板数的5-氯戊酰氯精馏塔。
本发明的氰化钠储存罐(1)、催化剂储存罐(2)、1,4-二氯丁烷储存罐(3)分别与氰化反应釜相连优选通过计量泵连接。
物料在本装置中的反应如下:
   (1)氰化反应:将1,4-二氯丁烷、催化剂、氰化钠三种物料从各自的储罐通过计量泵打入氰化反应釜。投料比例为摩尔比3.2:0.01:1;加热到90~100℃进行反应3小时,冷却至室温;
   (2)回收和精馏:氰化后的粗品直接转化至1,4-二氯丁烷回收塔,升温控制回流采出比,低沸物为1,4-二氯丁烷进入其储存罐,高沸物进入5-氯戊腈精馏塔,升温控制回流采出比,低沸物为5-氯戊腈,进行水解反应釜,高沸物排出为己二腈;
    (3)水解反应:待5-氯戊腈从其精馏塔采出至水解反应釜后,从盐酸储存罐用计量泵打出质量比为1.7:1的浓盐酸到水解反应釜,升温至80~90℃进行水解反应,反应4小时,冷却至室温,静置分层,下层物料5-氯戊酸进行酰化反应釜;
   (4)酰化反应:待5-氯戊酸进行到酰化反应釜,从二氯亚砜储存罐用计量泵打出质量比为1.5:1的二氯亚砜,升温至60~70℃进行酰化反应,反应3小时,冷却至室温,物料转入5-氯戊酰氯蒸馏塔;
(5)物料进入5-氯戊酰氯蒸馏塔后,开始升温,前沸物为少许未反应的二氯亚砜,采出后加碱中和排污,正馏分为成品5-氯戊酰氯进入成品接收罐。
本发明具有以下优点:
第一步氰化反应中大量的1,4-二氯丁烷不进行水解反应和酰化反应,大大提高了这两步设备利率用,提高了产能;第一步副产的己二腈也不进入下面反应流程,不会产出己二酰氯,大大降低了成品的蒸馏难度;回收的1,4-二氯丁烷含量达到99.5%以上,可以直接套用;精馏出的5-氯戊腈含量也达到99.5%以上,因水解和酰化反应不产生副产物,所以酰化后只需通过普通蒸馏塔蒸馏,就可得到含量大于99.5%的5-氯戊酰氯。
附图说明
图1是5-氯戊酰氯合成装置。
图示标识:
     1-氰化钠储存罐;2-催化剂储存罐;3-1,4-二氯丁烷储存罐;4-盐酸储存罐;5-二氯亚砜储存罐;6-氰化反应釜;7-1,4-二氯丁烷回收塔;8-5-氯戊腈精馏塔;9-水解反应釜;10-酰化反应釜;11-5-氯戊酰氯蒸馏塔;12-成品接收罐。
具体实施方式
实施例如图1所示,新型5-氯戊酰氯合成装置,氰化钠储存罐1、催化剂储存罐2、1,4-二氯丁烷储存罐3分别通过计量泵连接到氰化反应釜6,然后从氰化反应釜连接出管道到1,4-二氯丁烷回收塔7,1,4-二氯丁烷回收塔顶用管道连接到1,4-二氯丁烷储存罐,1,4-二氯丁烷回收塔底用管道连接到5-氯戊腈精馏塔8,5-氯戊腈精馏塔顶和盐酸储存罐4上连接出管道接水解反应釜9,再从水解反应釜和二氯亚砜储存罐5连接出管道接酰化反应釜10,酰化反应釜连接出管道接5-氯戊酰氯蒸馏塔11,最后5-氯戊酰氯蒸馏塔用管道连接到成品接收罐12。       
反应过程:从各自的储存罐通过计量泵打入1600kg1,4-二氯丁烷、645kg30%液体氰化钠和3kg催化剂至氰化反应釜,开始升温至90~100℃反应3小时,然后冷却至室温。静置分层0.5小时,下层转入1,4-二氯丁烷回收塔,升温控制回收采出比和真空度,真空度控制在3kPa左右,收集85~86℃馏分,回收1,4-二氯丁烷1200kg左右,含量大于99.5%,直接转至其储存罐接收。1,4-二氯丁烷回收塔两批高沸底料进入5-氯戊腈精馏塔,升温控制回流采出比和真空度,真空度控制在1kPa左右,收集102~104℃馏分,得到5-氯戊腈650kg左右,含量大于99.5%,另得到高沸底料己腈120kg左右。5-氯戊腈650kg转入水解反应釜,且从盐酸储存罐用计量泵打入约1100kg浓盐酸至水解反应釜,升温至80~90℃进行水解反应,反应4小时,冷却至室温,静置分层0.5小时,下层物料5-氯戊酸约600kg转入酰化反应釜,且从二氯亚砜储存罐用计量泵打入900kg二氯亚砜至酰化反应釜,升温至60~70℃进行酰化反应,反应3小时,冷却至室温,物料转入5-氯戊酰氯蒸馏塔。物料进入5-氯戊酰氯蒸馏塔后,开始升温,先控制内温60℃以下,真空度为3kPa,蒸出前沸物为少许未反应的二氯亚砜,采出后加碱中和排污,然后升高真空度至1.2 kPa左右,收集105~106℃正馏分,为成品5-氯戊酰氯约550kg左右,含量大于99.5%,进入成品接收罐。
本发明所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行的描述,并非对本发明构思和范围进行限定,在不脱离本发明设计思想的前提下,本领域中工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进,均应落入本发明的保护范围,本发明请求保护的技术内容,已经全部记载在权利要求书中。

Claims (2)

1. 一种5-氯戊酰氯合成装置,包括氰化钠储存罐(1)、催化剂储存罐(2)、1,4-二氯丁烷储存罐(3)、盐酸储存罐(4)、二氯亚砜储存罐(5)、氰化反应釜(6)、1,4-二氯丁烷回收塔(7)、5-氯戊腈精馏塔(8)、水解反应釜(9)、酰化反应釜(10)、5-氯戊酰氯蒸馏塔(11)、成品接收罐(12),其特征在于在氰化反应釜(6)和水解反应釜(9)之间增加1,4-二氯丁烷回收塔(7)、5-氯戊腈精馏塔(8),氰化钠储存罐(1)、催化剂储存罐(2)、1,4-二氯丁烷储存罐(3)分别与氰化反应釜相连,氰化反应釜通过管道连到1,4-二氯丁烷回收塔(7),1,4-二氯丁烷回收塔(7)顶用管道连接到1,4-二氯丁烷储存罐(3),1,4-二氯丁烷回收塔(7)底用管道连接到5-氯戊腈精馏塔(8),5-氯戊腈精馏塔(8)顶和盐酸储存罐(4)上连接出管道接水解反应釜,再从水解反应釜(9)和二氯亚砜储存罐(5)连接出管道接酰化反应釜(10),酰化反应釜(10)连接出管道接5-氯戊酰氯蒸馏塔(8),最后5-氯戊酰氯蒸馏塔(8)用管道连接到成品接收罐(12)。
2. 根据权利要求1的5-氯戊酰氯合成装置,其特征在于所述的氰化钠储存罐(1)、催化剂储存罐(2)、1,4-二氯丁烷储存罐(3)分别与氰化反应釜相连是通过计量泵连接。
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