CN104402709B - 对苯二甲酰氯生产工艺及其生产装置 - Google Patents

对苯二甲酰氯生产工艺及其生产装置 Download PDF

Info

Publication number
CN104402709B
CN104402709B CN201410778583.0A CN201410778583A CN104402709B CN 104402709 B CN104402709 B CN 104402709B CN 201410778583 A CN201410778583 A CN 201410778583A CN 104402709 B CN104402709 B CN 104402709B
Authority
CN
China
Prior art keywords
chloride
thionyl chloride
paraphthaloyl
production technology
grades
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201410778583.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104402709A (zh
Inventor
张泰铭
孙丰春
张清新
贾远超
张善民
王荣海
毕义霞
薛居强
谢圣斌
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shandong Kaisheng New Materials Co Ltd
Original Assignee
Shandong Kaisheng New Materials Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shandong Kaisheng New Materials Co Ltd filed Critical Shandong Kaisheng New Materials Co Ltd
Priority to CN201410778583.0A priority Critical patent/CN104402709B/zh
Publication of CN104402709A publication Critical patent/CN104402709A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104402709B publication Critical patent/CN104402709B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C51/00—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
    • C07C51/58—Preparation of carboxylic acid halides
    • C07C51/60—Preparation of carboxylic acid halides by conversion of carboxylic acids or their anhydrides or esters, lactones, salts into halides with the same carboxylic acid part
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C51/00—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
    • C07C51/58—Preparation of carboxylic acid halides
    • C07C51/64—Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

本发明涉及一种对苯二甲酰氯生产工艺及其生产装置，属于有机合成技术领域。所述的生产工艺是以对苯二甲酸和氯化亚砜为反应原料，以氯化亚砜为溶剂，在催化剂作用下升温回流反应，无气体放出后反应结束，分别经常压、减压蒸馏回收过量氯化亚砜，再经一级薄膜蒸发器在减压条件下将残留氯化亚砜和催化剂去除，最后再经二级薄膜蒸发器在高真空条件下进行蒸馏提纯，得到对苯二甲酰氯。本发明具有工艺简单，操作方便，生产周期短，产品收率高、杂质含量低，且过量的氯化亚砜可回收重复利用等特点，适合工业化生产。本发明生产的对苯二甲酰氯，纯度达99.95％以上，收率大于99.5％。

Description

对苯二甲酰氯生产工艺及其生产装置
技术领域
本发明涉及一种对苯二甲酰氯生产工艺及其生产装置，属于有机合成技术领域。
背景技术
对苯二甲酰氯别名对苯二酰二氯，简称TPC或TCL，是一种重要的精细化工产品，主要用做聚对苯二甲酰对苯二胺(简称芳纶1414或PPTA)和芳砜纶的聚合单体，此外在渗透膜材料、高分子材料和农药合成中也有一定的应用。芳纶1414由于其优异特性，应用领域十分广泛，是国家重点和发展的新材料。对苯二甲酰氯作为芳纶1414重要原料之一，其质量好坏直接关系到下游芳纶1414的产品性能，随着国内芳纶产业的快速发展，对苯二甲酰氯的需求也在快速增长，同时对其质量也提出了更高的要求。
目前，生产对苯二甲酰氯主要以对苯二甲酸为原料，根据所用氯化剂的不同，可分为氯化亚砜、五氯化磷、三氯化磷和光气法等，其中氯化亚砜法是目前应用最为广泛的合成方法，因为其工艺简单、技术成熟，国内企业基本采用该法进行生产。
氯化亚砜法以对苯二甲酸和氯化亚砜为原料，在催化剂作用下，反应制得对苯二甲酰氯粗品，经高真空精馏提纯得到高纯度对苯二甲酰氯。该法精制过程通常采用真空精馏，时间长，温度高，产品质量难以保证，同时，对真空设备要求较高，需去除前馏和精馏残渣，不利于产品质量稳定和收率提高，难以满足我国芳纶产业的快速发展。
发明内容
本发明的目的是提供一种蒸馏提纯时间短、避免副反应发生、收率高、杂质含量低的对苯二甲酰氯生产工艺，本发明同时提供其生产装置。
本发明所述的对苯二甲酰氯生产工艺，是以对苯二甲酸和氯化亚砜为反应原料，以氯化亚砜为溶剂，在催化剂作用下升温回流反应，无气体放出后反应结束，分别经常压、减压蒸馏回收过量氯化亚砜，再经一级薄膜蒸发器在减压条件下将残留氯化亚砜和催化剂去除，最后再经二级薄膜蒸发器在高真空条件下进行蒸馏提纯，得到对苯二甲酰氯。
反应原理为：
其中，对苯二甲酸和氯化亚砜质量比为1:2.5～3.5。
所述的催化剂为N,N-二甲基甲酰胺或N,N-二甲基乙酰胺的一种，催化剂用量为对苯二甲酸质量的0.1～1％。
所述的一级薄膜蒸发器、二级薄膜蒸发器均为旋转刮板式薄膜蒸发器。旋转刮板式薄膜蒸发器，是一种通过旋转刮板强制成膜，可在较高真空条件下进行降膜蒸发的高效蒸发器。其传热效率高、蒸发速度快、物料停留时间短、操作弹性大，尤其适宜热敏性物料、高粘度物料及易结晶含颗粒物料的蒸发浓缩、脱气脱溶、蒸馏提纯。
所述的一级薄膜蒸发器减压蒸馏的真空度为660Hg～720mmHg，温度为100～120℃。在反应过程中，通常加入过量氯化亚砜，由于氯化亚砜和对苯二甲酰氯间存在相互作用，常规减压蒸馏难以将其从反应液中彻底去除，导致在后续真空精馏过程中遇高温发生副反应，产生杂质，从而影响产品质量。在较低真空度及较低温度下，采用薄膜蒸发器就可将残留氯化亚砜和催化剂彻底去除。
所述的二级薄膜蒸发器蒸馏的真空度为730～750mmHg，温度为140～160℃。采用薄膜蒸发器直接将对苯二甲酰氯粗品进行蒸馏提纯，在刮板作用下强制将物料铺成薄膜，传热面积大、效率高，大幅缩短物料高温停留时间，避免长时间真空精馏高温回流对产品质量的影响。
所述的一级薄膜蒸发器、二级薄膜蒸发器的进料方式为间歇进料或连续进料。
所述的对苯二甲酰氯生产装置，包括反应釜，在反应釜后增设一级薄膜蒸发器和二级薄膜蒸发器。
其中，所述的反应釜和一级薄膜蒸发器之间依次设置反应液储罐和第一计量泵；一级薄膜蒸发器和二级薄膜蒸发器之间依次设置粗品储罐和第二计量泵；二级薄膜蒸发器之后依次设置冷凝器和成品罐。
本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：
与传统亚砜法相比，本发明采用两级薄膜蒸发器，由于传热面积大、效率高，能够有效去除反应液中残留氯化亚砜和催化剂，缩短蒸馏提纯时间，避免副反应发生产生杂质，具有简单易行，生产周期短，产品收率高、杂质含量低等特点；本发明的生产装置，操作方便、工作效率大幅提升。本发明生产的对苯二甲酰氯，纯度达99.95％以上，收率大于99.5％。
附图说明
图1为对苯二甲酰氯生产装置的结构示意图；
图2为实施例1产品色谱图；
图3为对比例1产品色谱图；
图中：1、反应釜；2、反应液储罐；3、第一计量泵；4、一级薄膜蒸发器；5、粗品储罐；6、第二计量泵；7、二级薄膜蒸发器；8、冷凝器；9、成品罐。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步描述。
本实施例1-3均采用以下装置：
所述的生产装置由依次相连的反应釜1、反应液储罐2、第一计量泵3、一级薄膜蒸发器4、粗品储罐5、第二计量泵6、二级薄膜蒸发器7、冷凝器8和成品罐9组成。
实施例1
将1000kg对苯二甲酸和2500kg氯化亚砜投入反应釜中，加入5kg N,N-二甲基甲酰胺，逐步升温反应放出二氧化硫和盐酸气体，当温度升至90℃，无气体冒出，反应结束，继续保温1小时，在反应釜中经常压、减压蒸馏回收大部分未反应氯化亚砜，剩余反应液放入反应液储罐。
将一级薄膜蒸发器温度保持120℃，真空度660mmHg，二级薄膜蒸发器温度保持140℃，真空度750mmHg。反应液以5kg/min的进料速率连续进入一级薄膜蒸发器，将残留氯化亚砜和催化剂去除，得粗品进入粗品储罐。同时，粗品按4.5kg/min的进料速率连续进入二级薄膜蒸发器，将对苯二甲酰氯蒸出，经冷凝器冷却(温度78℃)得对苯二甲酰氯1218.1kg，两级薄膜蒸发过程共耗时5.5小时，产品色谱含量达99.978％(色谱图见图2)，熔点82.6℃，产品收率为99.68％。
对比例1
将1000kg对苯二甲酸，2500kg氯化亚砜投入反应釜，加入5kg N,N-二甲基甲酰胺，逐步升温反应放出二氧化硫和盐酸气体，当温度升至90℃，无气体冒出，反应结束，继续保温1小时，在反应釜中经常压、减压蒸馏回收大部分未反应氯化亚砜，剩余反应液放入精馏釜。
开启真空机组，将精馏系统真空度提高至750mmHg，将精馏釜逐步升温至165℃，全回流0.5h，按一定回流比接收前馏至产品含量达到99.9％且颜色澄清时，开始收集产品，最终得对苯二甲酰氯1198.6kg，整个精馏过程耗时13.5小时，色谱含量达99.921％，熔点82.2℃，同时产生杂质2(色谱图见图3)，产品收率为98.08％。
实施例2
将1000kg对苯二甲酸，3000kg氯化亚砜投入反应釜，加入1kg N,N-二甲基乙酰胺，逐步升温反应放出二氧化硫和盐酸气体，当温度升至95℃，无气体冒出，反应结束，继续保温1小时，在反应釜中经常压、减压蒸馏回收大部分未反应氯化亚砜，剩余反应液放入储罐。
将一级薄膜蒸发器温度保持100℃，真空度720mmHg，反应液以4.5kg/min的进料速率间歇进入一级薄膜蒸发器，将残留氯化亚砜和催化剂去除，得粗品进入粗品储罐。
将二级薄膜蒸发器温度保持160℃，真空度730mmHg，粗品按4kg/min的进料速率间歇进入薄膜蒸发器，将对苯二甲酰氯蒸出，经冷凝器冷却(温度78℃)得对苯二甲酰氯1217.5kg，两级薄膜蒸发过程共耗时6小时，色谱含量达99.960％，熔点82.5℃，产品收率为99.63％。
实施例3
将1000kg对苯二甲酸，3500kg氯化亚砜投入反应釜，加入10kg N,N-二甲基甲酰胺，逐步升温反应放出二氧化硫和盐酸气体，当温度升至95℃，无气体冒出，反应结束，继续保温1小时，经常压、减压蒸馏回收大部分未反应氯化亚砜，剩余反应液放入储罐。
将一级薄膜蒸发器温度保持110℃，真空度700mmHg，反应液以4kg/min的进料速率间歇进入一级薄膜蒸发器，将残留氯化亚砜和催化剂去除得粗品。
将二级薄膜蒸发器温度保持150℃，真空度740mmHg，粗品按4kg/min的进料速率间歇进入薄膜蒸发器，将对苯二甲酰氯蒸出，经冷凝器冷却(温度78℃)得对苯二甲酰氯1216.8kg，两级薄膜蒸发过程耗时6.5小时，色谱含量达99.958％，熔点82.4℃，产品收率为99.57％。

Claims (4)

1.一种对苯二甲酰氯生产工艺，其特征在于：以对苯二甲酸和氯化亚砜为反应原料，以氯化亚砜为溶剂，在催化剂作用下升温回流反应，无气体放出后反应结束，分别经常压、减压蒸馏回收过量氯化亚砜，再经一级薄膜蒸发器在减压条件下将残留氯化亚砜和催化剂去除，最后再经二级薄膜蒸发器在高真空条件下进行蒸馏提纯，得到对苯二甲酰氯；
所述催化剂为N,N-二甲基甲酰胺或N,N-二甲基乙酰胺的一种；催化剂用量为对苯二甲酸质量的0.1～1%；
所述一级薄膜蒸发器减压蒸馏氯化亚砜的真空度为660～720mmHg，温度为100～120℃；
所述二级薄膜蒸发器蒸馏的真空度为730～750mmHg，温度为140～160℃。
2.根据权利要求1所述的对苯二甲酰氯生产工艺，其特征在于：对苯二甲酸和氯化亚砜质量比为1:2.5～3.5。
3.根据权利要求1所述的对苯二甲酰氯生产工艺，其特征在于：一级薄膜蒸发器、二级薄膜蒸发器均为旋转刮板式薄膜蒸发器。
4.根据权利要求1所述的对苯二甲酰氯生产工艺，其特征在于：一级薄膜蒸发器、二级薄膜蒸发器的进料方式为间歇进料或连续进料。
CN201410778583.0A 2014-12-12 2014-12-12 对苯二甲酰氯生产工艺及其生产装置 Active CN104402709B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410778583.0A CN104402709B (zh) 2014-12-12 2014-12-12 对苯二甲酰氯生产工艺及其生产装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410778583.0A CN104402709B (zh) 2014-12-12 2014-12-12 对苯二甲酰氯生产工艺及其生产装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104402709A CN104402709A (zh) 2015-03-11
CN104402709B true CN104402709B (zh) 2016-09-28

Family

ID=52640392

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410778583.0A Active CN104402709B (zh) 2014-12-12 2014-12-12 对苯二甲酰氯生产工艺及其生产装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104402709B (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104447299B (zh) * 2014-12-12 2016-06-01 山东凯盛新材料有限公司 间苯二甲酰氯生产工艺及其生产装置
CN105348077A (zh) * 2015-12-14 2016-02-24 山东凯盛新材料有限公司 对苯二甲酰氯的制备方法
CN105367407A (zh) * 2015-12-14 2016-03-02 山东凯盛新材料有限公司 制备间/对苯二甲酰氯的方法
CN105348078A (zh) * 2015-12-14 2016-02-24 山东凯盛新材料有限公司 对苯二甲酰氯连续制备过程中氯化亚砜的回收方法
CN105418434A (zh) * 2015-12-14 2016-03-23 山东凯盛新材料有限公司 对硝基苯甲酰氯的精制提纯工艺
CN112876351B (zh) * 2020-12-29 2022-11-22 山东凯盛新材料股份有限公司 对苯二甲酰氯的制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101463141A (zh) * 2008-04-14 2009-06-24 江门新时代合成材料有限公司 聚氨酯固化剂中异氰酸酯的环保型分离方法
CN101560146A (zh) * 2009-04-08 2009-10-21 淄博达隆制药科技有限公司 高纯度对苯二甲酰氯的制备方法
CN103848954A (zh) * 2014-02-28 2014-06-11 万华化学集团股份有限公司 一种低色号环保型聚氨酯固化剂的制备方法
CN104447299A (zh) * 2014-12-12 2015-03-25 山东凯盛新材料有限公司 间苯二甲酰氯生产工艺及其生产装置
CN204298287U (zh) * 2014-12-12 2015-04-29 山东凯盛新材料有限公司 间苯二甲酰氯生产装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101463141A (zh) * 2008-04-14 2009-06-24 江门新时代合成材料有限公司 聚氨酯固化剂中异氰酸酯的环保型分离方法
CN101560146A (zh) * 2009-04-08 2009-10-21 淄博达隆制药科技有限公司 高纯度对苯二甲酰氯的制备方法
CN103848954A (zh) * 2014-02-28 2014-06-11 万华化学集团股份有限公司 一种低色号环保型聚氨酯固化剂的制备方法
CN104447299A (zh) * 2014-12-12 2015-03-25 山东凯盛新材料有限公司 间苯二甲酰氯生产工艺及其生产装置
CN204298287U (zh) * 2014-12-12 2015-04-29 山东凯盛新材料有限公司 间苯二甲酰氯生产装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN104402709A (zh) 2015-03-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104402709B (zh) 对苯二甲酰氯生产工艺及其生产装置
CN104447299B (zh) 间苯二甲酰氯生产工艺及其生产装置
CN110498787B (zh) 一种丙交酯的纯化系统及纯化方法
CN107382810B (zh) 提纯n-甲基吡咯烷酮的装置及方法
CN104119256B (zh) 一种二甲基亚砜提纯方法和设备
CN109776482A (zh) 工业化连续制备高纯度丙交酯的方法
CN102351357A (zh) 含苯酚和硫酸钠废水的资源化利用和处理方法
CN102989185B (zh) 一种己内酰胺脱水的生产系统及其方法
CN105384596A (zh) 一种偏氟乙烯的制备方法
CN110740796A (zh) 从包含未反应单体的混合物溶液中分离未反应单体的方法
CN106699511A (zh) 一种甘油氯化馏出液中有/无机物的回收利用方法
CN104909981A (zh) 一种提高二氟甲烷生产过程中反应选择性的方法
CN101891583A (zh) 气相催化法联产三氯乙烯和四氯乙烯的方法
CN102659587A (zh) 金刚烷甲基丙烯酸酯的精制方法
CN104803357A (zh) 一种在四氯乙烯装置中提纯高纯度氯化氢的方法
CN109438275A (zh) 一种从制膜工业废水中回收dmac的方法
CN106631679A (zh) 生产1.1.2‑三氯‑1.2.2‑三氟乙烷的改进工艺
CN106008330A (zh) 一种2,3-二氯-5-三氟甲基吡啶的制备方法
CN106699503B (zh) 一种节能的热氯化工艺
CN106496069A (zh) 乙腈精制系统的节能装置和节能方法
CN104262623B (zh) 聚苯硫醚原料结晶硫化钠减压精馏脱水工艺方法
CN109369377A (zh) 间苯二甲酰氯的制备工艺
CN107056841A (zh) 一种烷氧基五氟环三磷腈的制备方法
CN105271306A (zh) 一种氯化氰粗品的提纯方法
CN110590564A (zh) 连续氯化法合成2,4-二氯苯胺的方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB02 Change of applicant information

Address after: Double Yang Zichuan District 255190 Shandong city of Zibo Province

Applicant after: Shandong Kaisheng New Materials Co.,Ltd.

Address before: Double Yang Zichuan District 255190 Shandong city of Zibo Province

Applicant before: SHANDONG KAISHENG NEW MATERIALS CO., LTD.

CB03 Change of inventor or designer information

Inventor after: Zhang Taiming

Inventor after: Sun Fengchun

Inventor after: Zhang Qingxin

Inventor after: Jia Yuanchao

Inventor after: Zhang Shanmin

Inventor after: Wang Ronghai

Inventor after: Bi Yixia

Inventor after: Xue Juqiang

Inventor after: Xie Shengbin

Inventor before: Zhang Taiming

Inventor before: Zhang Congcong

Inventor before: Sun Fengchun

Inventor before: Bi Yixia

Inventor before: Zhang Shanmin

Inventor before: Wang Ronghai

Inventor before: Xue Juqiang

Inventor before: Yang Deyao

Inventor before: Xie Shengbin

Inventor before: Song Guocheng

COR Change of bibliographic data
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant