CN1048029A - 卤代苯的连续制造方法及其设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及卤代苯的连续反应装置，连续制造装置以及连续制造方法。该连续反应装置为一带隔板的密闭式多级反应器；连续制造装置包括连续反应器，分离催化剂的分离机，冷却设备以及分离冷却后析出产物的分离设备等；使用此装置的连续制造方法是将含有苯和催化剂的原料液和含有卤素的原料气导入上述连续反应装置中改变流向进行连续反应，生成的卤代苯收率高，反应时间短，且避免了由于卤代物等有害物质泄漏所引起的对环境的污染。

Description

本发明涉及卤代苯的制造方法及其设备，特别是一种能连续生产卤代苯的方法及应用该方法的包括连续反应器在内的连续制造设备。

以往对二氯苯等卤代苯的防虫剂、除臭剂、有机合成化学的中间体及合成树脂原料等领域有着广泛的用途。

一般来说，对二氯苯等卤代苯的反应设备采用间歇式反应槽，而且，反应后除去催化剂，卤代苯的分离精制等各种设备都是分别独立地安装，不是连续的。从而使用这些设备的卤代苯的制造方法是分批装料和反应。另外，除去催化剂及卤代苯的分离精制等各处理过程也只能分别进行。

如上所述，过去的对二氯苯等卤代苯的制造设备是使用间歇式反应槽，所以反应速度不够快，且无法连续生产。另外，反应后除去催化剂，卤代苯的分离精制等后处理也无法连续化，所以各处理过程作业效率差，生产速度和产品收率等生产率也很差。另外，各工序的卤化物等有害物质有泄漏，无法避免作业环境的污染。

本发明的目的就是提供可以解决这些现有技术中存在的问题的对二氯苯等卤代苯的连续反应器及使用此设备的连续制造装置及方法。

此外，本发明中所说的苯是指苯或烷基苯，卤代苯是指含有一个或一个以上的卤素基团的苯及烷基苯。

本发明人通过以苯和卤化物为原料的对二氯苯等卤代苯的制造进行认真研究，发明了新式的具有特定结构的反应器，制造设备及应用该设备连续生产卤代苯的方法，由此可以连续地制造不污染作业环境的生产率优良的对二氯苯等卤代苯，从而完成与本发明有关的卤代苯的连续反应器、连续制造设备及连续制造方法。

本发明的连续反应器包括：由隔板区分开的密闭构造的多级反应区域;设置在多级反应区域中第一反应区域的导入含有苯和催化剂的原料液的进料口;设置在多级反应区域中第一级反应区域的导入含有苯和催化剂的原料液的进料口;设置在多级反应区域的至少一个反应区域的导入含有卤素的原料气的进料口;设置在连接多级反应区域间隔板上不同位置的，为依次改变由原料液和原料气组成的反应液的流动方向的连通口;设置在多级反应区域中最终反应区域上的反应液出料口。

此外，本发明是以下述设备连接起来为特征的卤代苯连续制造装置，这些设备包括：上述的卤代苯的连续反应器;从该连续反应器中得的含有卤代苯的生成液中分离出催化剂的催化剂分离机;把分离了催化剂后的生成液加以冷却的冷却装置;以及从冷却后的生成液中析出的卤代苯进行分离的分离装置。

另外，本发明是以下述卤代苯的连续制造方法为特征的，即：把含有苯和催化剂的原料液和含有卤素的原料气导入由多级反应区域组成的连续反应器，使之改变流动方向并反应，生成卤代苯，从含有生成卤代苯的生成液中分离出催化剂，接着，把分离过催化剂的生成液冷却，分离出卤代苯。

附图说明如下：

图1为本发明的卤代苯的连续反应器的剖面图。

图2为本发明的卤代苯的连续制造装置的流程图。

1.连续反应器;

1-1.第1反应区域;

1-2.第2反应区域;

1-3.第3反应区域;

1-4.第4反应区域;

2.原料液入口;

3.原料气入口;

4.搅拌器;

5.隔板;

6.连通口;

7.出口;

8.催化剂分离机;

9.冷却装置;

10.分离装置。

以下，将结合附图就本发明的卤代苯的连续反应器，连续制造设备及连续制造方法做具体说明;

本发明的卤代苯的连续反应器，如图1所示，是具有由隔板5隔开的多级反应区域，比如由第1-第4反应区域（1-1～1-4）所组成的密闭结构，在第1反应区域的上部，是含有苯和催化剂的原料液的入口2，至少在一个反应区域，比如说在1-3反应区域（1-1～1-3）的上部安装了氯气等含有卤素的原料气的入口3，在各反应区域邻接的隔板的不同位置上，设置了使上述原料液和原料气组成的反应液通过的连通口6，这些连通口使反应液依次改变方向而流动。另外，在反应区域中，最好设置搅拌器4，搅拌反应液，在最后的反应区域1-4上，设置反应液出口7。

上述的各反应区域的大小及形状是否相同，由原料入口数、位置及反应条件等来适当选定。

上述的原料液入口可以设置在第一反应区域，或根据情况设置在其它区域。另外应根据生成的卤代苯是否可得到最高收率及最高选择性来选定上述原料气的入口位置及数目。

另外，连通口应使反应液的流动距离尽可能长，以起到充分接触和搅拌的作用，使反应加速进行，因此，可在邻接隔板的不同位置上，适当选定形状及大小来设置连通口。

搅拌器可适当地设置在一个或所有反应区域中，其数目没有特别限定，数目越多，搅拌效果越好。另外，搅拌器的搅拌叶片最好设置在连通口附近，以增大搅拌效果。

以上这样的构造，可使苯和氯等卤素组成的反应液在较长的流动距离中，短时间地充分接触，使反应可以快速地进行。另外，密闭结构可以使副产物，含氯化氢等卤化氢的全部反应生成物，连续地送到后续处理工序中，所以，可以保持一个无有害气体泄漏的良好的工作环境。

下面，将结合附图2就本发明的卤代苯的连续制造设备进行具体说明。

与本发明有关的卤代苯的连续制造设备如图2所示，由以下设备连接起来构成：上述的连续反应器1;在此连续反应器中，苯和卤化物反应得到含有卤代苯的生成液，从此生成液中分离出催化剂的催化剂分离机8;把分离了催化剂后的生成液冷却的冷却装置9;由冷却的生成液中析出卤代苯，如对二氯苯时所用的分离装置10。

上述的催化剂分离机，比如分离氯化锑那样的固体催化剂时所用的催化剂过滤机，这样的催化剂过滤机安装了具有一定孔径的金属网，该金属网不能使催化剂通过，从而可以从生成液中把催化剂分离除去。

上述的冷却装置，为了从分离了催化剂后的生成液中析出如对二氯苯，采用了可以冷却到-5-0℃的冷却装置。

另外，分离装置中较为理想的是连续离心分离机。

由上述结构组成的卤代苯的连续制造设备可以连续地制造卤代苯，生产速度快，收率高，且无因卤代物等泄漏而导致的工作环境的污染。

上述本发明的卤代苯的连续制造设备，也可以和从上述分离装置得的到卤代苯的精制装置，从精制的卤代苯中分离出水分的分离装置，及将从此分离装置得到的卤代苯进行干燥的干燥装置等连接起来使用。

上述的精制装置所使用的是可以连续地进行比如药洗、水洗及添加防固剂的多级槽。另外，上述的干机燥所采用的是，如对于对二氯苯，把其结晶放在金属网制的传送带上，连续地移动，由下方吹送暖风使之干燥的干燥机。

下面是本发明的卤代苯的连续制造方法。以对二氯苯为例，对其连续制造方法进行具体说明。

对二氯苯的原料所使用的苯，用的是通常的合成原料苯，而且混合了氯苯也没有关系。氯气使用的是通常用的合成原料气，只是上述原料不能含有降低催化剂活性的杂质。

催化剂可使用熟知的氯化锑，二氯化铁等路易斯酸或沸石，本发明中，较理想的氯化锑和巯基乙酸的混合催化剂。氯化锑和巯基乙酸的混合比例通常1∶0.0008（重量）。较理想的是1∶0.001。全部催化剂的添加量通常是苯用量的1-2%（重量），较理想的是1.5-1.6%。苯和氯气加入反应器的比例，通常为1∶4摩尔比。理想的是1∶4.2。

使用这样的原料，由上述的连续制造设备，连续制造对二氯苯的方法如下。

由上述连续反应器的第1反应区域加入由苯和催化剂组成的原料液，至少在一个反应区域，如第1反应区域或第1及第2以后的任意反应区域各上部入口加入氯气。得到的反应液在第1反应区域向下流动，在第2反应区域向上流动，象这样在此后的反应区域依次改变其流动方向，形成反应液流，搅拌使之流向最终反应区域，迅速地反应生成对二氯苯，从最终反应区域的液体出口送到下面的催化剂分离过程。在催化剂分离过程中，把含有氯化锑等的催化剂从含有对二氯苯的生成液中用过滤等办法分离出来。接着，将分离过催化剂的生成液冷却，析出对二氯苯，再把对二氯苯分离出来。

接着，对上述所得到的对二氯苯再进行精制，分离及干燥等连续处理。

上述的精制处理过程中，如对于对二氯苯，可以进行药洗、水洗及添加防固剂等处理。药洗是把乳酸乙酯和硫酸酯盐或磷酸酯盐和磺酸盐的1∶1的混合物（重量比）的0.05%（重量）的水溶液加入对二氯苯，搅拌使之混合。接着，由去离子水进行冲洗后，添加防固剂，搅拌混合。防固剂处理是靠添加如2-甲基乙醇或缩水甘油的0.05%（重量）的水溶液来进行的。这时，搅拌速度通常约为1000-1500rpm，温度约为25-35℃。

将进行上述精制处理后的液体，送到离心分离机，把对二氯苯从水中分离出来。

接着，使用温风（约50℃）把分离后的对二氯苯干燥成产品。

此外，在上述的连续制造方法中，同样可以以烷基取代苯为原料，制造氯代烷基苯等卤代烷基苯。

下面，用实施例来说明本发明，但本发明并不仅限于这些实施例。

实施例

如图1所示，使用由第1-第4反应区域组成的8000L的连续制造设备，把含有1.5%（重量）作为催化剂的氯化锑和含有2000ppm巯基乙酸的苯混合液以640kg/hr的速率连续导入第1反应区域的同时，把氯气从第1-3反应区域的各入口吹入反应液中进行反应。这时，苯和氯气的进料比为1∶4摩尔比，反应温度为38-42℃，连续进行4小时。从得到的生成物中过滤分离氯化锑催化剂后，冷却到-5℃，析出对二氯苯，由离心分离机把对二氯苯从含有邻二氯苯的液态物中分离出来。分离后的对二氯苯送到精制装置，在其第1槽，使用月桂酸乙酯和硫酸酯盐的1∶1的混合物（重量）的0.05%水溶液为药剂，每分钟添加300L，搅拌混合洗涤。在第2-3槽中，添加去离子水，搅拌混合冲洗。在第4槽，添加2-甲基乙醇的0.05%（重量）水溶液作为防固剂，进行搅拌混合处理。接着，把处理后的含有对二氯苯的水送到离心分离机，把对二氯苯从水中分离出来，由连续干燥机干燥，得到对二氯苯3500kg，该产量相当于以原料苯计算得理论产量的72%（重量），而且，邻二氯苯的收率是25%（重量）。

对比例

使用8000L容量的间歇反应器，把苯的加入量算作相当于实施例中4小时总量，即2560kg，其它方面和实施例完全一样，在此条件下作实验。

其结果是：要得到对二氯苯3500kg，收率为72%（重量），反应时间约5小时。

从述结果看，本发明的对二氯苯的连续制造方法，比间歇方法的反应时间缩短20%左右。

如上所述，本发明的对二氯苯的连续反应器具有在反应区域之间靠隔板分隔开的多级反应区域组成的新式的特定结构，由苯和氯等卤化物组成的反应液，在长距离的流动中，得到充分的接触和搅拌，使之可以连续地反应。另外，该连续反应器具有密闭结构，所以卤化物等有害物质不会泄漏。

把上述连续反应器连接起来的连续制造设备，使用苯和氯等卤化物，如上所述地连续进行反应，催化剂分离，冷却及生成物分离等操作过程，可以连续地制造对二氯苯等卤代苯。

从而，使用以上的连续反应器及连续制造设备的本发明的卤代苯的连续制造方法，可以使苯和氯等卤化物组成的反应液在较长的流动距离中得到充分接触及搅拌效果，使之连续反应，可以高收率、快速地连续制造卤代苯。另外，因为是密闭结构，所以卤化物等有害物质不会泄漏，可以改善工作环境。

Claims (3)

1、一种卤代苯的连续制造方法，其特征在于：把含有苯和催化剂的原料液和含有卤素的原料气导入由多级反应区域组成的连续反应装置，改变流动方向并反应生成卤代苯，从含有卤代苯的生成液中分离出催化剂，然后把该分离过催化剂的生成液冷却，并把析出的卤代苯分离出来，从而得到卤代苯产品。

2、一种卤代苯的连续制造装置，其特征在于：该连续制造装置包括：卤代苯的连续反应装置;从由此装置得到的含有卤代苯的生成液中分离出催化剂的分离机;把分离出催化剂后的生成液冷却的冷却装置;分离从冷却后的生成液中析出的卤代苯的分离装置。

3、如权利要求2所述的卤代苯的连续反应装置，其特征在于：该连续反应装置包括：由隔板隔开的密闭结构的多级反应区域;设置在多级反应区域中第一反应区域的供引入含有苯和催化剂的原料液的进料口;设置在至少一个反应区域上的供引入卤素原料气的进料口;设置在多级反应区域之间隔壁上不同位置的并使由上述原料液和原料气组成的反应液依次改变流向流动的连通口;设置在多级反应器中最终反应区域上的反应液的出料口。