CN107459458A - 一种氯甲酸甲酯的精制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种氯甲酸甲酯的精制方法，所述精制方法的具体包括以下步骤：CO和氯气按照摩尔比1:1.05进入光气发生器，在椰壳活性炭催化作用下经光气发生器发生合成反应生成光气，光气与甲醇按照摩尔比1:1.1进入酯化塔进行酯化反应、酰氯醇解作用和气液鼓泡反应合成氯甲酸甲酯，酯化完成后将甲醇和氯甲酸甲酯反应液相自反应器顶溢流去甲酯釜收集后赶气精制；反应放出热量由壳程冷媒移出以保证反应在35度以下进行；反应器顶尾气经两级冰水冷却回收有效组分后集中进入冰冷、低温甲醇降膜吸收后由尾破风机抽至尾破破坏处继续处理含光尾气，本发明能将氯甲酸甲酯在反应后处理含有氯化氢的有毒气体，有效回收有用物质，节约了合成成本，提高了经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及农药合成技术领域，具体涉及一种氯甲酸甲酯的精制方法。
背景技术
氯甲酸甲酯为有机化合物，剧毒、易燃、有腐蚀性；无色液体，有强烈刺激性气味；分子量：94.50；蒸汽压：16.93kPa/20℃；闪点：18～23℃；沸点：71.4℃；不溶于水，溶于苯、甲醇、乙醚等多数有机溶剂；相对密度(水＝1)1.22；相对密度(空气＝1)3.26；稳定；微溶于水并被水逐渐分解；有催泪作用，其蒸气强烈刺激眼睛、呼吸道，也能经皮肤吸收而引起中毒。
工业上由甲醇与光气进行酯化而得；用间歇法生产时，将光气通入甲醇中，在搪玻璃反应锅内搅拌反应，这种工艺生产能力低，原料消耗高，产品质量差；大量生产时采用连续化工艺；连续化工艺一般采用搪玻璃的反应塔，先在塔中加入甲醇，控制反应温度为20～30℃，然后从塔底同向通气甲醇和光气，得到的氯甲酸甲酯的含量为93％，收率为94％；该法的反应尾气采用冷凝器冷冻捕集；光气化过程大量放热，反应塔一般采用夹套冷却的方式控制反应在25℃左右进行；生产每吨氯甲酸甲酯消耗甲醇约400kg、光气约1500kg；其制备方法是由甲醇和光气反应而得；工艺是在反应塔中进行，甲醇从酯化塔底部一侧进入酯化塔，而光气从另一侧进入酯化塔，保持光气对甲醇的摩尔比为(1.05～1.1)∶1，反应温度为35～40℃，此时合成液中氯甲酸甲酯的含量90％，收率也可达90％以上。反应方程式：CH3OH+COCl2→ClCOOCH3+HCl如果甲醇的摩尔比稍大一些，则可能生成碳酸二甲酯；另外，如果要得到氯甲酸甲酯的产品，反应液冷却到室温，以氮气赶除剩余的光气进行尾气破坏。
同时由于现有的设备产量较，同时其分子结构中含有甲基、甲氧基、羰基、酰氯等多种官能团，因而具有良好的反应活性，可进行羰基化、甲基化、甲氧基化、羰基甲氧基化及酯交换等有机合成反应，现有的技术生产氯甲酸甲酯，由于反应物的反应的时间较长，因此就导致副产物过多，因此就会导致物料的转化率较低。
如何设计出一种氯甲酸甲酯的精制方法将是目前亟需解决的问题。
发明内容
为解决上述问题，本发明提出一种氯甲酸甲酯的精制方法。
为实现本发明目的，采用的技术方案是：一种氯甲酸甲酯的精制方法，所述氯甲酸甲酯的精制方法的具体包括以下步骤：
(1).合成：将CO和氯气按照一定的摩尔比通入至光气发生器内部，在光气发生器内部使用催化剂活性催化作用下，反应合成光气，合成的光气转入至酯化塔；
(2).酯化：设置酯化塔的壳程冷媒控制酯化塔内温度，将生成的光气与甲醇按照固定的摩尔比通入至酯化塔进行气液鼓泡的酯化反应和酰氯醇解作用合成氯甲酸甲酯；
(3).精制：将酯化完成后生成的甲醇和氯甲酸甲酯的混合液相自酯化塔顶溢流转入到甲酯釜，在甲酯釜内收集后进行赶气，赶气后的液体进行搅拌精馏得到甲醇和氯甲酸甲酯；
(4).回收：将酯化塔顶溢流出尾气流经回收塔回收有效组分后集中进入冰冷、低温甲醇降膜吸收器内使用冰冷剂进行降膜吸收，吸收后的尾气由尾破风机抽至尾破器继续处理含光尾气。
优选的，所述氯甲酸甲酯的精制方法步骤1中光气发生器内的CO和氯气的摩尔比设置为1:1.05。
优选的，所述氯甲酸甲酯的精制方法步骤1中光气发生器内使用的活性催化剂设置为椰壳活性炭催化剂。
优选的，所述氯甲酸甲酯的精制方法步骤2中酯化塔内的光气和甲醇的摩尔比设置为1:1.1。
优选的，所述氯甲酸甲酯的精制方法步骤2中酯化塔内的壳程冷媒控制的反应温度设置为≤35℃。
优选的，所述氯甲酸甲酯的精制方法步骤3中甲酯釜内的精馏温度设置为65～70℃，搅拌速率设置为500～1000r/min。
优选的，所述氯甲酸甲酯的精制方法步骤4中回收塔内使用的回收方式设置为两级冰水冷却回收，冰水的温度设置为0～8℃。
优选的，所述氯甲酸甲酯的精制方法步骤4中降膜吸收器内使用的冰冷剂设置为-20～-10℃的低温甲醇。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明所涉及的一种氯甲酸甲酯的精制方法，所述精制方法的具体包括以下步骤：CO和氯气按照摩尔比1:1.05进入光气发生器，在椰壳活性炭催化作用下经光气发生器发生合成反应生成光气，光气与甲醇按照摩尔比1:1.1进入酯化塔进行酯化反应、酰氯醇解作用和气液鼓泡反应合成氯甲酸甲酯，酯化完成后将甲醇和氯甲酸甲酯反应液相自反应器顶溢流去甲酯釜收集后赶气精制；反应放出热量由壳程冷媒移出以保证反应在35度以下进行；反应器顶尾气经两级冰水冷却回收有效组分后集中进入冰冷、低温甲醇降膜吸收后由尾破风机抽至尾破破坏处继续处理含光尾气，具有以下优点：
1.本发明所述的氯甲酸甲酯的精制方法，反应采取连续进料、连续出料方式，在完成初反应时使用催化活性高的椰壳活性炭催化反应，提高了反应的速率和反应进度，节省了合成成本，提高了经济效益；
2.本发明所述的氯甲酸甲酯的精制方法，通过甲酯釜回收甲醇，通过回收塔回收光气，通过降膜吸收器吸收甲醇、氯甲酸甲酯、氯化氢和氯气，增加额外收益，提升了经济性；
3.本发明所述的氯甲酸甲酯的精制方法，在经过合成、酯化、精制和回收步骤之后，排放尾气中的有毒气体大大减少，符合绿色环保无污染的理念，有用气体的回收利用也能够体现了经济性和实用性，优化了氯甲酸甲酯的精制方法的工艺设计，满足了氯甲酸甲酯的精制方法的工艺设计的要求。
附图说明
图1是本发明氯甲酸甲酯的精制方法的工艺流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
请参阅图1所示，本发明采用的技术方案为：一种氯甲酸甲酯的精制方法，所述氯甲酸甲酯的精制方法的具体包括以下步骤：
(1).合成：将CO和氯气按照一定的摩尔比通入至光气发生器内部，在光气发生器内部使用催化剂活性催化作用下，反应合成光气，合成的光气转入至酯化塔；
(2).酯化：设置酯化塔的壳程冷媒控制酯化塔内温度，将生成的光气与甲醇按照固定的摩尔比通入至酯化塔进行气液鼓泡的酯化反应和酰氯醇解作用合成氯甲酸甲酯；
(3).精制：将酯化完成后生成的甲醇和氯甲酸甲酯的混合液相自酯化塔顶溢流转入到甲酯釜，在甲酯釜内收集后进行赶气，赶气后的液体进行搅拌精馏得到甲醇和氯甲酸甲酯；
(4).回收：将酯化塔顶溢流出尾气流经回收塔回收有效组分后集中进入冰冷、低温甲醇降膜吸收器内使用冰冷剂进行降膜吸收，吸收后的尾气由尾破风机抽至尾破器继续处理含光尾气。
工作原理：使用时,将CO和氯气按照一定的摩尔比进入光气发生器，在高活性催化剂的催化作用下经光气发生器发生合成反应生成光气，光气与甲醇按照特定的摩尔比进入酯化塔进行酯化反应、酰氯醇解作用和气液鼓泡反应合成氯甲酸甲酯，酯化完成后将甲醇和氯甲酸甲酯反应液相自反应器顶溢流去甲酯釜收集后赶气精制；反应放出热量由壳程冷媒移出以保证反应在较低温度下进行；反应器顶尾气经冷却回收有效组分后集中进入冰冷、低温甲醇降膜吸收后由尾破风机抽至尾破破坏处继续处理含光尾气。
进一步地，所述氯甲酸甲酯的精制方法步骤1中光气发生器内的CO和氯气的摩尔比设置为1:1.05。
进一步地，所述氯甲酸甲酯的精制方法步骤1中光气发生器内使用的活性催化剂设置为椰壳活性炭催化剂。
进一步地，所述氯甲酸甲酯的精制方法步骤2中酯化塔内的光气和甲醇的摩尔比设置为1:1.1。
进一步地，所述氯甲酸甲酯的精制方法步骤2中酯化塔内的壳程冷媒控制的反应温度设置为≤35℃。
进一步地，所述氯甲酸甲酯的精制方法步骤3中甲酯釜内的精馏温度设置为65～70℃，搅拌速率设置为500～1000r/min。
进一步地，所述氯甲酸甲酯的精制方法步骤4中回收塔内使用的回收方式设置为两级冰水冷却回收，冰水的温度设置为0～8℃。
进一步地，所述氯甲酸甲酯的精制方法步骤4中降膜吸收器内使用的冰冷剂设置为-20～-10℃的低温甲醇。
在本发明中，本发明所述的氯甲酸甲酯的精制方法，反应采取连续进料、连续出料方式，在完成初反应时使用催化活性高的椰壳活性炭催化反应，提高了反应的速率和反应进度，节省了合成成本，提高了经济效益，通过甲酯釜回收甲醇，通过回收塔回收光气，通过降膜吸收器吸收甲醇、氯甲酸甲酯、氯化氢和氯气，增加额外收益，提升了经济性，在经过合成、酯化、精制和回收步骤之后，排放尾气中的有毒气体大大减少，符合绿色环保无污染的理念，有用气体的回收利用也能够体现了经济性和实用性，优化了氯甲酸甲酯的精制方法的工艺设计，满足了氯甲酸甲酯的精制方法的工艺设计的要求。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种氯甲酸甲酯的精制方法，其特征在于：所述氯甲酸甲酯的精制方法的具体包括以下步骤：
(1).合成：将CO和氯气按照一定的摩尔比通入至光气发生器内部，在光气发生器内部使用催化剂活性催化作用下，反应合成光气，合成的光气转入至酯化塔；
(2).酯化：设置酯化塔的壳程冷媒控制酯化塔内温度，将生成的光气与甲醇按照固定的摩尔比通入至酯化塔进行气液鼓泡的酯化反应和酰氯醇解作用合成氯甲酸甲酯；
(3).精制：将酯化完成后生成的甲醇和氯甲酸甲酯的混合液相自酯化塔顶溢流转入到甲酯釜，在甲酯釜内收集后进行赶气，赶气后的液体进行搅拌精馏得到甲醇和氯甲酸甲酯；
(4).回收：将酯化塔顶溢流出尾气流经回收塔回收有效组分后集中进入冰冷、低温甲醇降膜吸收器内使用冰冷剂进行降膜吸收，吸收后的尾气由尾破风机抽至尾破器继续处理含光尾气。
2.根据权利要求1所述的氯甲酸甲酯的精制方法，其特征在于：所述氯甲酸甲酯的精制方法步骤1中光气发生器内的CO和氯气的摩尔比设置为1:1.05。
3.根据权利要求1所述的氯甲酸甲酯的精制方法，其特征在于：所述氯甲酸甲酯的精制方法步骤1中光气发生器内使用的活性催化剂设置为椰壳活性炭催化剂。
4.根据权利要求1所述的氯甲酸甲酯的精制方法，其特征在于：所述氯甲酸甲酯的精制方法步骤2中酯化塔内的光气和甲醇的摩尔比设置为1:1.1。
5.根据权利要求1所述的氯甲酸甲酯的精制方法，其特征在于：所述氯甲酸甲酯的精制方法步骤2中酯化塔内的壳程冷媒控制的反应温度设置为≤35℃。
6.根据权利要求1所述的氯甲酸甲酯的精制方法，其特征在于：所述氯甲酸甲酯的精制方法步骤3中甲酯釜内的精馏温度设置为65～70℃，搅拌速率设置为500～1000r/min。
7.根据权利要求1所述的氯甲酸甲酯的精制方法，其特征在于：所述氯甲酸甲酯的精制方法步骤4中回收塔内使用的回收方式设置为两级冰水冷却回收，冰水的温度设置为0～8℃。
8.根据权利要求1所述的氯甲酸甲酯的精制方法，其特征在于：所述氯甲酸甲酯的精制方法步骤4中降膜吸收器内使用的冰冷剂设置为-20～-10℃的低温甲醇。
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