CN107652244A - 三聚氯氰的制备方法 - Google Patents

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王廷伟
孙振民
李建明
宋帅
陈苏昌
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    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
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    • C07D251/02—Heterocyclic compounds containing 1,3,5-triazine rings not condensed with other rings
    • C07D251/12—Heterocyclic compounds containing 1,3,5-triazine rings not condensed with other rings having three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members
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Abstract

本发明提出了一种三聚氯氰的制备方法，包括以下步骤：1)将氰化氢与氯气在混合器中充分混合后进入氯化反应器中进行氯化反应，反应温度为320～420℃，得到氯化反应产物；2)将氯化反应产物经过净化器处理后立即进入聚合反应器中进行聚合，反应温度为270～290℃，其产物经过干燥、冷风冷却结晶得到三聚氯氰；其中，所述聚合反应器中含以负载二硫化钼‑亚铁氯化铜的活性炭作为催化剂，所述活性炭是以椰壳为原料制备得到，所述活性炭的有效孔体积为0.32～0.45ml/g。该制备方法降低了聚合反应温度，并且提高了聚合转化率。

Description

三聚氯氰的制备方法
技术领域
本发明属于有机氯化物制备技术领域，具体涉及一种三聚氯氰的制备方法。
背景技术
三聚氯氰，化学名2，4，6-三氯-1，3，5-三嗪，分子式C3N3Cl3。作为一种重要的化学中间体已被广泛应用于化工领域，是许多农药、除草剂、活性染料和荧光增白剂的重要原料。同时，也可用于生产氮肥增效剂、表面活性剂、增塑剂、稳定剂、橡胶硫化促进剂、聚合物发泡剂、树脂固定剂、聚合催化剂、防火剂、照相感光剂、粘合剂、氰醛树脂、反向渗透膜、稳定性火药和多种药物。
工业上常用氰化钠法生产三聚氯氰。氰化钠水溶液同氯气按比例混合进入氯氰反应器，在95-100℃下生成氯氰单体。经第一冷却器和第一分离器冷却脱水，再经第二冷却器和第二分离器冷却脱水后进人干燥器，进一步脱水干燥，然后将干燥氯氰送入聚合反应器。在380℃，催化剂存在下，生成气态三聚氯氰，在0-5℃的冷气(冷载体为-20℃的冷冻盐水)下冷却结晶，生成粉末状固体三聚氯氰。该方法产生大量含盐废水，环保压力大，生产成本高。
为避免含盐废水的产生，改进的方法是氢氰酸法，以德固赛工艺为代表。将经过充分干燥的氰化氢和氯气按比例混合预热进入聚合器，采用活性炭(或硅胶、沸石)为载体的氯化铜或亚铁氯化铜为催化剂，控制反应温度380℃的气相条件下进行聚合反应，聚合后的产物经过干燥、冷风冷却结晶得到产品。这种方法省却了氯氰精制工序，从而简化了设备，缩短了反应周期，同时副产HCl(或盐酸)。但该法也存在一些缺点，如生产温度高、存在一定危险、产品质量有待提高等，且对氢氰酸和氯气的含水量均有要求，导致原料成本较高。另外，副产的HCl(或盐酸)由于含有剧毒成分，必须净化处理才能使用，又增加了成本。
发明内容
本发明提出一种三聚氯氰的制备方法，该制备方法降低了聚合反应温度，并且提高了聚合转化率。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种三聚氯氰的制备方法，包括以下步骤：
1)将氰化氢与氯气在混合器中充分混合后进入氯化反应器中进行氯化反应，反应温度为320～420℃，得到氯化反应产物；
2)将氯化反应产物经过净化器处理后立即进入聚合反应器中进行聚合，反应温度为270～290℃，其产物经过干燥、冷风冷却结晶得到三聚氯氰；
其中，所述聚合反应器中含以负载二硫化钼-亚铁氯化铜的活性炭作为催化剂，所述活性炭是以椰壳为原料制备得到，所述活性炭的有效孔体积为0.32～0.45ml/g。
优选地，所述净化器为固定床，采用常压变温吸附脱附技术，吸附剂为氯气吸附剂。
优选地，所述氰化氢与所述氯气的摩尔比为1:1.1～1.3。
本发明的有益效果：
1、本发明将氯化反应后的产物先经过净化器处理，一方面可以有效去除反应产物中的水分，另一方面可以将未反应完全的氯气，其中反应产物中的氯化氢气体进入聚合反应时，不仅可以作为稀释剂减缓聚合反应的激烈程度，同时还催化剂协同配合促进聚合反应的进行。
2、本发明的聚合反应器中以负载二硫化钼-亚铁氯化铜的活性炭作为催化剂，该催化剂是发明人通过大量实验发现其可以有效降低聚合反应温度，仅需270～290℃就能实现聚合，而无需传统的380℃。活性炭的有效孔体积为0.32～0.45ml/g可以大大延长催化剂的使用寿命。
具体实施方式
实施例1
一种三聚氯氰的制备方法，包括以下步骤：
1)将氰化氢与氯气(氰化氢与所述氯气的摩尔比为1:1.2)在混合器中充分混合后进入氯化反应器中进行氯化反应，反应温度为320℃，得到氯化反应产物；
2)将氯化反应产物经过净化器处理后立即进入聚合反应器中进行聚合，反应温度为270℃，其产物经过干燥、冷风冷却结晶得到三聚氯氰；
其中，聚合反应器中含以负载二硫化钼-亚铁氯化铜的活性炭作为催化剂，活性炭是以椰壳为原料制备得到，活性炭的有效孔体积为0.32ml/g。净化器为固定床，采用常压变温吸附脱附技术，吸附剂为氯气吸附剂。
实施例2
一种三聚氯氰的制备方法，包括以下步骤：
1)将氰化氢与氯气(氰化氢与所述氯气的摩尔比为1:1.15)在混合器中充分混合后进入氯化反应器中进行氯化反应，反应温度为390℃，得到氯化反应产物；
2)将氯化反应产物经过净化器处理后立即进入聚合反应器中进行聚合，反应温度为280℃，其产物经过干燥、冷风冷却结晶得到三聚氯氰；
其中，聚合反应器中含以负载二硫化钼-亚铁氯化铜的活性炭作为催化剂，活性炭是以椰壳为原料制备得到，活性炭的有效孔体积为0.36ml/g。净化器为固定床，采用常压变温吸附脱附技术，吸附剂为氯气吸附剂。
实施例3
一种三聚氯氰的制备方法，包括以下步骤：
1)将氰化氢与氯气(氰化氢与所述氯气的摩尔比为1:1.24)在混合器中充分混合后进入氯化反应器中进行氯化反应，反应温度为400℃，得到氯化反应产物；
2)将氯化反应产物经过净化器处理后立即进入聚合反应器中进行聚合，反应温度为270℃，其产物经过干燥、冷风冷却结晶得到三聚氯氰；
其中，聚合反应器中含以负载二硫化钼-亚铁氯化铜的活性炭作为催化剂，活性炭是以椰壳为原料制备得到，活性炭的有效孔体积为0.42ml/g。净化器为固定床，采用常压变温吸附脱附技术，吸附剂为氯气吸附剂。
实施例4
一种三聚氯氰的制备方法，包括以下步骤：
1)将氰化氢与氯气(氰化氢与所述氯气的摩尔比为1:1.3)在混合器中充分混合后进入氯化反应器中进行氯化反应，反应温度为360℃，得到氯化反应产物；
2)将氯化反应产物经过净化器处理后立即进入聚合反应器中进行聚合，反应温度为280℃，其产物经过干燥、冷风冷却结晶得到三聚氯氰；
其中，聚合反应器中含以负载二硫化钼-亚铁氯化铜的活性炭作为催化剂，活性炭是以椰壳为原料制备得到，活性炭的有效孔体积为0.45ml/g。净化器为固定床，采用常压变温吸附脱附技术，吸附剂为氯气吸附剂。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种三聚氯氰的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将氰化氢与氯气在混合器中充分混合后进入氯化反应器中进行氯化反应，反应温度为320～420℃，得到氯化反应产物；
2)将氯化反应产物经过净化器处理后立即进入聚合反应器中进行聚合，反应温度为270～290℃，其产物经过干燥、冷风冷却结晶得到三聚氯氰；
其中，所述聚合反应器中含以负载二硫化钼-亚铁氯化铜的活性炭作为催化剂，所述活性炭是以椰壳为原料制备得到，所述活性炭的有效孔体积为0.32～0.45ml/g。
2.根据权利要求1所述的三聚氯氰的制备方法，其特征在于，所述净化器为固定床，采用常压变温吸附脱附技术，吸附剂为氯气吸附剂。
3.根据权利要求1所述的三聚氯氰的制备方法，其特征在于，所述氰化氢与所述氯气的摩尔比为1:1.1～1.3。
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