CN109593051B - 一种百菌清原料间苯二甲腈的精制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种百菌清原料间苯二甲腈的精制方法,所述精制方法按照以下步骤进行:在带回流冷凝器和尾气吸收塔的精制釜中加入间苯二甲腈和溶剂;加入脱水剂脱水反应;降温,滴加水淬灭反应,有机相再加入洗水搅拌分液,有机相加入水,升温共沸蒸馏,将间苯二甲腈和水的悬浮液经固液分离,间苯二甲腈烘干。本发明所提出的精制方法有以下优势:1)工艺条件温和、不需要高温高真空、不堵塞设备,能量消耗少2)直接将杂质转化为产品,既避免了精制后产生固体危废,又增加了产品数量,经济效益高。
Description
技术领域
本发明涉及农药领域,具体来说涉及到一种百菌清原料间苯二甲腈的精制方法。
背景技术
百菌清,即四氯间苯二甲腈,是一种广谱、低毒、低残留、保护性农林用杀菌剂, 具有预防和治理双重作用,持效期长而且稳定,可用于麦类、水稻、蔬菜、果树、花生、茶叶等作物;在工业上可用作涂料、电器、皮革、纸张、布料等物的防霉剂。工业上以间苯二甲腈为原料,氯气为氯化剂,以负载型催化剂催化,在固定床和流动床等反应器上高温气相反应,反应完毕后进入捕集器凝华得到百菌清产品。
间苯二甲腈在工业上以间二甲苯为原料,在催化剂催化下,与氨气和氧气进行氨氧化反应得到,反应完毕后以水喷淋冷凝捕集。由于设备效率、催化剂活性、产品捕集等各方面因素影响,所得到的间苯二甲腈含有较多的单酰胺(间氰基苯甲酰胺)或双酰胺(间苯二甲酰胺)杂质。过多的酰胺又会导致下游产品百菌清在生产过程中残渣较多。并且由于酰胺相对于氰基来说更容易从苯环上脱离,脱离后随即发生氯化,导致百菌清中的主要控制单杂六氯苯含量较高。
CN201510958342.9采用一种蒸馏的方法来精制,将间苯二甲腈粗品在蒸馏釜中高温熔化和蒸馏,蒸馏出的精制品再经冷凝和切片。蒸馏前间氰基苯甲酰胺含量为1.46~1.50%, 蒸馏后减少至0.19~0.27%,酰胺杂质大大减少,间苯二甲腈从96%提高到99%以上。但此方法存在明显缺点:1)由于间苯二甲腈的沸点高达288℃,蒸馏需要较高的温度和真空度,蒸馏温度最高到250℃以上,由于间苯二甲腈的熔点为163-165℃,蒸馏过程中又极易发生物料凝固而堵塞管道,设备需要经常疏通和清洗,造成生产效率较低。2)蒸馏完毕后产生的固体残余物为酰胺类杂质、残余的间苯二甲腈、以及高温蒸馏过程中间苯二甲腈分解所产生的杂质的混合物,无法进行回收利用,只能做危废处理、既污染了环境、又增加了物料消耗。
除了蒸馏法,间苯二甲腈也可以通过重结晶法来精制,但是重结晶法和蒸馏法一样也属于物理方法,没有将间苯二甲腈中的主要杂质间氰基苯甲酰胺和间苯二甲酰胺通过化学反应转变为间苯二甲腈,精制完毕回收溶剂后产生的固体釜残为氰基苯甲酰胺、间苯二甲酰胺、残余的间苯二甲腈及其它微量杂质作为危废处理,在清洁生产和节约成本方面来说并不是最佳。
发明内容
本发明的目的是提供一种百菌清原料间苯二甲腈的精制方法,具有精制效率高、副产少、工艺条件相对温和的特点。
本发明解决上述问题所采用的技术方案为:一种用于百菌清原料间苯二甲腈的精制方法,所述的反应式如下:
所述的步骤如下:
步骤1 在带回流冷凝器和尾气吸收塔的精制釜中加入间苯二甲腈和溶剂。
步骤2 加入脱水剂,升温至20-120℃,脱水反应1~10小时。
步骤3 降温至0~10℃,滴加水淬灭反应,搅拌0.5~1小时后分液,水相去三废处理。
步骤4 有机相再加入洗水搅拌0.5~1小时后分液,水相套用到步骤3中用于淬灭反应。
步骤5 有机相加入水,升温共沸蒸馏,蒸出液分液后水相套用到步骤5中再用于共沸蒸馏,有机相回收干燥后套用到步骤1。
步骤6 将间苯二甲腈和水的悬浮液经固液分离,间苯二甲腈烘干,水套用到步骤5中再用于共沸蒸馏。
所述步骤1中,间苯二甲腈含量为94~98%,单酰胺1~4%,双酰胺0.1~1.0%。典型地,间苯二甲腈含量为96~97%,单酰胺1~2%,双酰胺0.3~0.8%。
所述步骤1中,所用的溶剂为非水溶性且比重比水小的芳烃类或醚类,优选地为甲苯、氯苯、二甲苯、甲基叔丁基醚、2-甲基四氢呋喃、正丙醚、异丙醚或正丁醚的一种。
所述步骤1中,溶剂和间苯二甲腈的质量比为2~10:1,优选地,为2~4:1.
所述步骤2中,选用的脱水剂为无机或有机的酰氯或酸酐,优选地为氯化亚砜、磺酰氯、草酰氯、三氯氧磷、五氯化磷、三氟乙酸酐、三氟甲磺酸酐、甲基磺酰氯的一种。
所述步骤2中,所用的脱水剂加入量为间苯二甲腈质量分数的2~10%,优选地,为3~7%。
所述步骤2中,脱水反应温度为20~120℃,优选地,为40-100℃
所述步骤2中,脱水反应时间为1~10小时,优选地,为3~6小时。
所述步骤3中,加入的淬灭水和间苯二甲腈的质量比为0.5~5:1,优选地为0.5~1:1。
所述步骤4中,加入的洗水和间苯二甲腈的质量比为0.5~5:1,优选地为0.5~1:1
所述步骤5中,加入的共沸水和间苯二甲腈的质量比为1~10:1,优选地为3~5:1
所述步骤6中,过滤方式为任意一种或几种工业上或实验室通用的过滤方式,优选地为先经板框压滤然后离心分离的组合方式。
与现有技术相比,本发明的优点在于:
与蒸馏法和重结晶法相比,本发明所提出的用化学脱水剂进行化学反应将酰胺类杂质直接转化为产品的方法以下优势:1)工艺条件温和、不需要高温高真空、不堵塞设备,能量消耗少2)直接将杂质转化为产品,既避免了精制后产生固体危废,又增加了产品数量,经济效益高。
综上,本发明不需要高温高真空蒸馏,只需要在将间苯二甲腈溶解后中加入少量的化学脱水剂和酰胺类杂质反应,使其转化为间苯二甲腈,从而既减少了杂质,又提高了间苯二甲腈产量。具有精制效率高、副产少、工艺条件相对温和的特点。与蒸馏法和重结晶法相比,本发明不产生有机固体残渣,收率高。
具体实施方式
下面结合具体实施例,进一步阐述本发明。应理解,这些实施例仅用于说明本发明,而不用于限制本发明的范围。在不背离本发明的技术解决方案的前提下,对本发明所作的本领域普通技术人员容易实现的任何改动都将落入本发明的权利要求范围之内。
实施例1
在装有回流冷凝器和尾气吸收塔的20L玻璃反应釜中投入2000g间苯二甲腈粗品和4000g甲苯,加热至80℃,滴加107g氯化亚砜,反应5h小时,尾气用水和液碱两级吸收塔吸收,冷却至10℃,慢慢加入500g水淬灭反应,搅拌0.5小时,分液,下层水去三废处理,上层有机相再加入500g水洗涤后分液,水相套用于淬灭反应。有机相中再加入6000g水,升温共沸蒸馏至100℃。蒸馏液分层,有机相用无水硫酸钠干燥后套用,水相套用于共沸蒸馏,蒸馏完毕后冷却至室温,过滤,离心,滤液套用于共沸蒸馏,滤饼经真空减压加热干燥得到1955g间苯二甲腈精制品。间苯二甲腈GC检测:精制前96.8%,单酰胺1.56%,双酰胺0.58%。精制后99.4%, 单酰胺0.13%,双酰胺0.05%。
实施例2
在装有回流冷凝器和尾气吸收塔的20L玻璃反应釜中投入2000g间苯二甲腈粗品和4000g甲苯,加热至80℃,滴加121g磺酰氯,反应5h小时,尾气用水和液碱两级吸收塔吸收,冷却至10℃,慢慢加入500g水淬灭反应,搅拌0.5小时,分液,下层水去三废处理,上层有机相再加入500g水洗涤后分液,水相套用于淬灭反应。有机相中再加入6000g水,升温共沸蒸馏至100℃。蒸馏液分层,有机相用无水硫酸钠干燥后套用,水相套用于共沸蒸馏,蒸馏完毕后冷却至室温,过滤,离心,滤液套用于共沸蒸馏,滤饼经真空减压加热干燥得到1960g间苯二甲腈精制品。间苯二甲腈GC检测:精制前96.8%,单酰胺1.56%,双酰胺0.58%。精制后99.3%, 单酰胺0.18%,双酰胺0.04%。
实施例3
在装有回流冷凝器和尾气吸收塔的20L玻璃反应釜中投入2000g间苯二甲腈粗品和4000g氯苯,加热至80℃,滴加114g草酰氯,反应5h小时,尾气用水和液碱两级吸收塔吸收,冷却至10℃,慢慢加入500g水淬灭反应,搅拌0.5小时,分液,下层水去三废处理,上层有机相再加入500g水洗涤后分液,水相套用于淬灭反应。有机相中再加入6000g水,升温共沸蒸馏至100℃。蒸馏液分层,有机相用无水硫酸钠干燥后套用,水相套用于共沸蒸馏,蒸馏完毕后冷却至室温,过滤,离心,滤液套用于共沸蒸馏,滤饼经真空减压加热干燥得到1953g间苯二甲腈精制品。间苯二甲腈GC检测:精制前96.8%,单酰胺1.56%,双酰胺0.58%。精制后99.3%, 单酰胺0.15%,双酰胺0.05%。
实施例4
在装有回流冷凝器和尾气吸收塔的20L玻璃反应釜中投入2000g间苯二甲腈粗品和4000g二甲苯,加热至100℃,滴加46g三氯氧磷,反应6h小时,尾气用水和液碱两级吸收塔吸收,冷却至10℃,慢慢加入500g水淬灭反应,搅拌0.5小时,分液,下层水去三废处理,上层有机相再加入500g水洗涤后分液,水相套用于淬灭反应。有机相中再加入6000g水,升温共沸蒸馏至100℃。蒸馏液分层,有机相用无水硫酸钠干燥后套用,水相套用于共沸蒸馏,蒸馏完毕后冷却至室温,过滤,离心,滤液套用于共沸蒸馏,滤饼经真空减压加热干燥得到1948g间苯二甲腈精制品。间苯二甲腈GC检测:精制前96.8%,单酰胺1.56%,双酰胺0.58%。精制后99.5%, 单酰胺0.10%,双酰胺0.05%。
实施例5
在装有回流冷凝器和尾气吸收塔的20L玻璃反应釜中投入2000g间苯二甲腈粗品和4000g二甲苯,加热至100℃,滴加51g五氯化磷,反应6h小时,尾气用水和液碱两级吸收塔吸收,冷却至10℃,慢慢加入500g水淬灭反应,搅拌0.5小时,分液,下层水去三废处理,上层有机相再加入500g水洗涤后分液,水相套用于淬灭反应。有机相中再加入6000g水,升温共沸蒸馏至100℃。蒸馏液分层,有机相用无水硫酸钠干燥后套用,水相套用于共沸蒸馏,蒸馏完毕后冷却至室温,过滤,离心,滤液套用于共沸蒸馏,滤饼经真空减压加热干燥得到1950g间苯二甲腈精制品。间苯二甲腈GC检测:精制前96.8%,单酰胺1.56%,双酰胺0.58%。精制后99.2%, 单酰胺0.16%,双酰胺0.06%。
实施例6
在装有回流冷凝器和尾气吸收塔的20L玻璃反应釜中投入2000g间苯二甲腈粗品和4000g甲基叔丁基醚,加热至50℃,滴加94g三氟乙酸酐,反应5h小时,尾气用水和液碱两级吸收塔吸收,冷却至10℃,慢慢加入500g水淬灭反应,搅拌0.5小时,分液,下层水去三废处理,上层有机相再加入500g水洗涤后分液,水相套用于淬灭反应。有机相中再加入5000g水,升温共沸蒸馏至100℃。蒸馏液分层,有机相用无水硫酸钠干燥后套用,水相套用于共沸蒸馏,蒸馏完毕后冷却至室温,过滤,离心,滤液套用于共沸蒸馏,滤饼经真空减压加热干燥得到1964g间苯二甲腈精制品。间苯二甲腈GC检测:精制前96.8%,单酰胺1.56%,双酰胺0.58%。精制后99.2%, 单酰胺0.12%,双酰胺0.07%。
实施例7
在装有回流冷凝器和尾气吸收塔的20L玻璃反应釜中投入2000g间苯二甲腈粗品和4000g正丙醚,加热至80℃,滴加127g三氟甲磺酸酐,反应5h小时,尾气用水和液碱两级吸收塔吸收,冷却至10℃,慢慢加入500g水淬灭反应,搅拌0.5小时,分液,下层水去三废处理,上层有机相再加入500g水洗涤后分液,水相套用于淬灭反应。有机相中再加入6000g水,升温共沸蒸馏至100℃。蒸馏液分层,有机相用无水硫酸钠干燥后套用,水相套用于共沸蒸馏,蒸馏完毕后冷却至室温,过滤,离心,滤液套用于共沸蒸馏,滤饼经真空减压加热干燥得到1963g间苯二甲腈精制品。间苯二甲腈GC检测:精制前96.8%,单酰胺1.56%,双酰胺0.58%。精制后99.3%, 单酰胺0.17%,双酰胺0.11%。
实施例8
在装有回流冷凝器和尾气吸收塔的20L玻璃反应釜中投入2000g间苯二甲腈粗品和4000g正丁醚,加热至80℃,滴加103g甲基磺酰氯,反应5h小时,尾气用水和液碱两级吸收塔吸收,冷却至10℃,慢慢加入500g水淬灭反应,搅拌0.5小时,分液,下层水去三废处理,上层有机相再加入500g水洗涤后分液,水相套用于淬灭反应。有机相中再加入8000g水,升温共沸蒸馏至100℃。蒸馏液分层,有机相用无水硫酸钠干燥后套用,水相套用于共沸蒸馏,蒸馏完毕后冷却至室温,过滤,离心,滤液套用于共沸蒸馏,滤饼经真空减压加热干燥得到1958g间苯二甲腈精制品。间苯二甲腈GC检测:精制前96.8%,单酰胺1.56%,双酰胺0.58%。精制后99.1%, 单酰胺0.20%,双酰胺0.12%。
除上述实施例外,本发明还包括有其他实施方式,凡采用等同变换或者等效替换方式形成的技术方案,均应落入本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种用于百菌清原料间苯二甲腈的精制方法,其特征在于,按照如下的步骤进行:
步骤1、在带回流冷凝器和尾气吸收塔的精制釜中加入间苯二甲腈粗品和溶剂;
步骤2、加入脱水剂,升温至20-120℃,脱水反应1~10小时;
步骤3、降温至0~10℃,滴加水淬灭反应,搅拌0.5~1小时后分液,水相去三废处理;
步骤4、步骤3淬灭反应后的有机相再加入洗水搅拌0.5~1小时后分液,水相套用到步骤3中用于淬灭反应;
步骤5、步骤4淬灭反应后的有机相加入水,升温共沸蒸馏,蒸出液分液后水相套用到步骤5中再用于共沸蒸馏,有机相回收干燥后套用到步骤1;
步骤6、将步骤5共沸蒸馏后剩余的间苯二甲腈和水的悬浮液经固液分离,间苯二甲腈烘干,水套用到步骤5中再用于共沸蒸馏;
其中,步骤2中,间苯二甲腈粗品中酰胺类杂质在脱水剂的作用下按如下所述的反应方程式进行精制:
步骤1中,溶剂和间苯二甲腈粗品的质量比为2~10:1;
步骤3中,加入的淬灭水和间苯二甲腈粗品的质量比为0.5~5:1;
步骤4中,加入的洗水和间苯二甲腈粗品的质量比为0.5~5:1;
步骤5中,加入的共沸水和间苯二甲腈粗品的质量比为1~10:1;
所述溶剂为甲苯、氯苯、二甲苯、甲基叔丁基醚、2-甲基四氢呋喃、正丙醚、异丙醚或正丁醚的一种。
2.根据权利要求1所述的用于百菌清原料间苯二甲腈的精制方法,其特征在于,所用脱水剂为无机或有机的酰氯或酸酐。
3.根据权利要求2所述的用于百菌清原料间苯二甲腈的精制方法,其特征在于,所述脱水剂为氯化亚砜、磺酰氯、草酰氯、三氯氧磷、五氯化磷、三氟乙酸酐、三氟甲磺酸酐、甲基磺酰氯的一种。
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PB01 | Publication | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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