CN110467584A - 一种1,2-苯并异噻唑啉-3-酮的连续化生产方法 - Google Patents

一种1,2-苯并异噻唑啉-3-酮的连续化生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种连续化生产1,2‑苯并异噻唑啉‑3‑酮的方法，以邻氯苯腈为起始原料，通过两级管道反应器进行甲硫化和氯化反应，反应完成后经后处理得到1,2‑苯并异噻唑啉‑3‑酮。本发明解决了1,2‑苯并异噻唑啉‑3‑酮间歇式生产带来的设备多占地大、产能小、效率低、能耗高、安全系数小的弊端。提供了一种连续化生产1,2‑苯并异噻唑啉‑3‑酮的方式，从而使反应过程容易操控、减低了能耗、提高了生产效率及生产过程的安全系数，该工艺是一种是高效节能的安全生产工艺。

Description

一种1,2-苯并异噻唑啉-3-酮的连续化生产方法
技术领域
本发明涉及一种1,2-苯并异噻唑啉-3-酮的连续化生产方法，属于精细化工领域。
背景技术
工业杀菌剂是指在工业领域用以杀灭或抑制微生物生长的制剂，在工业上使用的杀菌剂、抑菌剂、防腐剂、防霉剂、灭藻剂等均称为工业杀菌剂。1,2-苯并异噻唑啉-3-酮（BIT）是重要的新型工业杀菌剂。它具有突出的抑制真菌、霉菌、细菌和藻类等微生物在有机介质中滋生的作用，其有高效、广谱、低毒、在环境中能自然降解等优点，被认为是安全无害的绿色环保产品之一。目前BIT被欧美、日本等发达国家用于乳胶漆、油品、造纸、油墨、皮革制品和水处理等领域，应用范围非常广泛。
专利CN103073518公开了一种制备BIT及其盐的方法，将硫化钠水合物在吡咯烷酮溶剂中加热除水，随后加入邻氯苯甲酰胺反应生成邻巯基苯甲酰胺，然后在碱性条件下加入双氧水进行氧化环合合成BIT。专利CN103965132公开了一种BIT的合成方法，采用邻氯苯腈与烷基硫醇钠反应生成中间体，中间体再与氯气反应生成BIT及氯代烷烃，氯代烷烃与硫氢化钠反应生成烷基硫醇钠后循环使用。专利CN102491955公开了一种合成BIT的工艺方法，邻氯苯腈首先与硫化钠反应，通过中和和萃取得邻巯基苯腈，邻巯基苯腈再与氯气进行环合反应合成BIT，最后用碱溶酸化法进行纯化。在以上公开的BIT的制备方法中，均使用了间歇式的生产工艺，这也是目前BIT的主要生产方式。
间歇式生产方式在生产量较小的情况下方便易行，但随着社会需求不断增加及化工生产的集中化趋势，间歇式生产带来的设备多占地大、产能小、效率低、能耗高、安全系数小的弊端就越来越多的体现出来。连续化反应过程易控制、耗能及人力成本少、安全系数高，是化工生产发展方向之一。专利CN105037229公开了一种3-异噻唑啉酮衍生物及其中间产物的连续式生产方法，在现有间歇式生产方法上加以改进，适当地减少了生产设备并提高了生产效率，但距离真正的连续化生产还有一定的距离。
发明内容
本发明针对现有1,2-苯并异噻唑啉-3-酮制备方法的弊端，提供了一种连续化生产1,2-苯并异噻唑啉-3-酮的方法，从而使反应过程容易操控、降低了能耗、提高了生产效率及生产过程的安全系数。
本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：一种1,2-苯并异噻唑啉-3-酮的连续化生产方法，生产过程包括如下步骤：
1）将起始原料邻氯苯腈和催化剂加入到预热系统进行混合预热；
2）预热后的邻氯苯腈与催化剂的混合物和甲硫醇钠泵入第一静态混合器，再进入甲硫化管道反应器，通过控温装置调整温度进行甲硫化反应；
3）甲硫化反应完成后，反应液经油水分离器分离后，油层、溶剂和工艺水进入第二静态混合器，然后进入氯化管道反应器，氯化管道反应器多点通入氯气，并通过控温装置调整温度进行氯化反应；
4）管道反应完成后，反应液经气液分离器分离出氯化氢和氯甲烷，再经后处理系统处理得到1,2-苯并异噻唑啉-3-酮和废弃物，废弃物进入废弃物处理系统进行处理，所有氯化氢和氯甲烷气体均进入尾气处理系统分离制备副产盐酸和副产氯甲烷。
5）上述步骤的所涉及的反应方程式如下：
进一步地，反应物在甲硫化管道反应器中的反应温度为10~100℃，优选75~90℃；反应物在氯化管道反应器的反应温度为10~90℃，优选40~55℃。
进一步地，氯气多点通入，通入点为n个，n为小于10的自然数。
进一步地，反应物在甲硫化管道反应器的停留时间为1~100分钟，优选30~60分钟。
进一步地，反应物在氯化管道反应器的停留时间为1~100分钟，优选5~25分钟。
进一步地，所述催化剂为相转移催化剂，包括：聚乙二醇400、苄基三乙基氯化铵、四丁基溴化铵、四丁基氯化铵、四丁基硫酸氢铵、环糊精、冠醚。
进一步地，氯化反应所述溶剂为乙酸乙酯、乙酸丁酯、氯苯、二氯苯、三氯甲烷、1,2-二氯乙烷、四氯乙烯。
本发明的有益效果是：实现了1,2-苯并异噻唑啉-3-酮的连续化生产，生产过程容易操控、降低了能耗、提高了生产效率及生产过程的安全系数。因此，本发明是高效节能的安全生产工艺。
附图说明
图1是生产工艺流程图。
图中：1. 预热系统，2. 甲硫醇钠储罐，3. 第一静态混合器，4. 甲硫化管道反应器，5. 甲硫化反应控温装置，6. 油水分离器，7. 溶剂储罐，8. 第二静态混合器，9. 氯化管道反应器，10.氯化反应控温装置，11. 气液分离器，12. 尾气处理系统，13. 后处理系统。
A：邻氯苯腈，B：催化剂，C：甲硫醇钠溶液，D：甲硫化反应油层，E：甲硫反应化水层，F：溶剂，G：氯气，H：工艺水，I：尾气一，J：副产盐酸，K：副产氯甲烷，L：氯化反应液，M：尾气二，N：废弃物，O：1,2-苯并异噻唑啉-3-酮；
其中：预热系统将固体原料分散于液体原料中并预热；静态混合器为多相反应进行有效混合；管道反应器内设有多孔挡板，可有效的进行搅动和混合。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步解释说明。
实施例1：BIT的制备
将邻氯苯腈和四丁基溴化铵100：0.2（w/w）的比例连续投入到混合预热系统，将混合液预热到70~75℃。混合液与预热至70~75℃的20%甲硫醇钠溶液按1：3（w/w）的进料速度比经第一静态混合器送入甲硫化管道反应器进行反应，反应温度控制在75~80℃，停留时间为40分钟。甲硫化反应液经油水分离器分离油层和水层，油层、氯苯和工艺水按一定比例混合后进入氯化管道反应器，在氯化管道反应器多点通入氯气，反应温度控制在50~55℃，停留时间为15分钟。从管道反应器出来的反应液经气液分离后，进入后处理系统，经后处理过程得到85%含量的BIT粉状固体，收率92%，纯度>99%（液相归一法）。工艺过程中产生的所有氯化氢和氯甲烷气体进入尾气处理系统制备副产盐酸和副产氯甲烷。
实施例2：BIT的制备
将邻氯苯腈和苄基三乙基氯化铵100：0.5（w/w）的比例连续投入到混合预热系统，将混合液预热到60~65℃。混合液与预热至60~65℃的20%甲硫醇钠溶液按1：3（w/w）的进料速度比经第一静态混合器送入甲硫化管道反应器进行反应，反应温度控制在65~70℃，停留时间为50分钟。甲硫化反应液经油水分离器分离油层和水层，油层、乙酸乙酯和工艺水按一定比例混合后进入氯化管道反应器，在氯化管道反应器多点通入氯气，反应温度控制在40~45℃，停留时间为10分钟。从管道反应器出来的反应液经气液分离后，进入后处理系统，经后处理过程得到85%含量的BIT粉状固体，收率89%，纯度>99%（液相归一法）。工艺过程中产生的所有氯化氢和氯甲烷气体进入尾气处理系统制备副产盐酸和副产氯甲烷。
实施例3：BIT的制备
将邻氯苯腈和苄基三乙基氯化铵100：0.4（w/w）的比例连续投入到混合预热系统，将混合液预热到80~85℃。混合液与预热至80~85℃的20%甲硫醇钠溶液按1：3（w/w）的进料速度比经第一静态混合器送入甲硫化管道反应器进行反应，反应温度控制在85~90℃，停留时间为30分钟。甲硫化反应液经油水分离器分离油层和水层，油层、氯仿和工艺水按一定比例混合后进入氯化管道反应器，在氯化管道反应器多点通入氯气，反应温度控制在50~55℃，停留时间为20分钟。从管道反应器出来的反应液经气液分离后，进入后处理系统，经后处理过程得到85%含量的BIT粉状固体，收率85%，纯度>99%（液相归一法）。工艺过程中产生的所有氯化氢和氯甲烷气体进入尾气处理系统制备副产盐酸和副产氯甲烷。
实施例4：BIT的制备
将邻氯苯腈和四丁基硫酸氢铵100：0.2（w/w）的比例连续投入到混合预热系统，将混合液预热到75~80℃。混合液与预热至75~80℃的20%甲硫醇钠溶液按1：3（w/w）的进料速度比经第一静态混合器送入甲硫化管道反应器进行反应，反应温度控制在80~85℃，停留时间为45分钟。甲硫化反应液经油水分离器分离油层和水层，油层、四氯乙烯和工艺水按一定比例混合后进入氯化管道反应器，在氯化管道反应器多点通入氯气，反应温度控制在65~70℃，停留时间为10分钟。从管道反应器出来的反应液经气液分离后，进入后处理系统，经后处理过程得到85%含量的BIT粉状固体，收率89%，纯度>99%（液相归一法）。工艺过程中产生的所有氯化氢和氯甲烷气体进入尾气处理系统制备副产盐酸和副产氯甲烷。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种1,2-苯并异噻唑啉-3-酮的连续化生产方法，其特征在于以邻氯苯腈为原料，在催化剂作用下与甲硫醇钠反应，再经氯化反应得到1,2-苯并异噻唑啉-3-酮，反应设备为两级管道反应器，具体方法是：
（1）将起始原料邻氯苯腈和催化剂加入到预热系统进行预热；
（2）预热后的邻氯苯腈和催化剂混合物与甲硫醇钠泵入第一静态混合器，再进入甲硫化管道反应器，通过控温装置调整温度进行甲硫化反应；
（3）反应液经油水分离器分离，油层、溶剂和水进入第二静态混合器混合后进入氯化管道反应器，在氯化管道反应器多点通入氯气，通过控温装置调整温度进行氯化反应；
（4）管道反应完成后，反应液经气液分离器分离后再经后处理系统处理得到1,2-苯并异噻唑啉-3-酮和废弃物，废弃物进入废弃物处理系统进行处理。
2.根据权利要求1所述的1,2-苯并异噻唑啉-3-酮的连续化生产方法，其特征在于，反应物在甲硫化管道反应器中的反应温度为10~100℃；反应物在氯化管道反应器的反应温度为10~90℃。
3.根据权利要求2所述的1,2-苯并异噻唑啉-3-酮的连续化生产方法，其特征在于，反应物在甲硫化管道反应器中的反应温度为75~90℃；反应物在氯化管道反应器的反应温度为40~55℃。
4.根据权利要求1所述的1,2-苯并异噻唑啉-3-酮的连续化生产方法，其特征在于，氯气多点通入，通入点为n个，n为小于10的自然数。
5.根据权利要求1所述的1,2-苯并异噻唑啉-3-酮的连续化生产方法，其特征在于，反应物在甲硫化管道反应器的停留时间为1~100分钟。
6.根据权利要求5所述的1,2-苯并异噻唑啉-3-酮的连续化生产方法，其特征在于，反应物在甲硫化管道反应器的停留时间为30~60分钟。
7.根据权利要求1所述的1,2-苯并异噻唑啉-3-酮的连续化生产方法，其特征在于，反应物在氯化管道反应器的停留时间为1~100分钟。
8.根据权利要求1所述的1,2-苯并异噻唑啉-3-酮的连续化生产方法，其特征在于，反应物在氯化管道反应器的停留时间为5~25分钟。
9.根据权利要求1所述的1,2-苯并异噻唑啉-3-酮的连续化生产方法，其特征在于，所述催化剂为相转移催化剂，包括：聚乙二醇400、苄基三乙基氯化铵、四丁基溴化铵、四丁基氯化铵、四丁基硫酸氢铵、环糊精、冠醚。
10.根据权利要求1所述的1,2-苯并异噻唑啉-3-酮的连续化生产方法，其特征在于，氯化反应所述溶剂为乙酸乙酯、乙酸丁酯、氯苯、二氯苯、三氯甲烷、1,2-二氯乙烷、四氯乙烯。
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