專利名稱：芐基氯的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及精細(xì)化工，特別是芐基氯的生產(chǎn)方法。
芐基氯(分子式C6H5CH2Cl)為醫(yī)藥、染料、農(nóng)藥及有機合成所需的中間體，在醫(yī)藥上用以合成苯乙酸，最終合成青霉素，它也可用于合成鹽酸苯海拉明、苯扎溴胺、益康唑、強勁松、芐酚寧、苯乙酰胺等藥品，需用量很大；農(nóng)藥上用于生產(chǎn)稻瘟淨(jìng)，染料上用于生產(chǎn)分散劑CNF、溶解鹽B、分散黃S-RFL、高溫勻染劑A-10等產(chǎn)品；其它有機產(chǎn)品如表面活性劑潔爾滅的合成，芐酯類增塑劑生產(chǎn)都需要芐基氯作為原料中間體。但是，目前生產(chǎn)芐基氯都是以甲苯與氯氣為原料，在催化條件下生成含有芐基氯及其它反應(yīng)產(chǎn)物的混合物，然后再進行精餾分離，生產(chǎn)過程為間歇生產(chǎn)或半連續(xù)生產(chǎn)。由于生產(chǎn)技術(shù)落后，在生產(chǎn)芐基氯的過程中產(chǎn)生大量二氯芐、三氯芐及焦油組成的混合物，給芐基氯的分離帶來了困難，使生產(chǎn)過程復(fù)雜，原料的單耗高，芐基氯的含量低，一般含量僅達97％。生產(chǎn)規(guī)模小，生產(chǎn)成本高。
本發(fā)明的目的是提供一種使生產(chǎn)過程連續(xù)，芐基氯含量高，生產(chǎn)成本低的芐基氯的生產(chǎn)方法。
實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是應(yīng)用甲苯與氯氣在光催化條件下，通過光照反應(yīng)段進行氯化反應(yīng)，提餾段精餾提純的氯化精餾工藝生產(chǎn)芐基氯，原料甲苯與氯氣連續(xù)進料，產(chǎn)品芐基氯連續(xù)出料。
實現(xiàn)本發(fā)明目的的主要裝置是由塔釜、提餾段、光照反應(yīng)段組成的氯化精餾塔，甲苯進口管位置在光照反應(yīng)段的上部，芐基氯出料管位置在塔釜，氯氣進料管位置在提餾段，氯化精餾塔中的填料以透明材料制成。
本發(fā)明的反應(yīng)原理如下所述；甲苯與氯氣的反應(yīng)方程式為在上述連串氯化反應(yīng)中存在三級反應(yīng)，而只有第一級反應(yīng)(1)的反應(yīng)產(chǎn)物芐基氯才是本發(fā)明所需的產(chǎn)物。為此，如果不對反應(yīng)過程進行控制，甲苯與氯氣的反應(yīng)將繼續(xù)進行下去，生成第二級反應(yīng)(2)的反應(yīng)產(chǎn)物二氯化芐和第三級反應(yīng)(3)的反應(yīng)產(chǎn)物三氯化芐，形成含有甲苯、芐基氯、二氯化芐、三氯化芐等多種組分的復(fù)雜混合物，給后續(xù)分離、提純芐基氯帶來極大的困難?，F(xiàn)有的工業(yè)技術(shù)是間歇氯化反應(yīng)、間歇精餾分離相結(jié)合的工藝，當(dāng)甲苯與氯氣的反應(yīng)至轉(zhuǎn)化率達60％左右停止反應(yīng)，將反應(yīng)的混合物多次精餾，分離出芐基氯。但是，當(dāng)轉(zhuǎn)化率達60％時，其中二氯化芐、三氯化芐的含量已經(jīng)較高，其在精餾得到的芐基氯產(chǎn)品中的含量也高，使產(chǎn)品芐基氯的含量也只能達到97％左右，如果再進一步的提純需要增加設(shè)備、提高操作成本和原料消耗、使產(chǎn)品成本大幅度提高。如果控制較低轉(zhuǎn)化率，可控制二氯化芐、三氯化芐的生成，但是增加了精餾分離芐基氯的負(fù)荷，使生產(chǎn)能力受到影響，使生產(chǎn)成本大幅度提高。為了提高產(chǎn)品的純度，并降低生產(chǎn)成本，本發(fā)明采用現(xiàn)代反應(yīng)精餾技術(shù)應(yīng)用于芐基氯的生產(chǎn)，即以氯化精餾合成法生產(chǎn)芐基氯。它是反應(yīng)精餾技術(shù)新的延伸和發(fā)展。與一般反應(yīng)精餾技術(shù)應(yīng)用于酯化反應(yīng)、醚化反應(yīng)等過程不同，氯化精餾合或法合成芐基氯的過程中，產(chǎn)品是較難揮發(fā)的組份，產(chǎn)物芐基氯只能從塔釜出料，這給反應(yīng)精餾塔設(shè)計和過程控制帶來了更大的難度。作為氯化精餾的主要設(shè)備氯化精餾塔，將氯化反應(yīng)和精餾兩種單元操作結(jié)合在一起，它由塔釜、提餾段、光照反應(yīng)段等部分組成，芐基氯從塔釜出料，氯氣在光照反應(yīng)段以下的提餾段進料，甲苯在光照反應(yīng)段的上部進料。
由于甲苯與氯氣的氯化反應(yīng)為氣、液非均相反應(yīng)，為了獲得較好的氣相分布效果和較大的氣液接觸面積，以促進反應(yīng)的進行，采用填料型反應(yīng)精餾塔，為了使反應(yīng)區(qū)域獲得較好的光照深度和均一性，填料采用透明材料制作，例如，玻璃、透明塑料、石英等。為了有效地控制氯化精餾的反應(yīng)過程，可通過調(diào)整光源位置及氯氣進料管的位置來控制塔中反應(yīng)段位置，氯氣進料管的管數(shù)為1～6個。
為了控制甲苯與氯氣反應(yīng)中的第二級與第三級反應(yīng)，必須對第一級反應(yīng)的產(chǎn)物芐基氯的濃度進行控制，芐基氯的濃度越高，第二級、第三級反應(yīng)產(chǎn)物二氯化芐、三氯化芐的濃度也越高，芐基氯的濃度越低，則二氯化芐、三氯化芐的濃度也低，為了使塔釜中芐基氯的含量在99％以上，經(jīng)反應(yīng)動力學(xué)的計算及具體實踐，結(jié)果表明在光照反應(yīng)段芐基氯的含量必需控制在14.5％以下。在工藝操作過程中要保持甲苯、氯氣的進料量及芐基氯的出料量的體積比為1∶200～220∶1.02～1.23，同時，進料的甲苯與氯氣中的雜質(zhì)鐵含量總和要小于0.01％。由于采用了氯化精餾塔合成芐基氯，可以進行連續(xù)進料和出料，實現(xiàn)全過程連續(xù)化生產(chǎn)，這種連續(xù)生產(chǎn)過程便于采用自動化控制，使生產(chǎn)過程穩(wěn)定，能大幅度提高生產(chǎn)規(guī)模，降低了生產(chǎn)成本達15％左右，并提高了產(chǎn)品純度和質(zhì)量。
本發(fā)明生產(chǎn)的芐基氯其含量達99％以上的高純度芐基氯，為醫(yī)藥、農(nóng)藥、染料等行業(yè)的急需產(chǎn)品，為減少進口，提供出口打下了基礎(chǔ)。
下面結(jié)合實施例和附圖對本發(fā)明作進一步說明。


圖1為氯化精餾塔示意圖。
圖2為氯化精餾合成芐基氯的工藝流程示意圖。
參見圖1～2，氯化精餾塔2具有塔釜7，在塔釜7中有加熱器9，這里采用油爐加熱器，在塔釜7的上面連接提餾段5，在提餾段5的上面為光照反應(yīng)段3，在光照反應(yīng)段3的外周裝有光源13，這里的光源采用汞燈，也可以采用其它的光源，在提餾段5和光照反應(yīng)段3中充滿填料6，填料6為透明材料這里采用玻璃，也可采用透明塑料或石英。
生產(chǎn)操作過程先將原料甲苯經(jīng)粗蒸后和一定量的芐基氯投入氯化精餾塔2的塔釜7中，開啟加熱器9進行加熱，打開冷凝器11中的冷卻水，將塔釜中的甲苯蒸發(fā)成氣體，并從塔頂部的氣體出料管1流出，經(jīng)冷凝器進口管10進入冷凝器11冷凝成液體從冷凝器出口管12流出，經(jīng)甲苯進料管14進入氯化精餾塔2中的光照反應(yīng)段3，當(dāng)光照反應(yīng)段3中的甲苯含量達到85.5％以上，塔釜7中的芐基氯含量達到99％以上時，開始連續(xù)投入甲苯和氯氣。經(jīng)粗蒸后的甲苯經(jīng)冷凝器進口管10進入冷凝器11冷凝成液體，從冷凝器出口管12流出，經(jīng)甲苯進料管14進入氯化精餾塔2中的光照反應(yīng)段3，氯氣從氯氣進料管4進入提餾段5，上升到光照反應(yīng)段3，在光的催化作用下氯氣與甲苯反應(yīng)，生成芐基氯和氯化氫及微量的二氯化芐，芐基氯及微量的二氯化芐向下流動進入提餾段5進行精餾分離，控制塔釜7的溫度在175℃～185℃之間，控制甲苯、氯氣的進料量與芐基氯出料量的體積比在甲苯∶氯氣∶芐基氯=1∶200～220∶1.02～1.23之間，控制光照反應(yīng)段3中的芐基氯的含量小于14.5％，生成的氯化氫氣體與未反應(yīng)的甲苯氣體從塔頂?shù)臍怏w出料管1流出，經(jīng)冷凝器進口管10進入冷凝器11冷凝，將甲苯冷凝成液體，從冷凝器出口管12經(jīng)甲苯進料管14進入光照反應(yīng)段3，塔頂甲苯全回流。氯化氫氣體從冷凝器出口管12排出反應(yīng)系統(tǒng)，通過尾氣吸收裝置得到副產(chǎn)品30％鹽酸，產(chǎn)品芐基氯的含量達到99.1～99.5％之間，抽檢產(chǎn)品，經(jīng)江蘇省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心所檢驗，其結(jié)果為99.3％。
權(quán)利要求
1.一種芐基氯的生產(chǎn)方法，其特征在于應(yīng)用甲苯與氯氣在光催化條件下，通過光照反應(yīng)段〔3〕進行氯化反應(yīng)，再經(jīng)提餾段〔5〕精餾提純的氯化精餾工藝生產(chǎn)芐基氯，原料甲苯與氯氣連續(xù)進料，產(chǎn)品芐基氯連續(xù)出料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的芐基氯的生產(chǎn)方法，其特征在于甲苯、氯氣的進料量與芐基氯的出料量其體積比為甲苯∶氯氣∶芐基氯=1∶200～220∶1.02～1.23。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的芐基氯的生產(chǎn)方法，其特征在于進料的甲苯與氯氣中，其雜質(zhì)鐵的總含量應(yīng)小于0.01％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的芐基氯的生產(chǎn)方法，其特征在于控制光照反應(yīng)段〔3〕中的芐基氯含量小于14.5％。
5.一種用于生產(chǎn)芐基氯的氯化精餾塔〔2〕，其特征在于它主要由塔釜〔7〕、提餾段〔5〕、光照反應(yīng)段〔3〕組成；甲苯的進料管〔14〕位置在光照反應(yīng)段〔3〕的上部，芐基氯的出料管〔8〕的位置在塔釜〔7〕，氯氣的進料管〔4〕位置在提餾段〔5〕；氯化精餾塔〔2〕中的填料〔6〕為透明材料制成。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的生產(chǎn)芐基氯的氯化精餾塔〔2〕，其特征在于氯氣的進料管〔4〕其管數(shù)為1～6個。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的生產(chǎn)芐基氯的氯化精餾塔〔2〕，其特征在于填料〔6〕的透明材料為玻璃、透明塑料、石英。
全文摘要
一種芐基氯的生產(chǎn)方法，涉及精細(xì)化工，它由甲苯與氯氣在光催化條件下，通過氯化精餾工藝過程生產(chǎn)芐基氯，原料甲苯與氯氣連續(xù)進料，產(chǎn)品芐基氯連續(xù)出料。主要裝置是由塔釜、提餾段、光照反應(yīng)段組成的氯化精餾塔，甲苯進料管位置在光照反應(yīng)段的上部，芐基氯出料管位置在塔釜，氯氣進料管位置在提餾段，氯化精餾塔中的填料為透明材料。生產(chǎn)過程穩(wěn)定，能大幅度提高生產(chǎn)規(guī)模，降低生產(chǎn)成本達15%左右，提高了產(chǎn)品純度和質(zhì)量。產(chǎn)品芐基氯的含量達到99%以上，為高純度芐基氯，是醫(yī)藥、農(nóng)藥、染料等行業(yè)的急需產(chǎn)品。
文檔編號C07C17/14GK1316409SQ01108198
公開日2001年10月10日 申請日期2001年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2001年4月9日
發(fā)明者張躍, 嚴(yán)生虎, 范正明, 邱滔, 沈介發(fā) 申請人:中國石油化工集團公司, 江蘇石油化工學(xué)院