專利名稱：鹵代苯的連續(xù)制造方法及其設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鹵代苯的制造方法及其設(shè)備，特別是一種能連續(xù)生產(chǎn)鹵代苯的方法及應(yīng)用該方法的包括連續(xù)反應(yīng)器在內(nèi)的連續(xù)制造設(shè)備。
以往對(duì)二氯苯等鹵代苯的防蟲(chóng)劑、除臭劑、有機(jī)合成化學(xué)的中間體及合成樹(shù)脂原料等領(lǐng)域有著廣泛的用途。
一般來(lái)說(shuō)，對(duì)二氯苯等鹵代苯的反應(yīng)設(shè)備采用間歇式反應(yīng)槽，而且，反應(yīng)后除去催化劑，鹵代苯的分離精制等各種設(shè)備都是分別獨(dú)立地安裝，不是連續(xù)的。從而使用這些設(shè)備的鹵代苯的制造方法是分批裝料和反應(yīng)。另外，除去催化劑及鹵代苯的分離精制等各處理過(guò)程也只能分別進(jìn)行。
如上所述，過(guò)去的對(duì)二氯苯等鹵代苯的制造設(shè)備是使用間歇式反應(yīng)槽，所以反應(yīng)速度不夠快，且無(wú)法連續(xù)生產(chǎn)。另外，反應(yīng)后除去催化劑，鹵代苯的分離精制等后處理也無(wú)法連續(xù)化，所以各處理過(guò)程作業(yè)效率差，生產(chǎn)速度和產(chǎn)品收率等生產(chǎn)率也很差。另外，各工序的鹵化物等有害物質(zhì)有泄漏，無(wú)法避免作業(yè)環(huán)境的污染。
本發(fā)明的目的就是提供可以解決這些現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題的對(duì)二氯苯等鹵代苯的連續(xù)反應(yīng)器及使用此設(shè)備的連續(xù)制造裝置及方法。
此外，本發(fā)明中所說(shuō)的苯是指苯或烷基苯，鹵代苯是指含有一個(gè)或一個(gè)以上的鹵素基團(tuán)的苯及烷基苯。
本發(fā)明人通過(guò)以苯和鹵化物為原料的對(duì)二氯苯等鹵代苯的制造進(jìn)行認(rèn)真研究，發(fā)明了新式的具有特定結(jié)構(gòu)的反應(yīng)器，制造設(shè)備及應(yīng)用該設(shè)備連續(xù)生產(chǎn)鹵代苯的方法，由此可以連續(xù)地制造不污染作業(yè)環(huán)境的生產(chǎn)率優(yōu)良的對(duì)二氯苯等鹵代苯，從而完成與本發(fā)明有關(guān)的鹵代苯的連續(xù)反應(yīng)器、連續(xù)制造設(shè)備及連續(xù)制造方法。
本發(fā)明的連續(xù)反應(yīng)器包括由隔板區(qū)分開(kāi)的密閉構(gòu)造的多級(jí)反應(yīng)區(qū)域;設(shè)置在多級(jí)反應(yīng)區(qū)域中第一反應(yīng)區(qū)域的導(dǎo)入含有苯和催化劑的原料液的進(jìn)料口;設(shè)置在多級(jí)反應(yīng)區(qū)域中第一級(jí)反應(yīng)區(qū)域的導(dǎo)入含有苯和催化劑的原料液的進(jìn)料口;設(shè)置在多級(jí)反應(yīng)區(qū)域的至少一個(gè)反應(yīng)區(qū)域的導(dǎo)入含有鹵素的原料氣的進(jìn)料口;設(shè)置在連接多級(jí)反應(yīng)區(qū)域間隔板上不同位置的，為依次改變由原料液和原料氣組成的反應(yīng)液的流動(dòng)方向的連通口;設(shè)置在多級(jí)反應(yīng)區(qū)域中最終反應(yīng)區(qū)域上的反應(yīng)液出料口。
此外，本發(fā)明是以下述設(shè)備連接起來(lái)為特征的鹵代苯連續(xù)制造裝置，這些設(shè)備包括上述的鹵代苯的連續(xù)反應(yīng)器;從該連續(xù)反應(yīng)器中得的含有鹵代苯的生成液中分離出催化劑的催化劑分離機(jī);把分離了催化劑后的生成液加以冷卻的冷卻裝置;以及從冷卻后的生成液中析出的鹵代苯進(jìn)行分離的分離裝置。
另外，本發(fā)明是以下述鹵代苯的連續(xù)制造方法為特征的，即把含有苯和催化劑的原料液和含有鹵素的原料氣導(dǎo)入由多級(jí)反應(yīng)區(qū)域組成的連續(xù)反應(yīng)器，使之改變流動(dòng)方向并反應(yīng)，生成鹵代苯，從含有生成鹵代苯的生成液中分離出催化劑，接著，把分離過(guò)催化劑的生成液冷卻，分離出鹵代苯。


如下圖1為本發(fā)明的鹵代苯的連續(xù)反應(yīng)器的剖面圖。
圖2為本發(fā)明的鹵代苯的連續(xù)制造裝置的流程圖。
1.連續(xù)反應(yīng)器;
1-1.第1反應(yīng)區(qū)域;
1-2.第2反應(yīng)區(qū)域;
1-3.第3反應(yīng)區(qū)域;
1-4.第4反應(yīng)區(qū)域;
2.原料液入口;
3.原料氣入口;
4.攪拌器;
5.隔板;
6.連通口;
7.出口;
8.催化劑分離機(jī);
9.冷卻裝置;
10.分離裝置。
以下，將結(jié)合附圖就本發(fā)明的鹵代苯的連續(xù)反應(yīng)器，連續(xù)制造設(shè)備及連續(xù)制造方法做具體說(shuō)明;
本發(fā)明的鹵代苯的連續(xù)反應(yīng)器，如圖1所示，是具有由隔板5隔開(kāi)的多級(jí)反應(yīng)區(qū)域，比如由第1-第4反應(yīng)區(qū)域(1-1～1-4)所組成的密閉結(jié)構(gòu)，在第1反應(yīng)區(qū)域的上部，是含有苯和催化劑的原料液的入口2，至少在一個(gè)反應(yīng)區(qū)域，比如說(shuō)在1-3反應(yīng)區(qū)域(1-1～1-3)的上部安裝了氯氣等含有鹵素的原料氣的入口3，在各反應(yīng)區(qū)域鄰接的隔板的不同位置上，設(shè)置了使上述原料液和原料氣組成的反應(yīng)液通過(guò)的連通口6，這些連通口使反應(yīng)液依次改變方向而流動(dòng)。另外，在反應(yīng)區(qū)域中，最好設(shè)置攪拌器4，攪拌反應(yīng)液，在最后的反應(yīng)區(qū)域1-4上，設(shè)置反應(yīng)液出口7。
上述的各反應(yīng)區(qū)域的大小及形狀是否相同，由原料入口數(shù)、位置及反應(yīng)條件等來(lái)適當(dāng)選定。
上述的原料液入口可以設(shè)置在第一反應(yīng)區(qū)域，或根據(jù)情況設(shè)置在其它區(qū)域。另外應(yīng)根據(jù)生成的鹵代苯是否可得到最高收率及最高選擇性來(lái)選定上述原料氣的入口位置及數(shù)目。
另外，連通口應(yīng)使反應(yīng)液的流動(dòng)距離盡可能長(zhǎng)，以起到充分接觸和攪拌的作用，使反應(yīng)加速進(jìn)行，因此，可在鄰接隔板的不同位置上，適當(dāng)選定形狀及大小來(lái)設(shè)置連通口。
攪拌器可適當(dāng)?shù)卦O(shè)置在一個(gè)或所有反應(yīng)區(qū)域中，其數(shù)目沒(méi)有特別限定，數(shù)目越多，攪拌效果越好。另外，攪拌器的攪拌葉片最好設(shè)置在連通口附近，以增大攪拌效果。
以上這樣的構(gòu)造，可使苯和氯等鹵素組成的反應(yīng)液在較長(zhǎng)的流動(dòng)距離中，短時(shí)間地充分接觸，使反應(yīng)可以快速地進(jìn)行。另外，密閉結(jié)構(gòu)可以使副產(chǎn)物，含氯化氫等鹵化氫的全部反應(yīng)生成物，連續(xù)地送到后續(xù)處理工序中，所以，可以保持一個(gè)無(wú)有害氣體泄漏的良好的工作環(huán)境。
下面，將結(jié)合附圖2就本發(fā)明的鹵代苯的連續(xù)制造設(shè)備進(jìn)行具體說(shuō)明。
與本發(fā)明有關(guān)的鹵代苯的連續(xù)制造設(shè)備如圖2所示，由以下設(shè)備連接起來(lái)構(gòu)成上述的連續(xù)反應(yīng)器1;在此連續(xù)反應(yīng)器中，苯和鹵化物反應(yīng)得到含有鹵代苯的生成液，從此生成液中分離出催化劑的催化劑分離機(jī)8;把分離了催化劑后的生成液冷卻的冷卻裝置9;由冷卻的生成液中析出鹵代苯，如對(duì)二氯苯時(shí)所用的分離裝置10。
上述的催化劑分離機(jī)，比如分離氯化銻那樣的固體催化劑時(shí)所用的催化劑過(guò)濾機(jī)，這樣的催化劑過(guò)濾機(jī)安裝了具有一定孔徑的金屬網(wǎng)，該金屬網(wǎng)不能使催化劑通過(guò)，從而可以從生成液中把催化劑分離除去。
上述的冷卻裝置，為了從分離了催化劑后的生成液中析出如對(duì)二氯苯，采用了可以冷卻到-5-0℃的冷卻裝置。
另外，分離裝置中較為理想的是連續(xù)離心分離機(jī)。
由上述結(jié)構(gòu)組成的鹵代苯的連續(xù)制造設(shè)備可以連續(xù)地制造鹵代苯，生產(chǎn)速度快，收率高，且無(wú)因鹵代物等泄漏而導(dǎo)致的工作環(huán)境的污染。
上述本發(fā)明的鹵代苯的連續(xù)制造設(shè)備，也可以和從上述分離裝置得的到鹵代苯的精制裝置，從精制的鹵代苯中分離出水分的分離裝置，及將從此分離裝置得到的鹵代苯進(jìn)行干燥的干燥裝置等連接起來(lái)使用。
上述的精制裝置所使用的是可以連續(xù)地進(jìn)行比如藥洗、水洗及添加防固劑的多級(jí)槽。另外，上述的干機(jī)燥所采用的是，如對(duì)于對(duì)二氯苯，把其結(jié)晶放在金屬網(wǎng)制的傳送帶上，連續(xù)地移動(dòng)，由下方吹送暖風(fēng)使之干燥的干燥機(jī)。
下面是本發(fā)明的鹵代苯的連續(xù)制造方法。以對(duì)二氯苯為例，對(duì)其連續(xù)制造方法進(jìn)行具體說(shuō)明。
對(duì)二氯苯的原料所使用的苯，用的是通常的合成原料苯，而且混合了氯苯也沒(méi)有關(guān)系。氯氣使用的是通常用的合成原料氣，只是上述原料不能含有降低催化劑活性的雜質(zhì)。
催化劑可使用熟知的氯化銻，二氯化鐵等路易斯酸或沸石，本發(fā)明中，較理想的氯化銻和巰基乙酸的混合催化劑。氯化銻和巰基乙酸的混合比例通常1∶0.0008(重量)。較理想的是1∶0.001。全部催化劑的添加量通常是苯用量的1-2%(重量)，較理想的是1.5-1.6%。苯和氯氣加入反應(yīng)器的比例，通常為1∶4摩爾比。理想的是1∶4.2。
使用這樣的原料，由上述的連續(xù)制造設(shè)備，連續(xù)制造對(duì)二氯苯的方法如下。
由上述連續(xù)反應(yīng)器的第1反應(yīng)區(qū)域加入由苯和催化劑組成的原料液，至少在一個(gè)反應(yīng)區(qū)域，如第1反應(yīng)區(qū)域或第1及第2以后的任意反應(yīng)區(qū)域各上部入口加入氯氣。得到的反應(yīng)液在第1反應(yīng)區(qū)域向下流動(dòng)，在第2反應(yīng)區(qū)域向上流動(dòng)，象這樣在此后的反應(yīng)區(qū)域依次改變其流動(dòng)方向，形成反應(yīng)液流，攪拌使之流向最終反應(yīng)區(qū)域，迅速地反應(yīng)生成對(duì)二氯苯，從最終反應(yīng)區(qū)域的液體出口送到下面的催化劑分離過(guò)程。在催化劑分離過(guò)程中，把含有氯化銻等的催化劑從含有對(duì)二氯苯的生成液中用過(guò)濾等辦法分離出來(lái)。接著，將分離過(guò)催化劑的生成液冷卻，析出對(duì)二氯苯，再把對(duì)二氯苯分離出來(lái)。
接著，對(duì)上述所得到的對(duì)二氯苯再進(jìn)行精制，分離及干燥等連續(xù)處理。
上述的精制處理過(guò)程中，如對(duì)于對(duì)二氯苯，可以進(jìn)行藥洗、水洗及添加防固劑等處理。藥洗是把乳酸乙酯和硫酸酯鹽或磷酸酯鹽和磺酸鹽的1∶1的混合物(重量比)的0.05%(重量)的水溶液加入對(duì)二氯苯，攪拌使之混合。接著，由去離子水進(jìn)行沖洗后，添加防固劑，攪拌混合。防固劑處理是靠添加如2-甲基乙醇或縮水甘油的0.05%(重量)的水溶液來(lái)進(jìn)行的。這時(shí)，攪拌速度通常約為1000-1500rpm，溫度約為25-35℃。
將進(jìn)行上述精制處理后的液體，送到離心分離機(jī)，把對(duì)二氯苯從水中分離出來(lái)。
接著，使用溫風(fēng)(約50℃)把分離后的對(duì)二氯苯干燥成產(chǎn)品。
此外，在上述的連續(xù)制造方法中，同樣可以以烷基取代苯為原料，制造氯代烷基苯等鹵代烷基苯。
下面，用實(shí)施例來(lái)說(shuō)明本發(fā)明，但本發(fā)明并不僅限于這些實(shí)施例。
實(shí)施例如圖1所示，使用由第1-第4反應(yīng)區(qū)域組成的8000L的連續(xù)制造設(shè)備，把含有1.5%(重量)作為催化劑的氯化銻和含有2000ppm巰基乙酸的苯混合液以640kg/hr的速率連續(xù)導(dǎo)入第1反應(yīng)區(qū)域的同時(shí)，把氯氣從第1-3反應(yīng)區(qū)域的各入口吹入反應(yīng)液中進(jìn)行反應(yīng)。這時(shí)，苯和氯氣的進(jìn)料比為1∶4摩爾比，反應(yīng)溫度為38-42℃，連續(xù)進(jìn)行4小時(shí)。從得到的生成物中過(guò)濾分離氯化銻催化劑后，冷卻到-5℃，析出對(duì)二氯苯，由離心分離機(jī)把對(duì)二氯苯從含有鄰二氯苯的液態(tài)物中分離出來(lái)。分離后的對(duì)二氯苯送到精制裝置，在其第1槽，使用月桂酸乙酯和硫酸酯鹽的1∶1的混合物(重量)的0.05%水溶液為藥劑，每分鐘添加300L，攪拌混合洗滌。在第2-3槽中，添加去離子水，攪拌混合沖洗。在第4槽，添加2-甲基乙醇的0.05%(重量)水溶液作為防固劑，進(jìn)行攪拌混合處理。接著，把處理后的含有對(duì)二氯苯的水送到離心分離機(jī)，把對(duì)二氯苯從水中分離出來(lái)，由連續(xù)干燥機(jī)干燥，得到對(duì)二氯苯3500kg，該產(chǎn)量相當(dāng)于以原料苯計(jì)算得理論產(chǎn)量的72%(重量)，而且，鄰二氯苯的收率是25%(重量)。
對(duì)比例使用8000L容量的間歇反應(yīng)器，把苯的加入量算作相當(dāng)于實(shí)施例中4小時(shí)總量，即2560kg，其它方面和實(shí)施例完全一樣，在此條件下作實(shí)驗(yàn)。
其結(jié)果是要得到對(duì)二氯苯3500kg，收率為72%(重量)，反應(yīng)時(shí)間約5小時(shí)。
從述結(jié)果看，本發(fā)明的對(duì)二氯苯的連續(xù)制造方法，比間歇方法的反應(yīng)時(shí)間縮短20%左右。
如上所述，本發(fā)明的對(duì)二氯苯的連續(xù)反應(yīng)器具有在反應(yīng)區(qū)域之間靠隔板分隔開(kāi)的多級(jí)反應(yīng)區(qū)域組成的新式的特定結(jié)構(gòu)，由苯和氯等鹵化物組成的反應(yīng)液，在長(zhǎng)距離的流動(dòng)中，得到充分的接觸和攪拌，使之可以連續(xù)地反應(yīng)。另外，該連續(xù)反應(yīng)器具有密閉結(jié)構(gòu)，所以鹵化物等有害物質(zhì)不會(huì)泄漏。
把上述連續(xù)反應(yīng)器連接起來(lái)的連續(xù)制造設(shè)備，使用苯和氯等鹵化物，如上所述地連續(xù)進(jìn)行反應(yīng)，催化劑分離，冷卻及生成物分離等操作過(guò)程，可以連續(xù)地制造對(duì)二氯苯等鹵代苯。
從而，使用以上的連續(xù)反應(yīng)器及連續(xù)制造設(shè)備的本發(fā)明的鹵代苯的連續(xù)制造方法，可以使苯和氯等鹵化物組成的反應(yīng)液在較長(zhǎng)的流動(dòng)距離中得到充分接觸及攪拌效果，使之連續(xù)反應(yīng)，可以高收率、快速地連續(xù)制造鹵代苯。另外，因?yàn)槭敲荛]結(jié)構(gòu)，所以鹵化物等有害物質(zhì)不會(huì)泄漏，可以改善工作環(huán)境。
權(quán)利要求
1.一種鹵代苯的連續(xù)制造方法，其特征在于把含有苯和催化劑的原料液和含有鹵素的原料氣導(dǎo)入由多級(jí)反應(yīng)區(qū)域組成的連續(xù)反應(yīng)裝置，改變流動(dòng)方向并反應(yīng)生成鹵代苯，從含有鹵代苯的生成液中分離出催化劑，然后把該分離過(guò)催化劑的生成液冷卻，并把析出的鹵代苯分離出來(lái)，從而得到鹵代苯產(chǎn)品。
2.一種鹵代苯的連續(xù)制造裝置，其特征在于該連續(xù)制造裝置包括鹵代苯的連續(xù)反應(yīng)裝置;從由此裝置得到的含有鹵代苯的生成液中分離出催化劑的分離機(jī);把分離出催化劑后的生成液冷卻的冷卻裝置;分離從冷卻后的生成液中析出的鹵代苯的分離裝置。
3.如權(quán)利要求2所述的鹵代苯的連續(xù)反應(yīng)裝置，其特征在于該連續(xù)反應(yīng)裝置包括由隔板隔開(kāi)的密閉結(jié)構(gòu)的多級(jí)反應(yīng)區(qū)域;設(shè)置在多級(jí)反應(yīng)區(qū)域中第一反應(yīng)區(qū)域的供引入含有苯和催化劑的原料液的進(jìn)料口;設(shè)置在至少一個(gè)反應(yīng)區(qū)域上的供引入鹵素原料氣的進(jìn)料口;設(shè)置在多級(jí)反應(yīng)區(qū)域之間隔壁上不同位置的并使由上述原料液和原料氣組成的反應(yīng)液依次改變流向流動(dòng)的連通口;設(shè)置在多級(jí)反應(yīng)器中最終反應(yīng)區(qū)域上的反應(yīng)液的出料口。
全文摘要
本發(fā)明涉及鹵代苯的連續(xù)反應(yīng)裝置，連續(xù)制造裝置以及連續(xù)制造方法。該連續(xù)反應(yīng)裝置為一帶隔板的密閉式多級(jí)反應(yīng)器；連續(xù)制造裝置包括連續(xù)反應(yīng)器，分離催化劑的分離機(jī)，冷卻設(shè)備以及分離冷卻后析出產(chǎn)物的分離設(shè)備等；使用此裝置的連續(xù)制造方法是將含有苯和催化劑的原料液和含有鹵素的原料氣導(dǎo)入上述連續(xù)反應(yīng)裝置中改變流向進(jìn)行連續(xù)反應(yīng)，生成的鹵代苯收率高，反應(yīng)時(shí)間短，且避免了由于鹵代物等有害物質(zhì)泄漏所引起的對(duì)環(huán)境的污染。
文檔編號(hào)C07C17/38GK1048029SQ8910785
公開(kāi)日1990年12月26日 申請(qǐng)日期1989年10月17日 優(yōu)先權(quán)日1989年6月14日
發(fā)明者飯敏之 申請(qǐng)人:陳方, 褚嗚, 毛青