邻氯氯苄催化氯化工艺优化研究.pdf

化学
Sum 229 No 10
Chemical Eng
2014年第10期
文章编号:1002-1124(2014)10-0057-02
化
邻氟氟苄催化氟化工艺优化研究
陈文娟
(湖南化工职业技术学院,湖南株洲412004)
摘要;本研究通过采用过氧化苯甲酰作为催化氯化合成邻氯氯苄的催化剂与传统催化剂的对比实验,
得出使用新型催化剂后,邻氯甲苯的转化率可提高到60%左右,邻氯氯苄的收率可高达90%以上,并可创造
出显著的经济效益。此外,在研究选定最优催化剂的基础上进一步实验探索了最佳工艺控制条件,具有较好
的工业推广价值。
关键词:邻氣氯苄;催化氯化;邻氯甲苯;过氧化苯甲酰
中图分类号:TQ124.4
文献标识码:A
Study on catalytic-chlorination process optimization of o-chlorobenzyl chloride
CHEN Wen-juan
(Hunan Chemical Vocation Technology College, Zhuzhou 412004, China)
Abstract: The o-chlorobenzyl chloride was synthesized via catalytic chlorination process by benzoyl peroxide
The contrast test to ordinary catalyst showed that the conversion of o-chlorotoluene was up to about 60%, the yield
of o-chlorobenzyl chloride was above 90%. The benefits were remarkable. The best conditions were discovered
The catalyst has a good commercial value
Key words: 0-chlorobenzyl chloride; catalytic-chlorination o-chlorotoluene benzoyl peroxide
邻氯氯苄是一种非常重要的精细化工中间体,传统工艺中转化率只能控制在40%左右(2)原材
是农药、医药、染料等工业领域的重要原料。邻氯氯料消耗和能耗偏高,由于转化率低造成未反应的邻
苄是除草剂异恶草松的中间体,还可用于生产邻氯氯甲苯必须从氯化液中分离精制后回流使用,最终
氰苄、邻氯苯甲醇以及合成染料、制药等1。
导致原材料的损粍较高,同时能耗也增加了。(3)氯
邻氯氯苄的合成方法很多,其主要的合成方法化反应时间偏长,传统工艺反应时间一般控制在
有3种:(1)氯苄苯环氯化法;(2)氯苯氯甲基化反16h以上,设备利用率低,装置的产能不能得到充分
应;(3)邻氯甲苯側链氯化法。前两种合成方法由于挖掘。
选择性差、副产品多、分离困难、收率低、成本高等
本研究是在现有催化氯化精馏合成技术的基
原因在工业上逐步被淘汰2?。目前,常用方法是邻氯础上,进行合成工艺的催化剂改型对比试验,以确
甲苯侧链氯化法,而邻氯氯苄的合成路线又有多定最合适的催化剂,并在选定最合适催化剂的前提
种,而最具工业意义的是邻氯甲苯侧链氯化路线。下进一步探索最优工艺条件。
具体的氯化方法有热氯化、光氯化和催化氯化。热
氯化因速度慢、副反应多,基本已被淘次。光氯化虽1实验内容
然工艺成熟,但由于光照的限制,存在设备能力低,
黑暗处造成副反应多,传质难于强化等缺点。催化1.L实验目的
氯化国外虽有研究,但收率较低,可在催化剂改型
(1)选择过氧化苯甲酰作新型催化剂,与现用
方面进行工艺优化研究。
的催化剂偶氮二异丁氰作对比实验,通过比较邻氯
目前,国内邻氯氯苄催化氯化合成工艺存在的氯苄的收率、邻氯甲苯的转化率等指标,以确定最
普遍问题:(1)反应转化率低,由于传统催化剂对副佳催化剂的选用
反应不能有效控制,一般情况下,当转化率超过
(2)在已选定最优催化剂的前提下,摸索邻氯
40%时,副产物二氯苄的含量就会明显增加,因此,氯苄催化氯化合成的反应条件,以获取合成工艺的
最佳工艺条件。
收稿日期:2014-08-06
1.2主要原料
作者简介:陈文娟(1974-),女,削教授,有较丰富的企业实践工作经
邻氯甲苯(工业品,纯度≌99.5%),液氯(工业
验,目前主要从事化工专业教学及科研工作
陈文娟:邻氟氯苄催化氯化工艺优化研究
2014年第10期
品,纯度≌99%),催化剂:偶氮二异丁氰(传统),过
表2反应温度的影响
氧化苯甲酰(新型)。
Tab 2 Influence of reaction temperature
1.3实验装置
反应温度/℃
80~100100~-120120~140140~160160~180
口烧瓶(用作反应器)、反应管及三通、冷凝邻氯甲苯的转化率%386487592605616
器、减压阀、喷射泵。
二氯苄的含量/%
0.9
1.4操作步骤
(3)反应时间的影响,在保证其他工艺条件相
(1)对比实验步骤先将主原料邻氯甲苯一次同的前提下,摸索实验数据见表3。
性投入反应器中,加人催化剂,然后开启C2开关,
表3反应时间的影响
通过减压阀调节流量,经缓冲器均匀后,连续通入
Tab3 Influence of reaction time
反应器,反应生成的HCI和未反应的邻氯甲苯蒸气反应时间h
6
10
从反应器顶部逸出,通过顶部冷凝器冷凝分离邻氯邻氯甲苯的转化率%465596592598
甲苯再回流至反应器,尾气经碱液吸收后,通过水
表3数据显示,当反应温度控制在120~1400℃,
喷射泵放空。反应完成后,往反应器中通入空气赶反应时间8h,用过氧化苯甲酰作催化剂,邻氯甲苯
出残留HCl,取样分析邻氯甲苯的转化率、二氯苄的催化氯化的转化率可达59.6%,反应时间增加到
含量和邻氯氯苯的收率。两次对比实验除加入的催12h,邻氯甲苯催化氯化的转化率没有明显地提高,
化剂不同,其它工艺控制条件都必须相同
几乎与反应8h差不多。
(2)通过对比实验,选定最优催化剂的前提下
(4)真空度的影响,在保证其他工艺条件相同
最佳工艺控制条件摸索实验操作步骤同上。
的前提下,摸索实验数据见表4。
表4真空度的影响
2结果与讨论
Tab4 Influence of degree of vacuum
真空度kPa
400
530
(1)在控制相同的反应条件下,反应8h,对比实邻氯甲苯的转化率%
58.9
56.8
53,7
验数据见表1
表4数据显示,随着真空度的增加,邻氯甲苯
表1催化剂对比实验数据
的转化率不断升高,当真空度控制在265kPa时转
Tab 1 Contrast experiment data of catalyst
化率最高,达58.9%,但是真空度继续增加,转化率
催化剂
偶氮二异丁氰过氧化苯甲酰
反而下降了
邻氯甲萃转化率/%
59.8
(