專利名稱：一種高溫氯化法生產(chǎn)對(duì)氯間二甲酚新工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于基礎(chǔ)化工氯化工藝，具體是涉及一種高溫氯化法生產(chǎn)對(duì)氯間二甲酚的新工藝。
背景技術(shù)：
對(duì)氯間二甲酚(即4-氯_3，5-二甲基苯酚，簡(jiǎn)稱？01 )是一種被公認(rèn)為高效、廣譜且安全的殺菌劑，經(jīng)美國(guó)FDA認(rèn)證為首選殺菌劑，廣泛使用于化妝品、涂料、皮革中作為 殺菌劑、防霉抗菌劑使用。自2002年11月SARS病原爆發(fā)以來(lái)，造成全球916例的死亡，人們?cè)桨l(fā)對(duì)個(gè)人的衛(wèi)生狀況關(guān)注起來(lái)，這為對(duì)氯間二甲酚的廣泛應(yīng)用提供了極大的市場(chǎng)。工業(yè)上生成對(duì)氯間二甲酚一般采用間二甲酚為原料，以氯化亞銅為催化體系，用氯化劑進(jìn)行氯化生成對(duì)氯間二甲酚。目前工藝中均采用一只反應(yīng)釜氯化來(lái)獲得對(duì)氯間二甲酚，由于此反應(yīng)為放熱反應(yīng)且在反應(yīng)過(guò)程中不同階段的對(duì)系統(tǒng)的要求溫度不一樣，反應(yīng)開(kāi)始時(shí)可以適當(dāng)提高溫度加快反應(yīng)的進(jìn)行，而反應(yīng)到終點(diǎn)時(shí)需降低反應(yīng)溫度，使反應(yīng)盡可能向正反應(yīng)方向進(jìn)行。太原理工大學(xué)魏文瓏等在《對(duì)氯間二甲酚合成新工藝》中，研究了以間二甲苯酚和氯氣為原料，在三氯化鋁催化下對(duì)合成對(duì)氯間二甲酚進(jìn)行了研究。結(jié)果認(rèn)為最佳工藝條件為四氯化碳70ml，60°C下通氯氣反應(yīng)120min，收率可以達(dá)61. 1%。太原理工大學(xué)魏文瓏、高志軍等在《對(duì)氯間二甲酚的合成研究》中，對(duì)3，5_ 二甲基苯酚為原料合成對(duì)氯間二甲酚進(jìn)行了研究，從以氯化亞砜、次氯酸鈉、硫酰氯為氯化劑，對(duì)投料比、溶劑三方面進(jìn)行了考察。結(jié)果認(rèn)為以3，5_ 二甲酚為原料，硫酰氯為氯化劑、四氯化碳為溶劑，合成對(duì)氯間二甲酚效果較為理想。反應(yīng)收率可達(dá)到82. 57%，產(chǎn)品含量達(dá)97. 67%,殺菌性能考察，廣物殺菌行與標(biāo)樣相當(dāng)。以上兩篇文獻(xiàn)工藝具有工藝簡(jiǎn)單，選擇性較好，對(duì)氯化反應(yīng)進(jìn)行了有益試驗(yàn)，但同時(shí)存在溶劑的蒸汽壓較高，沸點(diǎn)較低在反應(yīng)過(guò)程中溶劑大量揮發(fā)對(duì)環(huán)境影響較大，在工業(yè)化過(guò)程中有一定困難。專利200710034241. 8《對(duì)氯代烷基苯酚的工業(yè)化制備方法》、200910044035. 4《一種I-羥基_3，5-二甲基-4-氯苯的制備方法》和專利201010176713. 5《一種I-羥基-3，
5-二甲基-4-氯苯的綠色工業(yè)化制備方法》三篇專利中提出了不同途徑制備對(duì)氯間二甲酚的方法，均會(huì)采用不同種類的催化劑或溶劑，雖然通過(guò)加入溶劑或催化劑提高了反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率，但是也存在催化劑回收困難，一般都需要向環(huán)境排放，而溶劑的加入特別是有機(jī)溶劑的加入對(duì)操作人員的危害則更加大，因此他們?cè)诠I(yè)化生產(chǎn)中存在著極大的環(huán)境壓力，不符合現(xiàn)有綠色化、清潔生產(chǎn)的產(chǎn)業(yè)政策。另外由于PCMX產(chǎn)品屬酚類物質(zhì)本身極易被氧化成其他物質(zhì)和易與多種金屬或非金屬絡(luò)合成其他物質(zhì)而對(duì)產(chǎn)品的外觀色澤澄清度產(chǎn)生偏差，因此在反應(yīng)中加入其他物質(zhì)會(huì)對(duì)產(chǎn)品最終質(zhì)量帶來(lái)一定的負(fù)面影響。目前PCMX生產(chǎn)領(lǐng)域均存在著使用不同類型的溶劑如氯仿或催化劑如FeCl3、2冗1241(13等的情況，由于溶劑在使用過(guò)程中不能完全回收、對(duì)水質(zhì)產(chǎn)生污染、對(duì)長(zhǎng)期操作人員身心健康造成傷害，而催化劑的利用效率較低，會(huì)產(chǎn)生金屬污染，對(duì)環(huán)境亦會(huì)造成不同程度的損害。因此開(kāi)發(fā)一種氯化化工、清潔生產(chǎn)、自動(dòng)化生成的生產(chǎn)工藝顯得尤為重要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種連續(xù)化、自動(dòng)化、無(wú)溶劑、無(wú)催化劑、清潔生產(chǎn)的工業(yè)化生產(chǎn)對(duì)氯間二甲酚的生產(chǎn)工藝。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案一種高溫氯化法生產(chǎn)對(duì)氯間二甲酚新工藝，包括以下步驟(I)將氯化劑以一定的流量氣化后進(jìn)入氯化塔下部；
(2)將液態(tài)原料以一定的流量打入預(yù)熱器中升溫預(yù)熱，然后進(jìn)入氯化塔上部；(3)經(jīng)預(yù)熱的原料自氯化塔上部向下與自氯化塔下部向上的氯化劑氣體相接觸發(fā)生反應(yīng)；(4)使用循環(huán)泵將氯化塔內(nèi)的物料進(jìn)行強(qiáng)制外循環(huán)，在循環(huán)泵的出口設(shè)置換熱器調(diào)節(jié)氯化塔內(nèi)部的溫度，在氯化塔頂部的氣相管線經(jīng)緩沖罐后設(shè)置調(diào)節(jié)閥控制調(diào)解氯化塔內(nèi)的壓力。作為本發(fā)明所述新工藝的一種優(yōu)選方案，其中所述步驟(I) (4)中氯化塔進(jìn)料、出料及溫度調(diào)節(jié)均設(shè)置調(diào)節(jié)閥，且采用集散式控制系統(tǒng)和緊急停車系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)化控制。作為本發(fā)明所述新工藝的一種優(yōu)選方案，其中所述步驟(I)中氯化劑硫酰氯以
O.15 O. 25mVh的流量經(jīng)氣化器升溫到69. I 75°C。較佳地，其中所述氯化劑硫酰氯經(jīng)氣化器升溫到70°C。作為本發(fā)明所述新工藝的一種優(yōu)選方案，其中所述步驟(I)中經(jīng)氣化后的氯化劑硫酰氯進(jìn)入氯化塔下部經(jīng)分布器均勻分布。作為本發(fā)明所述新工藝的一種優(yōu)選方案，其中所述步驟(2)中原料3，5_ 二甲基苯酚加熱融化后，經(jīng)進(jìn)料泵以O(shè). 30 O. 50m3/h的流量打入預(yù)熱器預(yù)熱至90 100°C。作為本發(fā)明所述新工藝的一種優(yōu)選方案，其中所述步驟(4)中經(jīng)調(diào)節(jié)控制氯化塔內(nèi)反應(yīng)溫度在110 130°C，壓力在O. 05 O. IMPa0作為本發(fā)明所述新工藝的一種優(yōu)選方案，其中所述氯化劑硫酰氯與原料3，5-二甲基苯酚按照摩爾比I : I. 05 I : I. I進(jìn)入氯化塔進(jìn)行反應(yīng)。作為本發(fā)明所述新工藝的一種優(yōu)選方案，其中所述氯化塔外部設(shè)置有液位計(jì)，由出料管線上的調(diào)節(jié)閥與液位計(jì)共同連鎖控制氯化塔內(nèi)部反應(yīng)液的液位高度。本發(fā)明采用連續(xù)化生產(chǎn)工藝結(jié)合現(xiàn)有技術(shù)集散式控制系統(tǒng)和緊急停車系統(tǒng)使得生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)控制，既確保了生產(chǎn)工藝的安全、降低了勞動(dòng)者的作業(yè)強(qiáng)度，也使得生產(chǎn)過(guò)程連續(xù)穩(wěn)定，極大提高了生產(chǎn)效率。由于此反應(yīng)為一級(jí)反應(yīng)，其反應(yīng)速度較快且反應(yīng)時(shí)會(huì)放出熱量，因此，通過(guò)換熱器可以及時(shí)將反應(yīng)熱移除，采用外加熱方法和采用循環(huán)泵強(qiáng)制循環(huán)，降低了循環(huán)塔的加工成本和設(shè)備的故障率使檢修作業(yè)較為便利；強(qiáng)制循環(huán)使整個(gè)氯化塔內(nèi)成為均相降低了部分物料發(fā)生過(guò)度氯化，提高了產(chǎn)品的選擇性，極大降低了副產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化率。此外，本發(fā)明新工藝無(wú)需傳統(tǒng)工業(yè)反應(yīng)中的溶劑及催化劑，是為環(huán)境友好型工藝。通過(guò)此工藝整個(gè)反應(yīng)完全實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)控制，比現(xiàn)有的反應(yīng)釜生產(chǎn)在操作、環(huán)境保護(hù)、安全性方面都有極大的提聞。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明所述新工藝進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。文中DCS :即Distributed Control System,稱之為集散式控制系統(tǒng),是相對(duì)于集中式控制系統(tǒng)而言的一種新型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，它是在集中式控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展、演變而來(lái)的。文中ESD :為緊急停車系統(tǒng)。在正常情況下，ESD系統(tǒng)實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)裝置的安裝性，不需要人為干預(yù)；當(dāng)設(shè)備的安全保護(hù)裝置輸出報(bào)警信號(hào)時(shí)，直接由ESD發(fā)出保護(hù)連鎖信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工作人員和設(shè)備的安全保護(hù)。實(shí)施例I原料3，5-二甲基苯酚經(jīng)流量計(jì)打入預(yù)熱器中，升溫至90 100°C，然后進(jìn)入氯化 塔上部經(jīng)分布器噴淋而下，氯化劑與原料3，5_二甲基苯酚按照摩爾比I : I. 05 I : 1.1，且氣化后進(jìn)入氯化塔下部，經(jīng)過(guò)分布器均勻分布；此時(shí)原料3，5- 二甲基苯酚從氯化塔上部往下與自下而上的氯化劑氣體發(fā)生接觸并生成目標(biāo)產(chǎn)品4-氯-3，5- 二甲基苯酚產(chǎn)品。將氯化塔內(nèi)的物料采用循環(huán)泵進(jìn)行強(qiáng)制外循環(huán)，在循環(huán)泵的出口設(shè)置換熱器調(diào)節(jié)氯化塔內(nèi)部的溫度，并且氯化裝置的進(jìn)料、出料、溫度調(diào)節(jié)均設(shè)置有調(diào)節(jié)閥，采用分布式控制系統(tǒng)和電子調(diào)速器系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)控制，確保反應(yīng)溫度在110 130°C，壓力在O. 05 O. IMPa0由于此反應(yīng)為一級(jí)反應(yīng)，反應(yīng)速度較快，且反應(yīng)時(shí)會(huì)放出熱量，因此通過(guò)換熱器可以及時(shí)將反應(yīng)熱移除，但反應(yīng)溫度不得低于110°C，否則會(huì)導(dǎo)致氯化塔內(nèi)形成結(jié)晶；反應(yīng)溫度也不能過(guò)高，隨著溫度的升高反應(yīng)的選擇性會(huì)降低。氯化塔外設(shè)置有液位計(jì)，由出料管線上的調(diào)節(jié)閥與液位計(jì)連鎖控制氯化塔的液位在一定的高度范圍內(nèi)。實(shí)施例2將原料3，5_ 二甲基苯酚在烘房中加熱融化后抽入原料儲(chǔ)罐中，然后經(jīng)進(jìn)料泵以
O.3m3/h打入預(yù)熱器預(yù)熱至100°C后進(jìn)入氯化塔中，進(jìn)料管線上設(shè)置調(diào)節(jié)閥和流量計(jì)，通過(guò)分布式控制系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)進(jìn)料流量即可。氯化劑硫酰氯自硫酰氯儲(chǔ)罐中經(jīng)過(guò)進(jìn)料泵、調(diào)節(jié)閥、流量計(jì)以O(shè). 183m3/h的流量經(jīng)氣化器升溫至70°C。液態(tài)3，5-二甲基苯酚從氯化塔上部噴淋而下，氣態(tài)氯化劑硫酰氯經(jīng)過(guò)分布器后向上與液態(tài)3，5-二甲基苯酚充分接觸瞬間發(fā)生反應(yīng)生成4-氯-3，5-二甲基苯酚。出料管線的調(diào)節(jié)閥可以控制反應(yīng)內(nèi)液位的高度，氯化塔下部設(shè)置的強(qiáng)制循環(huán)泵和強(qiáng)制循環(huán)泵出口的換熱器能夠確保氣液接觸充分，而且能使反應(yīng)溫度控制在110 130°C。氯化塔頂部氣相管線經(jīng)緩沖罐后設(shè)置調(diào)節(jié)閥控制氯化塔內(nèi)的壓力，確保壓力在O. 05 O. IMPa，使系統(tǒng)不發(fā)生超壓的情況。經(jīng)過(guò)多次取樣分析結(jié)果如下
權(quán)利要求
1.一種高溫氯化法生產(chǎn)對(duì)氯間二甲酚新工藝，其特征在于包括以下步驟 步驟(I)將氯化劑以一定的流量氣化后進(jìn)入氯化塔下部； 步驟(2)將液態(tài)原料以一定的流量打入預(yù)熱器中升溫預(yù)熱，然后進(jìn)入氯化塔上部； 步驟(3)經(jīng)預(yù)熱的原料自氯化塔上部向下與自氯化塔下部向上的氯化劑氣體相接觸發(fā)生反應(yīng)； 步驟(4)使用循環(huán)泵將氯化塔內(nèi)的物料進(jìn)行強(qiáng)制外循環(huán)，在循環(huán)泵的出口設(shè)置換熱器調(diào)節(jié)氯化塔內(nèi)部的溫度，在氯化塔頂部的氣相管線經(jīng)緩沖罐后設(shè)置調(diào)節(jié)閥控制調(diào)解氯化塔內(nèi)的壓力。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高溫氯化法生產(chǎn)對(duì)氯間二甲酚新工藝，其特征在于所述步驟(I) (4)中氯化塔進(jìn)料、出料及溫度調(diào)節(jié)均設(shè)置調(diào)節(jié)閥，且采用DCS集散式控制系統(tǒng)和ESD緊急停車系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)化控制。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高溫氯化法生產(chǎn)對(duì)氯間二甲酚新工藝，其特征在于所述步驟(I)中氯化劑硫酰氯以O(shè). 15 O. 25mVh的流量經(jīng)氣化器升溫到69. I 75°C。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高溫氯化法生產(chǎn)對(duì)氯間二甲酚新工藝，其特征在于所述步驟(I)中經(jīng)氣化后的氯化劑硫酰氯進(jìn)入氯化塔下部經(jīng)分布器均勻分布。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高溫氯化法生產(chǎn)對(duì)氯間二甲酚新工藝，其特征在于所述步驟(2)中原料3，5_ 二甲基苯酚加熱融化后，經(jīng)進(jìn)料泵以O(shè). 30 O. 50m3/h的流量打入預(yù)熱器預(yù)熱至90 100°C。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高溫氯化法生產(chǎn)對(duì)氯間二甲酚新工藝，其特征在于所述步驟(4)中經(jīng)調(diào)解控制氯化塔內(nèi)反應(yīng)溫度在110 130°C，壓力在O. 05 O. IMPa0
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高溫氯化法生產(chǎn)對(duì)氯間二甲酚新工藝，其特征在于所述氯化劑硫酰氯與原料3，5-二甲基苯酚按照摩爾比I : I. 05 I : I. I進(jìn)入氯化塔進(jìn)行反應(yīng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求I 7任一所述的高溫氯化法生產(chǎn)對(duì)氯間二甲酚新工藝，其特征在于所述氯化塔外部設(shè)置有液位計(jì)，由出料管線上的調(diào)節(jié)閥與液位計(jì)共同連鎖控制氯化塔內(nèi)部反應(yīng)液的液位高度。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高溫氯化法生產(chǎn)對(duì)氯間二甲酚新工藝，其特征在于所述氯化劑硫酰氯經(jīng)氣化器升溫到70°C。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種高溫氯化法生產(chǎn)對(duì)氯間二甲酚新工藝，其包括以下步驟(1)將氯化劑以一定的流量氣化后進(jìn)入氯化塔下部；(2)將液態(tài)原料以一定的流量打入預(yù)熱器中升溫預(yù)熱，然后進(jìn)入氯化塔上部；(3)經(jīng)預(yù)熱的原料自氯化塔上部向下與自氯化塔下部向上的氯化劑氣體相接觸發(fā)生反應(yīng)；(4)使用循環(huán)泵將氯化塔內(nèi)的物料進(jìn)行強(qiáng)制外循環(huán)，在循環(huán)泵的出口設(shè)置換熱器調(diào)節(jié)氯化塔內(nèi)部的溫度，在氯化塔頂部的氣相管線經(jīng)緩沖罐后設(shè)置調(diào)節(jié)閥控制調(diào)解氯化塔內(nèi)的壓力。通過(guò)此工藝整個(gè)反應(yīng)完全實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)控制，比現(xiàn)有的反應(yīng)釜生產(chǎn)在操作、環(huán)境保護(hù)、安全性方面都有極大的提高。
文檔編號(hào)C07C37/62GK102675055SQ201210125579
公開(kāi)日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2012年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月25日
發(fā)明者錢小金, 錢建華, 陳健明 申請(qǐng)人:江蘇煥鑫高新材料科技有限公司