二(三氯甲基)苯的連續(xù)精餾方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種二(三氯甲基)苯的連續(xù)精餾方法及裝置，二(三氯甲基)苯粗品經(jīng)預(yù)熱后進入三塔精餾系統(tǒng)中的第1塔中部，此塔蒸出物部分進入第2塔中部進行精餾，第1塔和第2塔的塔釜液都進入第3塔中部進一步精餾，從第3塔塔頂蒸出物冷凝可得到二(三氯甲基)苯成品。本發(fā)明提出了一種二(三氯甲基)連續(xù)精餾生產(chǎn)工藝，具有產(chǎn)品純度高，收率高，成本低，能耗低等優(yōu)點。
【專利說明】二(三氯甲基)苯的連續(xù)精餾方法及裝置
[0001]

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及一種二(三氯甲基)苯的連續(xù)精餾方法及裝置，尤其是涉及一種二(三氯甲基)苯的三塔連續(xù)精餾方法及裝置。
[0003]

【背景技術(shù)】
[0004]芳綸纖維是一類具有高強度、高耐磨性、耐高溫等優(yōu)良性質(zhì)的特種纖維。由于其良好的應(yīng)用性能，芳綸在許多行業(yè)中都具有非常廣闊的應(yīng)用前景。全球市場對芳綸的需求呈不斷增長的態(tài)勢，未來幾年，全球芳綸市場仍將以每年20%左右的高速度增長。但是由于其技術(shù)難度大、投資成本高等原因，芳綸市場一直由美、日等少數(shù)發(fā)達國家壟斷。美國杜邦公司的Kevlar纖維、日本帝人公司的Technora纖維是目前市場上占據(jù)領(lǐng)先地位的成熟產(chǎn)品。
[0005]生產(chǎn)芳綸纖維需要高純度的二 (氯甲?；?苯作為起始原料，否則芳綸質(zhì)量難以達到規(guī)定要求?，F(xiàn)有技術(shù)中二 (氯甲酰基)苯的制備方法中，應(yīng)用最為普遍的是以苯二甲酸為原料的氯化亞砜法，但該工藝中需要純度為99.99%的苯二甲酸，成本高，且該工藝會產(chǎn)生副產(chǎn)物氯化氫以及二氧化硫。王魯敏，崔丙存等在《間二苯甲酰氯的合成研究》(通化師范學(xué)院院報，2005，26(4): 46-47)，將反應(yīng)制備的二(三氯甲基)苯不經(jīng)分離，直接用于制備二 (氯甲酰基)苯，經(jīng)過減壓蒸餾后得到的二 (氯甲?；?苯產(chǎn)品純度為99%，達不到制備芳綸纖維的要求。
[0006]現(xiàn)有的二(三氯甲基)苯的生產(chǎn)工藝是主要是以二甲苯為原料，并以自由基引發(fā)劑和/或光引發(fā)側(cè)鏈自由基氯代反應(yīng)，得到的二(三氯甲基)苯進一步采取重結(jié)晶或者減壓蒸餾方法進行純化。但是重結(jié)晶方法存在生產(chǎn)成本高、周期長、收率低、環(huán)境污染等問題；減壓蒸餾方法存在處理量小、產(chǎn)品收率低、設(shè)備投資大、能耗高、工人強度大等問題。
[0007]為了確保二 (三氯甲基)苯產(chǎn)品質(zhì)量提高，又能保證生產(chǎn)效率，對二 (三氯甲基)苯的純化采用連續(xù)精餾工藝。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明目的在于提供一種二(三氯甲基)苯的連續(xù)精餾工藝，解決目前純化方法中所得產(chǎn)品純度低、處理量小、產(chǎn)品收率低、勞動效率低、能耗高等問題。
[0009]本發(fā)明通過以下技術(shù)方案加以實現(xiàn):
一種二 (三氯甲基)苯的連續(xù)精餾方法，包括如下步驟:
(1)二(三氯甲基)苯粗品經(jīng)預(yù)熱后進入三塔精餾系統(tǒng)中的第I塔中部，塔頂蒸餾出的輕組分進入第2塔中部進行進一步精餾；
(2)第2塔塔頂蒸出物排出三塔精餾系統(tǒng)；
(3)第I塔和第2塔塔釜液進入第3塔中部，進行進一步精餾，收集第3塔塔頂蒸出物，得到純化的二 (三氯甲基)苯。
[0010]本發(fā)明步驟(2)中排出三塔精餾系統(tǒng)的蒸出物，任選地，可以進行進一步分離純化，并根據(jù)所得物組成、純度等具體情況，進行合理合法地利用。
[0011]本發(fā)明所述方法，第I塔內(nèi)真空度為0.08、.095MPa，塔底溫度為145?210° C，塔中溫度為90?150° C，塔頂溫度為80?130° C，回流比為I?2。
[0012]本發(fā)明所述方法，第2塔內(nèi)真空度為0.08、.095MPa，塔底溫度為145?210° C，塔中溫度為75?120° C，塔頂溫度為65?120° C，回流比為I?2。
[0013]本發(fā)明所述方法，第3塔內(nèi)真空度為0.095?0.謹?&，塔底溫度為250?300° C，塔中溫度為175?200° C，塔頂溫度為145?170° C，回流比為2?4。
[0014]本發(fā)明的另一目的是提供一種二 (三氯甲基)苯的連續(xù)精餾裝置，包括三個精餾塔及其配套的再沸器和冷凝器系統(tǒng)，三個精餾塔系統(tǒng)中的第I塔為輕組分連續(xù)脫除精餾塔，第2塔為輕組分分離塔，第3塔為二(三氯甲基)苯精餾塔。
[0015]本發(fā)明所述裝置，任選地，各冷凝器后進一步連接有接收槽。
[0016]本發(fā)明所述裝置，塔底再沸器可采用塔體內(nèi)加熱，也可采用塔體外加熱；塔頂冷凝器可采用塔體內(nèi)冷凝，也可采用塔體外冷凝。
[0017]本發(fā)明所述裝置中塔底再沸器可采用蒸汽或?qū)嵊图訜?，?yōu)選采用導(dǎo)熱油加熱。
[0018]本發(fā)明實施例中所提供的二 (三氯甲基)苯粗品可以通過如下方法獲得:二(甲基)苯和氯氣在光照條件下反應(yīng)制備得到。反應(yīng)條件優(yōu)選光照的光源波長為約350nm-700nm、光波幅為最大約200nm，其中在反應(yīng)溫度約0°C_85°C、光照度約2000 Lux-約55000 Lux下開始通入氯氣，經(jīng)歷在所述光照度下反應(yīng)溫度不超過約120°C的第一反應(yīng)階段；然后在更高的反應(yīng)溫度下繼續(xù)通入剩余量氯氣直到反應(yīng)完成。
[0019]在本發(fā)明的一些優(yōu)選實施方式中，二 (三氯甲基)苯粗品通過三塔連續(xù)化生產(chǎn)方式獲得。
[0020]本發(fā)明所述的“約”，對于溫度而言是指以本數(shù)為中心值上下變動不超過2.5°C ;對于光照度而言是指以本數(shù)為中心值上下變動不超過2500LUX ;對于波長而言是指以本數(shù)為中心值上下變動不超過5nm;對于光波幅而言是指以本數(shù)為中心值上下變動不超過3nm。
[0021]本發(fā)明的有益效果在于:
(1)本發(fā)明將三塔連續(xù)精餾工藝引入二(三氯甲基)苯的純化方法，提高二(三氯甲基)苯的精制量及產(chǎn)品質(zhì)量，經(jīng)過本發(fā)明精制方法處理后的二(三氯甲基)苯產(chǎn)品純度達到99%以上；
(2)由于二(三氯甲基)苯采用三塔精餾可以實現(xiàn)連續(xù)運行，提高了設(shè)備處理能力和產(chǎn)品收率，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，降低了精餾能耗，且易于操作。
[0022]

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1:二(三氯甲基)苯精制工藝流程示意圖；
其中，1-二(三氯甲基)苯粗品，2-預(yù)熱器，3-第I塔，4-第I塔再沸器，5-第I塔冷凝器，6-第2塔，7-第2塔再沸器，8-第2塔冷凝器，9-第3塔，10-第3塔再沸器，11-第3塔冷凝器，12-殘渣接收槽，13-純化的二(三氯甲基)苯

【具體實施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明做進一步詳細說明:
如圖1所述，二(三氯甲基)苯粗品⑴經(jīng)由預(yù)熱器⑵進入第I塔⑶中部，經(jīng)第I塔再沸器(4)加熱進行精餾，第I塔塔頂蒸出物通過冷凝器(5)冷凝，一部分回流入第I塔，其余部分進入第2塔￠)中部，經(jīng)第2塔再沸器(7)加熱進行精餾；第2塔塔頂蒸出物通過冷凝器(8)冷凝，一部分回流入到第2塔，其余部分排出三塔精餾系統(tǒng)；第I塔的塔釜液和第2塔的塔釜液都進入第3塔(9)中部，經(jīng)第3塔再沸器(10)加熱進行進一步精餾，第3塔蒸出物通過冷凝器(11)冷凝，一部分回流入第3塔，其余部分為純化的二(三氯甲基)苯(13)，第3塔塔底主要為精餾殘液，轉(zhuǎn)入殘渣接收槽(12)處理后回收。
[0025]實施例1
1，3- 二 (三氯甲基)苯粗品的制備:將三個帶有測溫、回流冷凝器、LED燈照射裝置和加熱冷卻裝置的搪玻璃反應(yīng)塔串聯(lián)組成連續(xù)化光氯化反應(yīng)裝置，其中搪玻璃反應(yīng)塔依次為第一塔、第二塔和第三塔。反應(yīng)裝置經(jīng)過試壓、試漏、清洗、干燥等準備階段后，開始原始開車，并逐漸提高投料量，待光氯化反應(yīng)穩(wěn)定后，1，3-二(甲基)苯以95kg/h的速度連續(xù)地加入第一塔，第一塔塔溫通過加熱或冷卻裝置控制在80°C ?120°C，第一塔入射光中心峰值波長為460nm，塔內(nèi)平均光照度為2000(T39000Lux，同時從塔底以135kg/h的流量通入氯氣進行連續(xù)氯化反應(yīng)，控制加熱或冷卻的速度使得第一塔溫度不超過120°C ;第一塔的反應(yīng)液從塔底溢流到第二塔，第二塔入射光中心峰值波長為505nm，第二塔內(nèi)的平均光照度為4000(Γ61000 Lux，第二塔溫度控制在135?145°C，以128kg/h的流量向第二塔中通入氯氣；第二塔的反應(yīng)液從塔底溢流到第三塔，第三塔入射光中心峰值波長為586nm，第三塔內(nèi)的平均光照度為60000?86000 Lux，第三塔溫度控制在17(Tl80°C，以148kg/h的流量向第三塔中通入氯氣，由三個塔組成的反應(yīng)體系中合計通入氯氣量為411kg/h。從第三塔出口所得反應(yīng)混合物中取樣，在氣相色譜儀上分析該樣品，其中1，3-二 (三氯甲基)苯的純度為93.1%。
[0026]將得到的純度為93.1%的1，3-二(三氯甲基)苯粗品，按300 kg/h的速率經(jīng)由預(yù)熱器⑵加熱到100°c，連續(xù)地加入到三塔連續(xù)精餾塔組的第I塔(3)中部，第I塔真空度為0.09MPa,經(jīng)第I塔再沸器(4)加熱，維持塔底溫度為165?175°C，塔中溫度為10(Tl30°C，塔頂溫度為85?110°C，第I塔塔頂蒸出物，通過冷凝器(5)冷凝，低沸點成分和少量主成分1，3-二 (三氯甲基)苯從第I塔頂冷凝器流出，部分回流入第I塔頂部，部分連續(xù)的進入第2塔中部，回流比為1.4 ;
第2塔真空度為0.09MPa,經(jīng)第2塔再沸器(7)加熱，維持塔底溫度為165?175°C，塔中溫度為8(Γ100?，塔頂溫度為75、5°C，第2塔塔頂蒸出物，通過冷凝器(8)冷凝，一部分基本不含主成分1，3- 二 (三氯甲基)苯的輕組分，排出三塔精餾系統(tǒng)，一部分回流入第2塔，回流比為1.0 ;
第I塔的塔釜液和第2塔的塔釜液混合進入第3塔(9)中部，第3塔真空度為
0.098MPa，經(jīng)第3塔再沸器(10)加熱，維持塔底溫度為27(T290°C，塔中溫度為18(Tl90°C，塔頂溫度為15(T16(TC，第3塔蒸出物通過冷凝器(11)冷凝，一部分回流入第3塔，回流比為2.7，其余部分得到純度為99.3%的1，3-二(三氯甲基)苯(13)，8小時平均流量252kg/h，以1，3-二 (三氯甲基)苯計，8小時平均精餾收率84%，第3塔塔底主要為精餾殘液，轉(zhuǎn)入殘渣接收槽(12)處理后回收。
[0027]實施例2
1，4- 二 (三氯甲基)苯粗品的制備:將三個帶有測溫、回流冷凝器、LED燈照射裝置和加熱冷卻裝置的搪玻璃反應(yīng)塔串聯(lián)組成連續(xù)化光氯化反應(yīng)裝置，其中搪玻璃反應(yīng)塔依次為第一塔、第二塔和第三塔。反應(yīng)裝置經(jīng)過試壓、試漏、清洗、干燥等準備階段后，開始原始開車，并逐漸提高投料量，待光氯化反應(yīng)穩(wěn)定后，1，4- 二(甲基)苯以100kg/h的速度連續(xù)地加入第一塔，第一塔塔溫通過加熱或冷卻裝置控制在80°C ?120°C，第一塔入射光中心峰值波長為470nm，塔內(nèi)平均光照度為2500(T37000Lux，同時從塔底以140kg/h的流量通入氯氣進行連續(xù)氯化反應(yīng)，控制加熱或冷卻的速度使得第一塔溫度不超過120°C ;第一塔的反應(yīng)液從塔底溢流到第二塔，第二塔入射光中心峰值波長為502nm，第二塔內(nèi)的平均光照度為4500(Γ61000 Lux，第二塔溫度控制在135?145°C，以150kg/h的流量向第二塔中通入氯氣；第二塔的反應(yīng)液從塔底溢流到第三塔，第三塔入射光中心峰值波長為555nm，第三塔內(nèi)的平均光照度為70000?85000 Lux，第三塔溫度控制在17(Tl80°C，以145kg/h的流量向第三塔中通入氯氣，由三個塔組成的反應(yīng)體系中合計通入氯氣量為435kg/h。從第三塔出口所得反應(yīng)混合物中取樣，在氣相色譜儀上分析該樣品，其中1，4- 二 (三氯甲基)苯的純度為92.5%。
[0028]將得到的純度為92.5%的1，4-二(三氯甲基)苯粗品，按300 kg/h的速率經(jīng)由預(yù)熱器⑵加熱到120°C，連續(xù)地加入到三塔連續(xù)精餾塔組的第I塔(3)中部，第I塔真空度為0.09MPa,經(jīng)第I塔再沸器(4)加熱，維持塔底溫度為175?195°C，塔中溫度為12(Tl40°C，塔頂溫度為11(T12(TC，第I塔塔頂蒸出物，通過冷凝器(5)冷凝，低沸點成分和少量主成分1，4- 二 (三氯甲基)苯從第I塔頂冷凝器流出，部分回流入第I塔頂部，部分連續(xù)的進入第2塔中部，回流比為1.6 ;
第2塔真空度為0.09MPa,經(jīng)第2塔再沸器(7)加熱，維持塔底溫度為165?175°C，塔中溫度為ΚΚΓ?ΙΟ?，塔頂溫度為95?105°C，第2塔塔頂蒸出物，通過冷凝器(8)冷凝，一部分基本不含主成分1，4-二 (三氯甲基)苯的輕組分，排出三塔精餾系統(tǒng)，一部分回流入第2塔，回流比為1.1 ；
第I塔的塔釜液和第2塔的塔釜液混合進入第3塔(9)中部，第3塔真空度為
0.098MPa，經(jīng)第3塔再沸器加熱，維持塔底溫度為28(T300°C，塔中溫度為18(Tl90°C，塔頂溫度為15(T16(TC，第3塔的蒸出物通過冷凝器(11)冷凝，一部分回流入第3塔，回流比為
3.1，其余部分得到純度為99.19%的1,4-二(三氯甲基)苯(13)，8小時平均流量230kg/h，以1，4- 二(三氯甲基)苯計，8小時平均精餾收率82.2%，第3塔塔底主要為精餾殘液，轉(zhuǎn)入殘渣接收槽(12)處理后回收。
[0029]實施例3
1，3- 二 (三氯甲基)苯粗品的制備:將三個帶有測溫、回流冷凝器、LED燈照射裝置和加熱冷卻裝置的搪玻璃反應(yīng)塔串聯(lián)組成連續(xù)化光氯化反應(yīng)裝置，其中搪玻璃反應(yīng)塔依次為第一塔、第二塔和第三塔。反應(yīng)裝置經(jīng)過試壓、試漏、清洗、干燥等準備階段后，開始原始開車，并逐漸提高投料量，待光氯化反應(yīng)穩(wěn)定后，1，3- 二(甲基)苯以100kg/h的速度連續(xù)地加入第一塔，第一塔塔溫通過加熱或冷卻裝置控制在60°C ?120°C，第一塔入射光中心峰值波長為405nm，塔內(nèi)平均光照度為500(Tl5000Lux，同時從塔底以142kg/h的流量通入氯氣進行連續(xù)氯化反應(yīng)，控制加熱或冷卻的速度使得第一塔溫度不超過120°C ;第一塔的反應(yīng)液從塔底溢流到第二塔，第二塔入射光中心峰值波長為465nm，第二塔內(nèi)的平均光照度為2000(Γ35000 Lux，第二塔溫度控制在13(Tl40°C，以148kg/h的流量向第二塔中通入氯氣；第二塔的反應(yīng)液從塔底溢流到第三塔，第三塔入射光中心峰值波長為505nm，第三塔內(nèi)的平均光照度為42000?55000 Lux，第三塔溫度控制在17(Tl80°C，以147kg/h的流量向第三塔中通入氯氣，由三個塔組成的反應(yīng)體系中合計通入氯氣量為437kg/h。從第三塔出口所得反應(yīng)混合物中取樣，在氣相色譜儀上分析該樣品，其中1，3- 二 (三氯甲基)苯的純度為84.2%。
[0030]將得到的純度為84.2%的1，3- 二(三氯甲基)苯粗品，按300 kg/h的速率經(jīng)由預(yù)熱器(2)加熱到113°C，連續(xù)地加入到三塔連續(xù)精餾塔組的第I塔(3)中部，第I塔真空度為0.09MPa,經(jīng)第I塔再沸器(4)加熱，維持塔底溫度165?175°C，塔中溫度為10(Tl25°C，塔頂溫度為87?108°C，第I塔塔頂蒸出物，通過冷凝器(5)冷凝，低沸點成分和少量主成分1，3-二 (三氯甲基)苯從第I塔頂冷凝器流出，部分回流入第I塔頂部，部分連續(xù)的進入第2塔中部，回流比為1.8 ;
第2塔真空度為0.09MPa,經(jīng)第2塔再沸器(7)加熱，維持塔底溫度為165?175°C，塔中溫度為8(Γ100?，塔頂溫度為75、5°C，第2塔塔頂蒸出物，通過冷凝器(8)冷凝，一部分基本不含主成分1，3-二 (三氯甲基)苯的輕組分，排出三塔精餾系統(tǒng)，一部分回流入第2塔，回流比為1.0 ;
第I塔的塔釜液和第2塔的塔釜液都進入第3塔(9)中部，第3塔真空度為0.098MPa，經(jīng)第3塔再沸器(10)加熱，維持塔底溫度為28(T290°C，塔中溫度為18(Tl90°C，塔頂溫度為15(T160°C，第3塔蒸出物通過冷凝器(11)冷凝，一部分回流入第3塔，回流比為3.5，其余部分得到純度為99.05 %的1，3- 二(三氯甲基)苯(13)，8小時平均流量206.3kg/h，以1，3-二 (三氯甲基)苯計，8小時平均精餾收率80.9 %，第3塔塔底主要為精餾殘液，轉(zhuǎn)入殘渣接收槽(12)處理后回收。
[0031]本發(fā)明提出的二(三氯甲基)苯連續(xù)精餾工藝技術(shù)及設(shè)備已通過較佳實施例子進行了描述，相關(guān)技術(shù)人員明顯能在不脫離本
【發(fā)明內(nèi)容】
、精神和范圍內(nèi)對本文所述的結(jié)構(gòu)和設(shè)備進行改動或適當變更與組合，來實現(xiàn)本發(fā)明技術(shù)。特別需要指出的是，所有相類似的替換和改動對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是顯而易見的，他們都被視為包括在本發(fā)明精神、范圍和內(nèi)容中。
【權(quán)利要求】
1.一種二(三氯甲基)苯的連續(xù)精餾方法，其特征在于包括如下步驟: (1)二(三氯甲基)苯粗品經(jīng)預(yù)熱后進入三塔精餾系統(tǒng)中的第1塔中部，塔頂蒸餾出的輕組分進入第2塔中部進行進一步精餾； (2)第2塔塔頂蒸出物排出三塔精餾系統(tǒng)； (3)第1塔和第2塔塔釜液進入第3塔中部，進行進一步精餾，收集第3塔塔頂蒸出物，得到純化的二 (三氯甲基)苯。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種二(三氯甲基)苯的連續(xù)精餾方法，其特征在于步驟(2)中排出三塔精餾系統(tǒng)的蒸出物，任選地，可以進行進一步純化。
3.根據(jù)權(quán)利要求1-2任一項所述一種二(三氯甲基)苯的連續(xù)精餾方法，其特征在于第1塔內(nèi)真空度為0.08?0.095MPa,塔底溫度為145?210°C，塔中溫度為9(Tl50°C，塔頂溫度為8(Tl30°C，回流比為1?2。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述一種二(三氯甲基)苯的連續(xù)精餾方法，其特征在于第2塔內(nèi)真空度為0.08?0.095MPa,塔底溫度為145?210°C，塔中溫度為75?120°C，塔頂溫度為65?120°C，回流比為1?2。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4所述一種二(三氯甲基)苯的連續(xù)精餾方法，其特征在于第3塔內(nèi)真空度為0.095?0.1 MPa，塔底溫度為25(T300°C，塔中溫度為175?200°C，塔頂溫度為145?170°C，回流比為2?4。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項所述方法，其特征在于二(三氯甲基)苯粗品可以通過如下方法獲得:二(甲基)苯和氯氣在光照條件下反應(yīng)制備得到。
7.一種實施權(quán)利要求1飛任一項所述方法的裝置，包括三個精餾塔及其配套的再沸器和冷凝器系統(tǒng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于再沸器可采用塔體內(nèi)加熱，也可采用塔體外加熱；冷凝器可采用塔體內(nèi)冷凝，也可采用塔體外冷凝。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于塔底再沸器可采用蒸汽或?qū)嵊图訜?，?yōu)選采用導(dǎo)熱油加熱。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于任選地，各冷凝器后進一步連接有接收槽。
【文檔編號】C07C17/383GK104262084SQ201410461716
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月12日
【發(fā)明者】王農(nóng)躍, 邵建明, 聞國強, 趙全忠 申請人:上海方綸新材料科技有限公司