管式重氮化制备2,5‑二氯苯酚的方法及专用装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种管式重氮化制备2,5‑二氯苯酚的方法及专用装置，专用装置包括依次通过管道连接的混合器、管式反应器、水解釜，混合器分别与输入2,5‑二氯苯胺与H2SO4的混合液的第一配料釜、输入重氮化试剂的第二配料釜连接，第一配料釜与混合器之间通过第一底阀依次连接第一安全阀、第一计量泵、第一流量计，第二配料釜与混合器之间通过第二底阀依次连接第二安全阀、第二计量泵、第二流量计；第一计量泵与第一流量计以及第二计量泵与第二流量计分别形成反馈回路。水解釜入口与管式反应器的出口连通；水解釜上安装有分水器；第一配料釜与管式反应器之间以及第二配料釜与管式反应器之间的管路上分别设置有第一脉动阻尼器和第二脉动阻尼器。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种管式重氮化制备2,5-二氯苯酚的方法及专用装置。
技术介绍
2,5-二氯苯酚是合成麦草畏(3,6-二氯-2-甲氧基苯甲酸)的原料，其合成方法通常是以2,5-二氯苯胺为起始原料，经重氮化反应生成重氮盐，再经高温水解得到。重氮化反应为间歇釜式的操作方式，这种方法存在许多缺陷：重氮盐不稳定，受热易分解，因此，重氮化反应必须严格控制反应温度(一般为0℃左右)；重氮化反应为强放热反应，反应过程中必须严格控制亚硝酸钠的滴加速度；传统重氮化为间歇生产方式，重氮盐在反应器内停留时间长，增加偶合、分解等副反应发生几率；传统重氮化为低温反应，铵盐多呈固体析出状态，此时为固液反应体系，其传质效果较差，亚硝酸钠溶液滴入铵盐混合物中无法迅速达到分子尺度的混合均匀，增加副反应，且容易引起安全事故。在高温水解过程中容易产生大量焦油状废渣，增加了后处理难度和环保压力。目前已报道的重氮盐水解制备2,5-二氯苯酚的方法有：(1)以亚硝酸钠水溶液为重氮化剂对2,5-二氯苯胺硫酸盐进行重氮化，部分重氮化的反应物经管道加入预先装有底酸并升温的水解釜中进行水解(化工生产与技术，2010，17(2)：16-17)，水解过程采用水汽蒸馏带出产物，部分重氮化操作难控制，不利于放大；(2)以亚硝酸钠固体为重氮化剂对溶于98％硫酸的2,5-二氯苯胺硫酸盐进行重氮化，所得重氮液滴加入预先装有底酸并升温的水解釜中进行水解(CN1830943)，此方法浓硫酸难以回收利用并且用量较大；(3)以亚硝酸钠溶液为重氮化剂对2,5-二氯苯胺硫酸盐在管道内进行重氮化，所得重氮液进入另一管道中高温水解(合成化学，2014，22(1)：88～90)，收率仅为85.8％，此方法水解过程中焦油多，容易堵塞管道，难以连续生产。
技术实现思路
为了克服现有重氮盐水解制备2,5-二氯苯酚的方法存在的上述缺陷，本专利技术提供一种管式重氮化制备2,5-二氯苯酚的方法及专用装置。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：管式重氮化制备2,5-二氯苯酚的方法，其特征在于：所述的方法为：(1)、将原料2,5-二氯苯胺与H2SO4的混合液以及重氮化试剂分别储存于第一配料釜和第二配料釜中，并且分别通过与第一配料釜相连的第一计量泵输送装置、与第二配料釜相连的第二计量泵输送装置连续输送到混合器中混合，随即进入管式反应器进行重氮化反应，所述的2,5-二氯苯胺、所述的H2SO4中的硫酸以及所述的重氮化试剂在重氮化反应中的摩尔流量之比为1：2.5～15：0.95～1.3；所述的2,5-二氯苯胺与有机溶剂的比例为1：1～20kg/L；(2)所述的步骤(1)得到的混合反应液进入管式反应器进行重氮化反应，反应温度为10～150℃，反应停留时间为1～60s，得到重氮化反应液；(3)所述的步骤(2)得到的重氮化反应液通过管式反应器的出口进入装有硫酸和有机溶剂并预先升温至回流的水解釜中进行水解反应，反应过程中通过分水器分水，水解反应完全后继续回流1～2h，反应完成后，收集有机相，碱洗至中性，蒸馏回收溶剂，即得到2,5-二氯苯酚粗品。所述的与2,5-二氯苯胺混合的硫酸的质量浓度为30％～98％。所述的重氮化试剂为亚硝酸钠或亚硝酰硫酸。所述的重氮化试剂的质量浓度为6％～50％。所述的步骤(1)得到的混合反应液进入管式反应器进行重氮化反应，反应温度为30～80℃。所述的水解釜内的硫酸的浓度为30％～70％。所述的有机溶剂为芳烃或烷烃或醚或醇中的一种或多种组合；如甲苯、二甲苯、环己烷、甲基叔丁基醚、异戊醇中的一种或多种组合。用于碱洗收集的有机相的碱为无机弱碱。所述的无机弱碱可以是碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾或碳酸氢钾；反应完成后得到的稀硫酸滤除析出的无机盐后补加浓硫酸至初始酸浓度，即可回收套用。一种如上述所述的管式重氮化制备2,5-二氯苯酚方法的专用装置，其特征在于：所述的专用装置包括依次通过管道连接的混合器、管式反应器、水解釜，所述的混合器分别与输入2,5-二氯苯胺与H2SO4的混合液的第一配料釜、输入重氮化试剂的第二配料釜连接，所述的第一配料釜与混合器之间通过第一底阀依次连接第一安全阀、第一计量泵、第一流量计，所述的第二配料釜与混合器之间通过第二底阀依次连接第二安全阀、第二计量泵、第二流量计；所述的第一计量泵与第一流量计以及所述的第二计量泵与第二流量计分别形成反馈回路。所述的水解釜入口与管式反应器的出口连通；所述的水解釜上安装有分水器；所述的第一配料釜与管式反应器之间以及所述的第二配料釜与管式反应器之间的管路上分别设置有第一脉动阻尼器和第二脉动阻尼器。所述的管式反应器是单管管式反应器或多管管式反应器并联组成；所述的管式反应器的反应管道形状为直管或弯折管道，弯折管道的弯折角度≥45°。所述的混合器为两管路，其中一个管路中部嵌入另一管路，另一管路的开口朝物料流动方向设置，并且开口前部分具有缩径结构；另一管路与装有重氮化试剂的管路连接。所述的管式反应器管长为1～30m，管道直径为1～30mm。本专利技术所述的制备方法，其中，物料由计量泵输送至混合器中时可以通过控制流速来达到反应所需的投料比。所述在管式反应器内进行重氮化反应之前，通常预先通过夹套加热并保持在10～150℃的反应温度，优选所述在管式反应器内进行重氮化反应的温度为30～80℃。本专利技术的有益效果体现在：1、所述重氮化反应为连续化过程，反应物料经混合器快速混合后进入管式反应器，通过严格控制原料2,5-二氯苯胺、H2SO4、重氮化剂的进料比例，实现了管道内每一个截面的反应物料比例保持恒定，反应器内轴向无返混，克服了现有技术存在的局部浓度不均匀等问题；提高了换热效率，降低了能耗，减小了重氮化反应的在线体积提高了安全性；2、在水解过程中，通过引入溶剂，原位萃取产物，使之与重氮盐分离，避免副反应的发生，减少了焦油的产生；有机溶剂的加入使得生成的2,5-二氯苯酚迅速被有机相提取从而抑制其与未反应的重氮盐发成副反应形成焦油状废渣。3、本专利技术所述的2,5-二氯苯酚制备方法操作方便，后处理简单，产品收率好、纯度高，适合工业化生产。附图说明图1是本专利技术2,5-二氯苯酚制备方法的流程图；图中，1-第一配料釜，2-第二配料釜，3-第一底阀，4-第二底阀，5-第一计量泵，6-第二计量泵，7-第一安全阀，8-第二安全阀，9-第一脉动阻尼器，10-第二脉动阻尼器，11-第一流量计，12-第二流量计，13-混合器，14-管式反应器，15-夹套，16-水解釜，17-分水器。图2是本专利技术混合器的结构简图。具体实施方式以下通过具体实施例来说明本专利技术的技术方案，但本专利技术的保护范围不限于此。本专利技术的管式重氮化制备2,5-二氯苯酚方法的专用装置，所述的专用装置包括依次通过管道连接的混合器13、管式反应器14、水解釜16，所述的混合器13分别与输入2,5-二氯苯胺与H2SO4的混合液的第一配料釜1、输入重氮化试剂的第二配料釜2连接，所述的第一配料釜1与混合器13之间通过第一底阀3依次连接第一安全阀7、第一计量泵5、第一流量计11，所述的第二配料釜2与混合器13之间通过第二底阀4依次连接第二安全阀8、第二计量泵6、第二流量计12；所述的第一计量泵5与第一流量计11以及所述的第二计量泵6与第二流量计12分别本文档来自技高网...

【技术保护点】
管式重氮化制备2,5‑二氯苯酚的方法，其特征在于：所述的方法为：(1)、将原料2,5‑二氯苯胺与H2SO4的混合液以及重氮化试剂分别储存于第一配料釜和第二配料釜中，并且分别通过与第一配料釜相连的第一计量泵输送装置、与第二配料釜相连的第二计量泵输送装置连续输送到混合器中混合，随即进入管式反应器进行重氮化反应，所述的2,5‑二氯苯胺、所述的H2SO4中的硫酸以及所述的重氮化试剂在重氮化反应中的摩尔流量之比为1：2.5～15：0.95～1.3；所述的2,5‑二氯苯胺与有机溶剂的比例为1：1～20kg/L；(2)所述的步骤(1)得到的混合反应液进入管式反应器进行重氮化反应，反应温度为10～150℃，反应停留时间为1～60s，得到重氮化反应液；(3)所述的步骤(2)得到的重氮化反应液通过管式反应器的出口进入装有硫酸和有机溶剂并预先升温至回流的水解釜中进行水解反应，反应过程中通过分水器分水，水解反应完全后继续回流1～2h，反应完成后，收集有机相，碱洗至中性，蒸馏回收溶剂，即得到2,5‑二氯苯酚粗品。

【技术特征摘要】
1.管式重氮化制备2,5-二氯苯酚的方法，其特征在于：所述的方法为：(1)、将原料2,5-二氯苯胺与H2SO4的混合液以及重氮化试剂分别储存于第一配料釜和第二配料釜中，并且分别通过与第一配料釜相连的第一计量泵输送装置、与第二配料釜相连的第二计量泵输送装置连续输送到混合器中混合，随即进入管式反应器进行重氮化反应，所述的2,5-二氯苯胺、所述的H2SO4中的硫酸以及所述的重氮化试剂在重氮化反应中的摩尔流量之比为1：2.5～15：0.95～1.3；所述的2,5-二氯苯胺与有机溶剂的比例为1：1～20kg/L；(2)所述的步骤(1)得到的混合反应液进入管式反应器进行重氮化反应，反应温度为10～150℃，反应停留时间为1～60s，得到重氮化反应液；(3)所述的步骤(2)得到的重氮化反应液通过管式反应器的出口进入装有硫酸和有机溶剂并预先升温至回流的水解釜中进行水解反应，反应过程中通过分水器分水，水解反应完全后继续回流1～2h，反应完成后，收集有机相，碱洗至中性，蒸馏回收溶剂，即得到2,5-二氯苯酚粗品。2.如权利要求1所述的管式重氮化制备2,5-二氯苯酚的方法，其特征在于：所述的与2,5-二氯苯胺混合的硫酸的质量浓度为30％～98％。3.如权利要求1所述的管式重氮化制备2,5-二氯苯酚的方法，其特征在于：所述的重氮化试剂为亚硝酸钠或亚硝酰硫酸。4.如权利要求1所述的管式重氮化制备2,5-二氯苯酚的方法，其特征在于：所述的重氮化试剂的质量浓度为6％～50％。5.如权利要求1所述的管式重氮化制备2,5-二氯苯酚的方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：余志群，谢霄轩，苏为科，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33