一种1,2,3,4-四氯丁烷的生产方法及生产系统技术方案

本发明专利技术涉及一种1,2,3,4‑四氯丁烷的生产方法及生产系统，生产方法包括两个步骤：（1）在溶剂A中同时通入氯气和气体1,3‑丁二烯在催化剂的条件下反应，得到含有1,2,3,4‑四氯丁烷的混合物A；（2）将步骤（1）获得的混合物A与溶剂B混合后进行结晶，从而得到高纯度的1,2,3,4‑四氯丁烷。本发明专利技术反应收率高，条件温和、反应简单、能耗低、设备要求低且收率高。更适合应用于工业化生产。且本发明专利技术可以根据反应器的需要，随时通过冷源制备装置调整冷水的温度，确保反应器内所需温度。

Production method and production system of 1,2,3,4- four chloro butane

The invention relates to a production method and a production system of 1,2,3,4 -tetrachlorobutane. The production method comprises two steps: (1) reacting with chlorine and gas 1,3 -butadiene in solvent A at the same time under the condition of catalyst to obtain a mixture A containing 1,2,3,4 -tetrachlorobutane; (2) mixing A obtained by step (1) with the mixture A obtained by step (1). The solvent B is mixed and crystallized to obtain 1,2,3,4 1,2,3,4 four chloro butane with high purity. The invention has high reaction yield, mild conditions, simple reaction, low energy consumption, low equipment requirement and high yield. It is more suitable for industrial production. The invention can adjust the temperature of cold water through the cold source preparation device at any time according to the needs of the reactor to ensure the required temperature in the reactor.

【技术实现步骤摘要】
一种1,2,3,4-四氯丁烷的生产方法及生产系统
本专利技术涉及一种1,2,3,4-四氯丁烷的生产方法及生产系统，1,2,3,4-四氯丁烷为高附加值电子刻蚀气体六氟-1,3-丁二烯的生产原料，本专利技术属于化学合成

技术介绍
六氟-1,3-丁二烯用作半导体级氟气体的市场需求在全面增长。六氟-1,3-丁二烯在0.13um技术层面有诸多蚀刻上的优点。六氟-1,3-丁二烯有比八氟环丁烷有更高的对光阻和氮化硅选择比。六氟-1,3-丁二烯的ODP值（消耗臭氧潜能值）几乎为0，GWP值（全球变暖潜能值）为290，在传统含氟电子气体中最低，六氟-1,3-丁二烯取代在氧化膜蚀刻工艺中使用的八氟环丁烷，从而降低温室气体的排放，且可减少65％-82％PFC的排放，有关专家指出，到目前为止，六氟-1,3-丁二烯是唯一能提供所需蚀刻条件及减少排放的替代物。1,2,3,4-四氯丁烷作为可制备六氟-1,3-丁二烯的重要原料，对1,2,3,4-四氯丁烷的制备工艺提出了更高的生产要求，需要找出高效、经济且安全的方式制备1,2,3,4-四氯丁烷以满足工业化生产要求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种1,2,3,4-四氯丁烷的生产方法及生产系统，本专利技术分为两步完成，第一步即可获得高纯度的1,2,3,4-四氯丁烷，后经过再次提纯，获得含量高达99.9%的1,2,3,4-四氯丁烷。本专利技术的技术方案如下：一种1,2,3,4-四氯丁烷的生产方法，包括以下步骤：（1）在溶剂A中同时通入氯气和气体1,3-丁二烯在催化剂的条件下反应，得到含有1,2,3,4-四氯丁烷的混合物A；所述溶剂A选自四氯化碳、氯仿、二氯甲烷或二氯乙烷中的任意一种；优选为二氯甲烷；所述催化剂选自氮甲基吡咯烷酮、环丁砜或吡啶中的任意一种；优选为吡啶；溶剂A和催化剂体积比为10-30：1;标况下氯气和1,3-丁二烯体积比为5-8：2；溶剂A和1,3-丁二烯摩尔用量比为3-9：1；（2）将步骤（1）获得的混合物A与溶剂B混合后进行结晶，从而得到高纯度的1,2,3,4-四氯丁烷；溶剂B选自乙醇、异丙醇、辛醇或戊醇中的任意一种；优选为乙醇。溶剂B和混合物A体积比为7-15：10；进一步的，本专利技术中1,2,3,4-四氯丁烷的生产方法，具体步骤如下：（1）在3000ml的搪瓷反应釜中预先通入1200ml二氯甲烷和60ml吡啶，通入氮气置换装置内空气，同时反应釜的夹套结构内通冷水使溶液温度降低至10℃时，停止通入氮气，开启搅拌器，以60L/h通入氯气，同时以20L/h的速率通入1,3-丁二烯，反应4小时后关闭氯气、1,3-丁二烯；收集含有1,2,3,4-四氯丁烷的混合物；（2）将含有1,2,3,4-四氯丁烷的混合物加入等体积的乙醇，装入3L带冷凝器的圆底三口瓶中，瓶中放入一颗A型搅拌磁子，三口瓶置于水浴锅中。冷凝器中通入循环水，开启搅拌，水浴锅升温至70℃，待1,2,3,4-四氯丁烷全部溶解后，控制水浴锅温度以16℃/h降温，搅拌磁子转速调整为60r/min。待溶液温度降低至10℃后，育晶30min后，即得1,2,3,4-四氯丁烷。本专利技术还包括生产1,2,3,4-四氯丁烷的系统，包括冷源制备装置、反应器和结晶罐，反应器的外壁为夹套结构；冷源制备装置，包括控制装置和冷凝装置，控制装置包括绝热杜瓦罐，绝热杜瓦罐的顶部连接流道A，流道A上设有安全阀，在安全阀和绝热杜瓦罐之间设有抽放真空管，抽放真空管上设有开关，流道A上设有流道B，流道B的端部延伸至绝热杜瓦罐的底部，流道B上设有控压调节阀，绝热杜瓦罐与压力表A通过流道C连接，控压调节阀与压力表A电连接，绝热杜瓦罐上设有液氮进口，液氮进口上设有液氮进口阀，绝热杜瓦罐的底部通过流道D与冷凝装置联接，流道D上设有温度自动控制阀；冷凝装置包括冷凝罐，冷凝罐外部设有绝热层，冷凝罐与绝热层之间形成液氮夹套腔体，液氮夹套腔体通过流道E经温度自动控制阀与流道D连接，冷凝罐内部设有液氮冷凝盘管，液氮冷凝盘管液氮冷凝盘管通过流道F经温度自动控制阀与流道D连接，冷凝罐的顶部连接有压力表B，并设有不凝气放空管，不凝气放空管上设有不凝气放空开关，冷凝罐的中上部设有物料进口，物料进口上设有进料开关，冷凝罐的底部设有冷凝液排出管，冷凝液排出管上设有冷凝液排出阀；这一结构中液氮可进入液氮夹套腔体和液氮冷凝盘管中，加快了冷管罐的冷却，且使得冷凝罐内的温度更加均匀。冷凝液排出管与反应器的夹套结构相连，反应器与结晶罐通过管路连接。进一步，反应器的底部设有搅拌器；搅拌器的搅拌桨为推进式，这一结构有利于反应的更加充分。进一步的，反应器为搪瓷反应釜。进一步的，冷凝罐内设有温度传感器；优选的，温度传感器分别设置于冷凝罐的顶部和底部。本专利技术与现有技术相比具有以下优点：1、本专利技术可以根据反应器的需要，随时通过冷源制备装置调整冷水的温度，确保反应器内所需温度。2、本专利技术反应收率高，条件温和、反应简单、能耗低、设备要求低且收率高。更适合应用于工业化生产。现有技术中合成1,2,3,4-四氯丁烷的两种基本方法：一种是分步合成法，首先1,3-丁二烯与氯气部分加成为顺1,4-二氯-2-丁烯，然后顺1,4-二氯-2-丁烯再与氯气加成为1,2,3,4-四氯丁烷；另一种是一步合成法，将1,3-丁二烯与氯气直接加成为1,2,3,4-四氯丁烷。前者反能耗巨大，后者反应生成大量的焦油状物。附图说明图1为本专利技术生产1,2,3,4-四氯丁烷的系统的结构示意图。符号说明：1.控制装置、2.冷凝装置、3.绝热杜瓦罐、4.流道A、5.安全阀、6.抽放真空管、7.开关、8.流道B、9.控压调节阀、10.压力表A、11.流道C、12.液氮进口、13.液氮进口阀、14.流道D、15.温度自动控制阀、16.冷凝罐、17.绝热层、18.液氮夹套腔体、19.流道E、20.压力表B，、21不凝气放空管、22.不凝气放空开关、23物料进口、24.进料开关、25.冷凝液排出管、26.冷凝液排出阀、27.液氮冷凝盘管、28.流道F、29.温度传感器、30.反应器、31.结晶罐。具体实施方式下面结合具体实施例来进一步描述本专利技术，本专利技术的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但实施例仅是范例性的，并不对本专利技术的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本专利技术的精神和范围下可以对本专利技术技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本专利技术的保护范围内。实施例1一种1,2,3,4-四氯丁烷的生产方法（1）在3000ml的搪瓷反应釜中预先通入1200ml二氯甲烷和60ml吡啶，通入氮气置换装置内空气，同时反应釜的夹套结构内通冷水使溶液温度降低至10℃时，停止通入氮气，开启搅拌器，以60L/h通入氯气，同时以20L/h的速率通入1,3-丁二烯，反应4小时后关闭氯气、1,3-丁二烯；收集含有1,2,3,4-四氯丁烷的混合物。经GC检测后，得到1,2,3,4-四氯丁烷含量为92.7%。（2）将含有1,2,3,4-四氯丁烷的混合物加入等体积的乙醇，装入3L带冷凝器的圆底三口瓶中，瓶中放入一颗A型搅拌磁子，三口瓶置于水浴锅中。冷凝器中通入循环水，开启搅拌，水浴锅升温至70℃，待1,2,3,4-四氯丁烷全部溶解后，控制水浴锅温度以16℃/本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种1,2,3,4‑四氯丁烷的生产方法，其特征在于，生产方法包括以下步骤：（1）在溶剂A中同时通入氯气和气体1,3‑丁二烯在催化剂的条件下反应，得到含有1,2,3,4‑四氯丁烷的混合物A；所述溶剂A选自四氯化碳、氯仿、二氯甲烷或二氯乙烷中的任意一种；所述催化剂选自氮甲基吡咯烷酮、环丁砜或吡啶中的任意一种；溶剂A和催化剂体积比为10‑30：1；标况下氯气和1,3‑丁二烯体积比为5‑8：2；溶剂A和1,3‑丁二烯摩尔用量比为3‑9：1；（2）将步骤（1）获得的混合物A与溶剂B混合后进行结晶，从而得到高纯度的1,2,3,4‑四氯丁烷；溶剂B选自乙醇、异丙醇、辛醇或戊醇中的任意一种；溶剂B和混合物A体积比为7‑15：10。

【技术特征摘要】
1.一种1,2,3,4-四氯丁烷的生产方法，其特征在于，生产方法包括以下步骤：（1）在溶剂A中同时通入氯气和气体1,3-丁二烯在催化剂的条件下反应，得到含有1,2,3,4-四氯丁烷的混合物A；所述溶剂A选自四氯化碳、氯仿、二氯甲烷或二氯乙烷中的任意一种；所述催化剂选自氮甲基吡咯烷酮、环丁砜或吡啶中的任意一种；溶剂A和催化剂体积比为10-30：1；标况下氯气和1,3-丁二烯体积比为5-8：2；溶剂A和1,3-丁二烯摩尔用量比为3-9：1；（2）将步骤（1）获得的混合物A与溶剂B混合后进行结晶，从而得到高纯度的1,2,3,4-四氯丁烷；溶剂B选自乙醇、异丙醇、辛醇或戊醇中的任意一种；溶剂B和混合物A体积比为7-15：10。2.根据权利要求1所述生产方法，其特征在于，所述溶剂A为二氯甲烷；所述催化剂为吡啶；溶剂B为乙醇。3.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，具体步骤如下：（1）在3000ml的搪瓷反应釜中预先通入1200ml二氯甲烷和60ml吡啶，通入氮气置换装置内空气，同时反应釜的夹套结构内通冷水使溶液温度降低至10℃时，停止通入氮气，开启搅拌器，以60L/h通入氯气，同时以20L/h的速率通入1,3-丁二烯，反应4小时后关闭氯气、1,3-丁二烯；收集含有1,2,3,4-四氯丁烷的混合物；（2）将含有1,2,3,4-四氯丁烷的混合物加入等体积的乙醇，装入3L带冷凝器的圆底三口瓶中，瓶中放入一颗A型搅拌磁子，三口瓶置于水浴锅中；冷凝器中通入循环水，开启搅拌，水浴锅升温至70℃，待1,2,3,4-四氯丁烷全部溶解后，控制水浴锅温度以16℃/h降温，搅拌磁子转速调整为60r/min；待溶液温度降低至10℃后，育晶30min后，即得1,...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘国栋，刘宪，赵振南，
申请(专利权)人：山东重山光电材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37