一种可有效提高4-氯-3,5-二甲基苯酚氯化反应生产效率的工艺及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种可有效提高4‑氯‑3,5‑二甲基苯酚氯化反应生产效率的工艺及装置，工艺包括喷射吸收过程：通过氯气喷射器的液体进口进入氯化剂混合釜的液体硫酰氯和通过氯气喷射器的气体进口进入氯化剂混合釜的氯气混合制备氯化剂；一级反应过程：3,5‑二甲基苯酚和四氯乙烯混合后在一级反应器、一级循环泵、一级换热器和一级喷射器之间循环后，与经由一级喷射器吸入的氯化剂混合并在一级反应器中反应；二级反应过程：将经一级反应过程获得的物料和四氯乙烯在二级反应器、二级循环泵、二级换热器和二级喷射器之间循环后，与经由二级喷射器吸入的硫酰氯混合并在二级反应器中反应。通过本发明专利技术的工艺及其装置的用于制备4‑氯‑3,5‑二甲基苯酚的反应效率较高。

【技术实现步骤摘要】
一种可有效提高4-氯-3,5-二甲基苯酚氯化反应生产效率的工艺及装置
本专利技术属于4-氯-3,5-二甲基苯酚氯化反应工艺领域，更具体涉及一种可有效提高生产效率的4-氯-3,5-二甲基苯酚氯化反应生产效率的工艺。
技术介绍
4-氯-3,5-二甲基苯酚是一种被公认为高效、光谱安全的杀菌剂，经美国FDA认证的首选杀菌剂。太原李工大学的魏文珑等在《对氯间二甲酚的合成研究》中提到“日常生活中对杀菌、消毒的需求也与日俱增，这为对氯间二甲酚提供了更佳广阔的市场”，另外提到“对氯间二甲酚由于其有优异的杀菌和防腐功能，目前已引起国内外普遍关注，其发展前景乐观，市场潜力巨大”。2005年第三届全国(丽江)防霉防菌技术研讨及产品交流会论文汇编中倪廷、袁万泰和钱建华的《氯代间二甲酚系列防霉抗菌剂研制报告》中介绍了“氯代间二甲酚系列产品，包括对氯间二甲酚PCMX，2,4-二氯-3,5-二甲基苯酚简称DCMX，PCMX和DCMC的混合物PXDX三种产品。同时介绍了氯代间二甲酚系列防霉抗菌剂的物理化学性质、防霉抗菌效果以及氯代间二甲酚系列产品合成工艺”。1866年，Dubois用等摩尔的硫酰氯和熔融的苯酚进行反应开始，人类就知道了用硫酰氯选择性合成一氯苯酚类化合物。但是现代分析技术表明，上述反应的选择性与Dubois当时的想法并不一致，即在上述反应过程中，他认为对氯苯酚的选择性占主导地位。上世纪中后期，这个反应的催化剂体系，包括二甲硫化物和金属卤化物，在美国专利3920757中进行了介绍。W.D.Watson等人在该专利的例35中提供了一种用二苯硫醚和三氯化铁作为催化剂，用硫酰氯和3,5-二甲基苯酚进行反应会被PCMX的方法。该方法没有提到溶剂的使用，但是该专利权利要求一种的说法，是在液相条件下反应，因此可以推断是在熔融条件下反应的。反应后结果是3,5-二甲基苯酚：1.9％，1-羟基-3,5-二甲基-4-氯苯苯酚：89.9％。专利没有提到提纯的方法，也没有产品纯度的描述，底物的转化率仅为98.1％，如果不用有机溶剂重结晶，产品很难达到98％以上。但其所使用的催化剂-二苯硫醚存在价格高，且回收困难的问题。美国专利4245127重点介绍了使用有机硫化物和金属氯化物作为共催化剂，在惰性溶剂体系中氯化1-羟基-3,5-二甲基苯酚的方法，该专利分别讨论了用噻吩和十二硫醇作为有机硫化物，三氯化铁、三氯化铝、以及四氯化钛作为金属氯化物组成共催化剂的体系，在四氯乙烯的溶剂体系中，对用3,5-二甲基苯酚进行反应合成3,5-二甲基-4-氯苯酚的影响。该方法除了具有催化剂回收困难的缺点以外，而且还使用了毒性较大的有机溶剂，不但增加了生产成本，而且造成了环境污染。中国专利CN101085722A中提到一种基于US4245127的改进方法，即在反应过程中加入了一种或多种烷基醚类化合物作为共催化剂，较大的提高了对位产品的选择性。但是该方法依然没有解决催化剂的回收套用，及有机溶剂的使用问题。4-氯-3,5-二甲基苯酚(PCMX)的工艺过程一般以3,5-二甲基苯酚为原料、以四氯乙烯为溶剂、以硫酰氯为氯化剂，该工艺生产过程周期长(12-16h)，反复进行降温和升温操作，副反应严重。
技术实现思路
本专利技术提供了一种反应效率较高的可有效提高4-氯-3,5-二甲基苯酚氯化反应生产效率的工艺。根据本专利技术的一个方面，提供了一种可有效提高4-氯-3,5-二甲基苯酚氯化反应生产效率的工艺，包括喷射吸收过程：通过氯气喷射器的液体进口进入氯化剂混合釜的液体硫酰氯和通过氯气喷射器的气体进口进入氯化剂混合釜的氯气混合制备氯化剂；一级反应过程：3,5-二甲基苯酚和四氯乙烯混合后在一级反应器、一级循环泵、一级换热器和一级喷射器之间循环后，与经由一级喷射器吸入的氯化剂混合并在一级反应器中反应；二级反应过程：将经所述一级反应过程获得的物料和四氯乙烯在二级反应器、二级循环泵、二级换热器和二级喷射器之间循环后，与经由二级喷射器吸入的硫酰氯混合并在二级反应器中反应。根据本专利技术的另一个方面，提供了可有效提高4-氯-3,5-二甲基苯酚氯化反应生产效率的装置，，包括喷射吸收单元、原料混合单元、一级反应单元和二级反应单元,喷射吸收单元包括储存有液体硫酰氯的硫酰氯原料罐、储存有氯气的氯气钢瓶、氯气喷射器和氯化剂混合釜，所述氯气喷射器分别与所述硫酰氯原料罐和所述氯气钢瓶连通，所述氯气喷射器安装在所述氯化剂混合釜上，所述硫酰氯和所述氯气通过所述氯气喷射器进入氯化剂混合釜中混合成氯化剂混合物；原料混合单元包括储存有3，5-二甲基苯酚的3,5-二甲基苯酚原料罐、储存有四氯乙烯的四氯乙烯原料罐和混合器，所述3,5-二甲基苯酚原料罐和四氯乙烯原料罐分别与混合器连接，所述3,5-二甲基苯酚原料罐中的3,5-二甲基苯酚和所述四氯乙烯原料罐中的四氯乙烯在混合器中进行混合成原料混合物，一级反应单元包括依次首尾连接的一级喷射器、一级反应器、一级循环泵和一级换热器，所述一级喷射器还与所述氯气混合釜连接，所述一级反应器与所述混合器连接，所述氯化剂混合物和所述原料混合物在在所述一级反应器、所述一级循环泵、所述一级换热器和所述一级喷射器之间循环后反应，二级反应单元包括依次首尾连接的二级喷射器、二级反应器、二级循环泵和二级换热器，所述硫酰氯原料罐与所述二级喷射器连接，所述四氯乙烯原料罐与所述二级反应器连接，所述一级循环泵与所述二级反应器连接，所述硫酰氯、所述一级反应单元内的物料和所述四氯乙烯在所述二级反应器、二级循环泵、二级换热器和二级喷射器之间循环后反应。在一些实施方式中，所述硫酰氯原料罐中的液体硫酰氯经过滤后依次通过泵、调节阀和流量计以0.49m3/h的流量通过所述氯气喷射器的液体进口进入所述氯气喷射器内。在一些实施方式中，所述氯气钢瓶中的氯气依次经过调节阀、5-10℃的冷却槽和0.1-0.15Mpa的缓冲罐通过所述氯气喷射器的气体进口进入所述氯气喷射器内。在一些实施方式中，所述氯化剂混合釜的釜内的液位为1200-1500mm、釜内温度为5-10℃、釜内压力为0.1-0.15Mpa。在一些实施方式中，所述3,5-二甲基苯酚在所述3,5-二甲基苯酚原料罐中和物料输送过程中的温度为56±2℃。在一些实施方式中，物料经所述一级喷射器或所述二级喷射器形成高速流体，并在所述喷嘴周围形成压力降吸入氯化剂，物料和氯化剂在所述一级反应器或所述二级反应器中形成湍流进行反应。在一些实施方式中，所述一级反应器内的物料的温度为45±2℃、压力≤0.05Mpa、停留时间为15min。在一些实施方式中，所述二级反应器内的物料的温度为40±2℃、压力≤0.05Mpa、停留时间为15min。在一些实施方式中，所述二级循环泵还连接有氯化液接收罐，反应结束以后物料流进入所述氯化液接收罐。其有益效果为：本专利技术充分利用喷射器高效的传热和传质优点，在较短的时间内实现氯化反应过程，减少返混对反应收率的影响，提高反应效率；同时根据该反应进程的特点，控制反应深度，在浅反应阶段降低副产物的生成量，提高产品的收率；同时利用氯气在该反应中高效的特点，将其加压溶解于硫酰氯中参与氯化反应，进一步提高反应速率，缩短反应时间。本专利技术将喷射器应用于传统氯化反应过程中，同时用氯化活性较高的氯气本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可有效提高4‑氯‑3,5‑二甲基苯酚氯化反应生产效率的工艺及装置，其特征在于，包括：喷射吸收过程：通过氯气喷射器的液体进口进入氯化剂混合釜的液体硫酰氯和通过氯气喷射器的气体进口进入氯化剂混合釜的氯气混合制备氯化剂；一级反应过程：3,5‑二甲基苯酚和四氯乙烯混合后在一级反应器、一级循环泵、一级换热器和一级喷射器之间循环后，与经由一级喷射器吸入的氯化剂混合并在一级反应器中反应；二级反应过程：将经所述一级反应过程获得的物料和四氯乙烯在二级反应器、二级循环泵、二级换热器和二级喷射器之间循环后，与经由二级喷射器吸入的硫酰氯混合并在二级反应器中反应。

【技术特征摘要】
1.一种可有效提高4-氯-3,5-二甲基苯酚氯化反应生产效率的工艺及装置，其特征在于，包括：喷射吸收过程：通过氯气喷射器的液体进口进入氯化剂混合釜的液体硫酰氯和通过氯气喷射器的气体进口进入氯化剂混合釜的氯气混合制备氯化剂；一级反应过程：3,5-二甲基苯酚和四氯乙烯混合后在一级反应器、一级循环泵、一级换热器和一级喷射器之间循环后，与经由一级喷射器吸入的氯化剂混合并在一级反应器中反应；二级反应过程：将经所述一级反应过程获得的物料和四氯乙烯在二级反应器、二级循环泵、二级换热器和二级喷射器之间循环后，与经由二级喷射器吸入的硫酰氯混合并在二级反应器中反应。2.根据权利要求1所述的可有效提高4-氯-3,5-二甲基苯酚氯化反应生产效率的装置，其特征在于，包括喷射吸收单元、原料混合单元、一级反应单元和二级反应单元,喷射吸收单元包括储存有液体硫酰氯的硫酰氯原料罐、储存有氯气的氯气钢瓶、氯气喷射器和氯化剂混合釜，所述氯气喷射器分别与所述硫酰氯原料罐和所述氯气钢瓶连通，所述氯气喷射器安装在所述氯化剂混合釜上，所述硫酰氯和所述氯气通过所述氯气喷射器进入氯化剂混合釜中混合成氯化剂混合物；原料混合单元包括储存有3，5-二甲基苯酚的3,5-二甲基苯酚原料罐、储存有四氯乙烯的四氯乙烯原料罐和混合器，所述3,5-二甲基苯酚原料罐和四氯乙烯原料罐分别与混合器连接，所述3,5-二甲基苯酚原料罐中的3,5-二甲基苯酚和所述四氯乙烯原料罐中的四氯乙烯在混合器中进行混合成原料混合物，一级反应单元包括依次首尾连接的一级喷射器、一级反应器、一级循环泵和一级换热器，所述一级喷射器还与所述氯气混合釜连接，所述一级反应器与所述混合器连接，所述氯化剂混合物和所述原料混合物在在所述一级反应器、所述一级循环泵、所述一级换热器和所述一级喷射器之间循环后反应，二级反应单元包括依次首尾连接的二级喷射器、二级反应器、二级循环泵和二级换热器，所述硫酰氯原料罐与所述二级喷射器连接，所述四氯乙烯原料罐与所述二级反应器连接，所述一级循环泵与所述二级反应器连接，所述硫酰氯、所述一级反应...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈健明，崔迎祥，朱汉文，
申请(专利权)人：江苏焕鑫新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32