对苯二甲酰氯的制备工艺制造技术

本发明专利技术属于有机合成技术领域，具体涉及一种对苯二甲酰氯的制备工艺。在LED光源照射下，向对二甲苯中通入过量氯气反应，得到1,4‑二(三氯甲基)苯粗品，用碱液吸收多余氯气；取制得的1,4‑二(三氯甲基)苯粗品与对苯二甲酸，在催化剂作用下反应，用氮气驱赶反应产生的氯化氢气体，直至无氯化氢气体放出，得到对苯二甲酰氯粗品；对苯二甲酰氯粗品中加入脱色剂，经减压精馏得到对苯二甲酰氯。本发明专利技术具有工艺简单、原料易得、成本低、操作方便、产品品质高、质量稳定等优点。

Preparation of Terephthaloyl chloride

The invention belongs to the technical field of organic synthesis, in particular to a preparation process of Terephthalyl chloride. Under the irradiation of LED light source, excessive chlorine gas was injected into p-xylene, and 1,4 (trichloromethyl) benzene crude product was obtained, which absorbed excess chlorine gas with alkali solution; 1,4 (trichloromethyl) benzene crude product and terephthalic acid were prepared, which reacted with catalyst, and hydrogen chloride gas was driven out by nitrogen gas until no hydrogen chloride gas was released, and Terephthaloyl chloride crude product was obtained. Terephthaloyl chloride was obtained by vacuum distillation with decolorizing agent added to crude Terephthaloyl chloride. The invention has the advantages of simple process, easy availability of raw materials, low cost, convenient operation, high product quality and stable quality.

【技术实现步骤摘要】
对苯二甲酰氯的制备工艺
本专利技术属于有机合成
，具体涉及一种对苯二甲酰氯的制备工艺。
技术介绍
对苯二甲酰氯是重要的有机化工原料，是聚酰胺、聚酯等聚合物的原料，是合成特种纤维的单体，可作芳纶、锦纶增强剂，芳纶纤维是一种高性能合成纤维，具有超高强度、耐高温、耐酸碱、重量轻等优点，韧性和强度分别可达优质钢材的2倍和6倍，用于飞机、火箭、导弹和防弹设备中。芳纶1414在军事方面的应用较为广泛，芳纶1414有极高的强度，大于28克/旦，是优质钢材的5-6倍，模量是钢材或玻璃纤维的2-3倍，韧性是钢材的2倍，而重量仅为钢材的1/5。芳纶1414涉及的领域广泛，对其原料的要求也很高，而对苯二甲酰氯是其重要的原料之一，所以对苯二甲酰氯的好坏直接影响到聚合出来的芳纶1414的质量。目前制备对苯二甲酰氯的方法比较多，而且都存在收率低，纯度低，以及结晶后中心颜色不纯等缺陷，增加了芳纶1414聚合时的难度，从而加大了生产排废量，影响了芳纶1414的品质。对苯二甲酰氯以对苯二甲酸为原料的合成工艺，根据酰氯化试剂不同，主要分为氯化亚砜法、五氯化磷法、三氯化磷法和光气法。氯化亚砜法是以氯化亚砜为氯化剂，对苯二甲酸为原料，N,N-二甲基甲酰胺或吡啶为催化剂制备对苯二甲酰氯。该方法由于N,N-二甲基甲酰胺不稳定，SOCl2反应生成(氯亚甲基)二甲基氯化铵，导致不易分离纯度低，需进行多次减压蒸馏后产品纯度才能达到99％以上。五氯化磷法中的氯化剂为固体五氯化磷，加料相对来说比较困难，再加上五氯化磷容易吸水，生成氯化氢影响投料比例的准确度，而且对苯二甲酸本身也为固体，两者不易混合均匀，操作不便。三氯化磷法需要的反应温度较高，时间长、工艺操作条件比较复杂，再加上副产物三氯氧磷的提纯，既腐蚀设备，又增加了生产成本。光气法工艺路线，需要专门发生光气或采购光气，光气属于剧毒产品，反应中需要使用溶剂，副产物也是气体，容易造成光气随副产物排出，对安全和防护要求非常高，另外还要增加溶剂回收装置，使得生产成本大幅度增加。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种对苯二甲酰氯的制备工艺，具有工艺简单、操作方便、原料易得、成本低、尾气容易处理、收率高、对环境没有危害性的优点，适合工业化生产。本专利技术所述的对苯二甲酰氯的制备工艺，步骤如下：(1)在LED光源照射下，向对二甲苯中通入过量氯气反应，得到1,4-二(三氯甲基)苯粗品，用碱液吸收多余氯气；(2)取步骤(1)制得的1,4-二(三氯甲基)苯粗品与对苯二甲酸，在催化剂作用下反应，用氮气驱赶反应产生的氯化氢气体，直至无氯化氢气体放出，得到对苯二甲酰氯粗品；(3)对苯二甲酰氯粗品中加入脱色剂，经减压精馏得到对苯二甲酰氯。步骤(1)中所述的LED光源波长范围为350-460nm。步骤(1)中所述的反应温度为120-140℃，反应时间为6-9小时。步骤(2)中所述的1,4-二(三氯甲基)苯粗品与对苯二甲酸的质量比为1:0.45-0.62。步骤(2)中所述的催化剂为ZnCl2、FeCl3或4-二甲氨基吡啶中的一种。步骤(2)中所述的催化剂用量为对苯二甲酸质量的0.1-0.3％。步骤(2)中所述的反应温度为130-145℃，反应时间为5-8小时。步骤(3)中所述的脱色剂为硅藻土或活性炭。步骤(3)中所述的脱色剂的加入量为对苯二甲酰氯粗品质量的1-6％。本专利技术在进行氯化反应时，可根据氯气分子参加反应所需光解能的大小，选择适当的LED光源波长范围。波长过短，虽然能量高，但不利于氯化反应控制，容易发生副反应，导致反应液颜色加深，甚至碳化，妨碍有效波长的透过，抑制反应的顺利进行，导致产品质量和收率降低；波长过长，则能量低，对反应不起作用，造成浪费。由于采用脱色剂，解决了现有技术催化剂残余物在产品精馏时极易与产品同时蒸出，使得产品对苯二甲酰氯变色的主要难题。本专利技术与现有技术相比，具有如下有益效果：本专利技术具有工艺简单、原料易得、成本低、操作方便、产品品质高、质量稳定等优点，完全满足下游产品的生产要求，适合工业化生产。本专利技术中无需任何溶剂混入，催化剂循环使用，保持了产物的高纯度。具体实施方式以下结合实施例对本专利技术做进一步描述。实施例1(1)取对二甲苯100g，在波长为350-370nmLED光源照射下，于130℃向其通入氯气471.5g，经8小时反应，制得1,4-二(三氯甲基)苯粗品280.6g，色谱含量为92.5％，用碱液吸收多余氯气；(2)将步骤(1)制得的1,4-二(三氯甲基)苯粗品与对苯二甲酸134.2g加入反应瓶中，在0.125g氯化锌催化作用下，于130℃下反应8小时，用氮气驱赶反应产生的氯化氢气体，直至无氯化氢气体放出，得到对苯二甲酰氯粗品；(3)对苯二甲酰氯粗品中加入脱色剂硅藻土，经减压精馏得对苯二甲酰氯351.62g，色谱含量为99.91％，熔点82.1℃，产品总收率为94.3％(按对二甲苯计)。实施例2(1)取对二甲苯100g，在波长为400-420nmLED光源照射下，于140℃向其通入氯气514.6g，经9小时反应，制得1,4-二(三氯甲基)苯粗品292.36g，色谱含量为93.67％，用碱液吸收多余氯气；(2)将步骤(1)制得的1,4-二(三氯甲基)苯粗品与对苯二甲酸140.8g加入反应瓶中，在0.431g氯化铁催化作用下，于140℃下反应7小时，用氮气驱赶反应产生的氯化氢气体，直至无氯化氢气体放出，得到对苯二甲酰氯粗品；(3)对苯二甲酰氯粗品中加入脱色剂活性炭，经减压精馏得对苯二甲酰氯365.42g，色谱含量为99.92％，熔点82.6℃，产品收率为96.8％(按对二甲苯计)。实施例3(1)取对二甲苯100g，在波长为440-460nmLED光源照射下，于120℃向其通入氯气545.7g，经6小时反应，制得1,4-二(三氯甲基)苯粗品296.21g，色谱含量为96.3％，用碱液吸收多余氯气；(2)将步骤(1)制得的1,4-二(三氯甲基)苯粗品与对苯二甲酸160.6g加入反应瓶中，在4-二甲氨基吡啶0.796g催化作用下，于145℃下反应6小时，用氮气驱赶反应产生的氯化氢气体，直至无氯化氢气体放出，得到对苯二甲酰氯粗品；(3)对苯二甲酰氯粗品中加入脱色剂活性炭，经减压精馏得到对苯二甲酰氯362.56g，色谱含量为99.95％，熔点82.3℃，产品总收率为97.9％(按对二甲苯计)。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种对苯二甲酰氯的制备工艺，其特征在于步骤如下：(1)在LED光源照射下，向对二甲苯中通入过量氯气反应，得到1,4‑二(三氯甲基)苯粗品，用碱液吸收多余氯气；(2)取步骤(1)制得的1,4‑二(三氯甲基)苯粗品与对苯二甲酸，在催化剂作用下反应，用氮气驱赶反应产生的氯化氢气体，直至无氯化氢气体放出，得到对苯二甲酰氯粗品；(3)对苯二甲酰氯粗品中加入脱色剂，经减压精馏得到对苯二甲酰氯。

【技术特征摘要】
1.一种对苯二甲酰氯的制备工艺，其特征在于步骤如下：(1)在LED光源照射下，向对二甲苯中通入过量氯气反应，得到1,4-二(三氯甲基)苯粗品，用碱液吸收多余氯气；(2)取步骤(1)制得的1,4-二(三氯甲基)苯粗品与对苯二甲酸，在催化剂作用下反应，用氮气驱赶反应产生的氯化氢气体，直至无氯化氢气体放出，得到对苯二甲酰氯粗品；(3)对苯二甲酰氯粗品中加入脱色剂，经减压精馏得到对苯二甲酰氯。2.根据权利要求1所述的对苯二甲酰氯的制备工艺，其特征在于步骤(1)中所述的LED光源波长范围为350-460nm。3.根据权利要求1所述的对苯二甲酰氯的制备工艺，其特征在于步骤(1)中所述的反应温度为120-140℃，反应时间为6-9小时。4.根据权利要求1所述的对苯二甲酰氯的制备工艺，其特征在于步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩楠楠，石余飞，兰燕，刘晓玉，王荣海，张良，刘嵩，
申请(专利权)人：山东凯盛新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37