一种二氯丙醇的连续化制备系统及方法技术方案

本发明专利技术提供一种二氯丙醇的连续化制备系统及方法，本发明专利技术在两级氯化反应器之前设有两级氯化塔，保证反应充分进行；在两级氯化反应器后均设置有冷凝器，通过快速冷凝分离副产物水促进反应正向移动并移除反应热。本发明专利技术综合利用超重力反应器技术、反应分离耦合手段和反应热匹配利用思想进行了系统发明专利技术和设备创新，采用本发明专利技术的系统及方法可以得到高纯度和高选择性的二氯丙醇产品且反应时间相较现有主流工艺缩短一半以上，主要设备数较现有主流工艺减少一半以上，反应总时间从当前主流工艺的10小时缩短至4小时以内，原料氯化氢气体的利用率达到97％以上，甘油转化率接近100％。甘油转化率接近100％。甘油转化率接近100％。

【技术实现步骤摘要】
一种二氯丙醇的连续化制备系统及方法


[0001]本专利技术涉及化工生产
，更具体的，涉及一种二氯丙醇的连续化制备系统及方法。

技术介绍

[0002]二氯丙醇，又名二氯代甘油，在工业中主要作为生产环氧氯丙烷的中间体，同时也是合成更昔洛韦、粘土稳定剂的原料。传统的二氯丙醇生产工艺是以丙烯为原料，与大量氯气反应，过程中产生大量的废水废渣。随着全社会环保意识的增强以及生物能源的发展，利用油脂生产的生物柴油正在全球得到很快的推广应用，其生产过程中副产的大量甘油为甘油氯代制备二氯丙醇提供了廉价充足的原料。
[0003]甘油氯化制二氯丙醇的具体过程可以分为两步。第一步，氯化氢和甘油发生一氯代反应，生成1
‑
一氯丙二醇，反应方程式如下：
[0004][0005]同时，少量氯化氢会取代中间位的羟基，生成2
‑
一氯丙二醇，反应方程式如下：
[0006][0007]第二步，1
‑
一氯丙二醇与氯化氢继续发生取代反应，生成1,3
‑
二氯丙醇，反应方程式如下：
[0008][0009]同时少量氯化氢会取代中间位的羟基，生成1,2
‑
二氯丙醇，反应方程式如下：
[0010][0011]一氯化反应中的副产物2
‑
一氯丙二醇与氯化氢发生取代反应也会生成1,2
‑
二氯丙醇，反应方程式如下：
[0012][0013]根据已有的动力学文献报道，一氯化反应相对二氯化反应更为容易发生，而中间取代的副反应则比二氯化反应更难发生。因此，在上述反应过程中，通过反应(A)进行一氯
化过程，进而通过反应(C)进行二氯化过程是最为理想的反应过程。而一旦与反应(A)平行发生副反应(B)，得到2
‑
一氯丙二醇，受位阻效应影响，其后续发生二氯化转化的活性将大大降低，会导致整个体系的二氯化收率显著偏低。此外，通过副反应(B)得到的2
‑
一氯丙二醇，后续发生二氯化过程也只能沿着反应(E)的过程生成1,2
‑
二氯丙醇，虽然该物质也可以发生环化反应生成环氧氯丙烷，但其环化速度较1,3
‑
二氯丙醇低一个数量级以上。因此，在二氯丙醇合成过程中，有两个关键目标极为重要，一是整体反应过程中二氯化产物的收率，二是二氯丙醇产品(1,3
‑
二氯丙醇和1,2
‑
二氯丙醇的混合物)中1,3
‑
二氯丙醇的选择性。根据现有的反应规律，如果我们能极大加强反应(A)与(C)的进程和速率，减少主反应时间，不仅可以有效提高产物的二氯化收率，还可以同时提高二氯丙醇产品中1,3
‑
二氯丙醇的选择性，为后续的环氧氯丙烷生产提供更优质的原料。
[0014]专利US2144612介绍的方法是在反应体系中加入一种不溶于水，但能溶解二氯丙醇的溶剂，例如正丁醚、戊醚、二氯丙烯、氯苯、邻二氯苯等。温度控制在反应混合体系的共沸点下进行，反应时间为30～40小时，二氯丙醇摩尔收率最高可以达到91％。这种方法在二氯丙醇的制备上，有利于在蒸馏中连续除去水分的特点，并可以最大限度地减少缩合物的生成，因此反应的选择性高。但有机溶剂的存在大大稀释了反应物的浓度，导致反应时间较长，增加能耗，降低设备的利用率，而且从工业化的角度来说，外加溶剂后会导致后续分离负担的增加，因此难以实现产业化。
[0015]专利CN100999442A公开了一种连续工艺，甘油以羧酸作为催化剂逆流进入单个或者多个反应釜中进行，反应物连续进入精馏塔，采用共沸蒸馏除去生成的水和二氯丙醇，促进反应正向进行，塔釜液循环反应。由于气液反应物逆向流动，因此氯化氢利用率提高。另外，采用不易挥发的催化剂，因此催化剂用量小，但是此工艺能耗较高，设备利用率较低。
[0016]专利CN101182283A介绍的方法是将甘油与催化剂一起加入喷射式反应器，液相循环泵将甘油与催化剂从喷射式反应器内抽出，再从喷射式反应器顶部以喷射方式进入喷射式反应器，从喷射式反应器侧部吸入氯化氢气体在反应器中同液相物料充分反应，同时喷射产生的负压将反应生成的水、二氯丙醇和氯化氢的以共沸物的形式带出，经过冷凝器将共沸物中的水和二氯丙醇冷凝下来最为产品，而未反应的氯化氢气体循环利用，此工艺具有原料利用率高，反应速率快的特点，但设备较为复杂，不易操作。
[0017]总之，现有的二氯丙醇制备方法有的产品收率低，有些技术设备较为复杂，氯化氢利用率低，不易放大生产。

技术实现思路

[0018]本专利技术的目的在于提供一种二氯丙醇的连续化制备系统及方法，以解决现有技术存在的问题中的至少一个。
[0019]为达到上述目的，本专利技术采用下述技术方案：
[0020]第一方面，本专利技术提供一种二氯丙醇的连续化制备系统，包括
[0021]第一甘油氯化塔、第二甘油氯化塔、第一氯化反应器、第二氯化反应器、第一冷凝器、第二冷凝器、尾气吸收塔；
[0022]所述第一甘油氯化塔，其液体入口与反应物入口连接，其气体入口与第二甘油氯化塔气体出口连接，其气体出口与尾气吸收塔气体入口连接，其液体出口与第二甘油氯化
塔液体入口连接；
[0023]所述第二甘油氯化塔，其液体入口与第一甘油氯化塔液体出口连接，其气体入口与第一冷凝器气体出口连接，其气体出口与第一甘油氯化塔气体入口连接，其液体出口与第一氯化反应器液体入口连接；
[0024]所述第一氯化反应器，其液体入口与第二甘油氯化塔液体出口连接，其气体入口与第二冷凝器气体出口连接，其气体出口与第一冷凝器气体入口连接，其液体出口管路分为两路，一路作为第一氯化反应器循环液与第一氯化反应器的液体入口连接，另一路与第二氯化反应器液体入口连接；
[0025]所述第二氯化反应器，其液体入口与第一氯化反应器液体出口连接，其气体入口与新鲜氯化氢气体入口连接，其气体出口与第二冷凝器气体入口连接，其液体出口管路分为两路，一路作为第二氯化反应器循环液与第二氯化反应器的液体入口连接，另一路与二氯丙醇粗产品出口连接；
[0026]第一冷凝器，其壳程气体入口与第一氯化反应器气体出口连接，其壳程气体出口与第二氯化塔气体入口连接，其壳程液体出口与副产盐酸出口连接，其管程通冷却介质；
[0027]第二冷凝器，其壳程气体入口与第二氯化反应器气体出口连接，其壳程气体出口与第一氯化反应器气体入口连接，其壳程液体出口与副产盐酸出口连接，其管程通冷却介质。
[0028]在优选的实施例中，所述第一氯化反应器和所述第二氯化反应器具体包括：
[0029]壳体，所述壳体内部设置有：
[0030]旋转转子，所述旋转转子的内部包括第一填料组件，所述第一填料组件用于将反应流体切割为微纳尺度的流体微元；
[0031]第二填料组件，用于对所述旋转转子甩出的反应流体进行切割；
[0032]气泡发生器，所述壳体的气体入口排进的气体经过本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种二氯丙醇的连续化制备系统，其特征在于，包括第一甘油氯化塔、第二甘油氯化塔、第一氯化反应器、第二氯化反应器、第一冷凝器、第二冷凝器、尾气吸收塔；所述第一甘油氯化塔，其液体入口与反应物入口连接，其气体入口与第二甘油氯化塔气体出口连接，其气体出口与尾气吸收塔气体入口连接，其液体出口与第二甘油氯化塔液体入口连接；所述第二甘油氯化塔，其液体入口与第一甘油氯化塔液体出口连接，其气体入口与第一冷凝器气体出口连接，其气体出口与第一甘油氯化塔气体入口连接，其液体出口与第一氯化反应器液体入口连接；所述第一氯化反应器，其液体入口与第二甘油氯化塔液体出口连接，其气体入口与第二冷凝器气体出口连接，其气体出口与第一冷凝器气体入口连接，其液体出口管路分为两路，一路作为第一氯化反应器循环液与第一氯化反应器的液体入口连接，另一路与第二氯化反应器液体入口连接；所述第二氯化反应器，其液体入口与第一氯化反应器液体出口连接，其气体入口与新鲜氯化氢气体入口连接，其气体出口与第二冷凝器气体入口连接，其液体出口管路分为两路，一路作为第二氯化反应器循环液与第二氯化反应器的液体入口连接，另一路与二氯丙醇粗产品出口连接；第一冷凝器，其壳程气体入口与第一氯化反应器气体出口连接，其壳程气体出口与第二氯化塔气体入口连接，其壳程液体出口与副产盐酸出口连接，其管程通冷却介质；第二冷凝器，其壳程气体入口与第二氯化反应器气体出口连接，其壳程气体出口与第一氯化反应器气体入口连接，其壳程液体出口与副产盐酸出口连接，其管程通冷却介质。2.根据权利要求1所述的连续化制备系统，其特征在于，所述第一氯化反应器和所述第二氯化反应器具体包括：壳体，所述壳体内部设置有：旋转转子，所述旋转转子的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张亮亮，周黎旸，初广文，夏碧波，陈建峰，张一栋，姜雨土，童继红，孙宝昌，毛伟，邹海魁，
申请(专利权)人：衢州巨化锦纶有限责任公司，
类型：发明
国别省市：