一种2-氯丙烯腈的生产方法及其在溴虫腈合成中的应用技术

本发明专利技术提供一种2

【技术实现步骤摘要】
一种2
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氯丙烯腈的生产方法及其在溴虫腈合成中的应用


[0001]本专利技术涉及溴虫腈合成领域，尤其是涉及一种2
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氯丙烯腈的生产方法及其在溴虫腈合成中的应用。

技术介绍

[0002]溴虫腈，又名虫螨腈。是由美国氰胺公司开发成功的一种新型杂环类杀虫、杀螨、杀线虫剂。溴虫腈由于其活性高，持效期长，杀虫谱广，活性高，以及对有益生物安全和对环境友好等特点，同时其与其它杀虫剂无交互抗性，对防治抗性害虫和延缓抗性产生、替代高毒品种意义重大，由此溴虫腈也越来越受到关注。
[0003]申请人在溴虫腈生产及研究过程中发现，目前现有技术中生产工艺制得的溴虫腈中杂质含量较高，后期精制、分离难度大，不仅影响使用、生产成本，并且严重影响溴虫腈的施用效果。
[0004]申请人经进一步研究发现，造成上述问题的主要原因为：在溴虫腈合成过程中，中间体吡咯腈所采用的原料2
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氯丙烯腈中的单一杂质点含量超过0.2%,其最高纯度仅为99%，一般在98%左右，由此，在2
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氯丙烯腈纯度不高（最高纯度99%）且杂质较多（单一杂质点含量超过0.2%）的条件下，直接导致其下游产品（溴虫腈）存在前述的诸多问题。进一步的，2
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氯丙烯腈纯度含量达为到99%需要两次以上的精馏提纯，其精制能耗高，提纯成本高，精制时间长。
[0005]由此，申请人对2
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氯丙烯腈制备工艺进行研究分析，现有的2
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氯丙烯腈工业化工艺中，主要分为丙烯腈与氯气发生加成反应合成2,3
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二氯丙腈和消去反应制备2
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氯丙烯腈两部分。其中，目前丙烯腈与氯气发生加成反应合成2,3
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二氯丙腈的生产工艺主要有：（1）日本三井化学采用不同的无机碱（包括碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、磷酸氢二钠、磷酸氢二钾）催化剂进行2,3
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二氯丙腈生产（美国专利US4350643公开）。但是其生产成本较高，且纯度不超过95%，且对设备要求较高，目前已被各主流生产厂家所淘汰。
[0006]（2）中国华南理工大学采用不同的离子液体催化体系（中国专利CN1556099A公开），进行丙烯腈的氯化加成反应，其2,3
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二氯丙腈的选择性在91
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96%不等。但是其采用的离子液体成本较高，不适宜大规格生产。
[0007]（3）德国巴斯夫采用吡啶及甲基、二甲基吡啶和DMF复合催化体系，进行丙烯腈和氯气的氯化加成反应（美国专利US5679826公开），其2,3
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二氯丙腈纯度超过95%，收率可达97.2%。因其良好的体系稳定性及反应选择性，该工艺已成为2
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氯丙烯腈主要生产工艺。
[0008]但是申请人经研究发现，采用吡啶
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DMF复合催化体系进行2,3
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二氯丙腈的生产过程中存在有以下问题：
①
该反应为强放热反应，而反应过程需控制反应温度在5℃以下，实际生产过程中温度稳定性不佳，温度波动较大，反应选择性差；
②
为促进反应进行，该反应往往采用氯气过量的方式，但是过量的氯气也直接导致反应产物中三氯丙腈杂质的增多；
③
现有工艺为解决反应设备局部温度过热、局部物料过浓的问题，往往采用减慢通氯速度的方式使反应处于慢速、可控的范围内，但是其也直接导致通氯速度时间过长、生产效率
低、设备利用率低、能耗高等缺陷。
[0009]进一步的，目前消去反应制备2
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氯丙烯腈的生产工艺主要为：碱消去反应，目前该工艺已较为成熟，其采用氢氧化钠溶液与2,3
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二氯丙腈混合，发生β
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消去反应，脱去一份子氯化氢，生成2
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氯丙烯腈。但是申请人经研究发现，该工艺在生产过程中还存在有以下问题：
①
该反应为强放热反应，反应过程需控制反应温度在15℃以下，能耗较高；
②
反应设备内不可避免的会出现温度和物料分布不均，致使各物料产生局部聚合，导致反应收率过低。

技术实现思路

[0010]为解决现有技术中存在的技术问题，本专利技术提供一种2
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氯丙烯腈的生产方法及其在溴虫腈合成中的应用，以实现以下专利技术目的：（1）克服现有技术中，2
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氯丙烯腈的制备过程中存在的产品纯度较低、收率较低、反应过程温度可控性差、生产效率低的问题；（2）克服现有技术中，制得的溴虫腈杂质含量高，施用效果不佳的问题。
[0011]为解决以上技术问题，本专利技术采取的技术方案如下：一种2
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氯丙烯腈的生产方法，包括：混合步骤、氯化步骤、消去步骤、水洗干燥步骤、精制步骤。
[0012]所述混合步骤，将丙烯腈、DMF按照预定比例投入至混合罐中，搅拌10
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30min混合均匀，制得混合液。
[0013]所述丙烯腈与DMF的重量份比值为100：0.1
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2。
[0014]所述氯化步骤，为多级氯化，包括一级氯化、二级氯化、三级氯化。具体操作为：所述一级氯化，所述混合液通过蠕动泵进入氯化微通道反应器的第一氯化反应模块内；液氯经汽化后，进入氯化微通道反应器的第一氯化反应模块内。所述混合液和氯气均通过流量计实时控制流量，同时控制氯化微通道反应器温度在预定范围内，所述混合液与氯气在第一氯化反应模块内接触，进行一级氯化，制得一级氯化混合物。
[0015]所述混合液与氯气的重量份比值为1:1.34
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1.5。优选为1:1.35。
[0016]所述混合液流量为0.8
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4kg/min；所述氯气流量为1.06kg/min
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5.75kg/min。
[0017]所述一级氯化，物料反应停留时间为60
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120s，反应温度为5
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60℃，反应压力为0.1
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0.4MPa。
[0018]所述二级氯化，所述一级氯化混合物进入与第一氯化反应模块串联的第二氯化反应模块，进行二级氯化反应，二级级氯化完成后制得二级氯化混合物。
[0019]所述二级氯化，物料反应停留时间为40
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100s，反应温度为15
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75℃，反应压力为0.1
‑
0.4MPa。
[0020]所述三级氯化，所述二级氯化混合物进入与第二氯化反应模块串联的第三氯化反应模块，进行三级氯化反应，三级氯化完成后制得氯化液，即2,3
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二氯丙腈反应液。
[0021]所述三级氯化，物料反应停留时间为20
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80s，反应温度为20
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90℃，反应压力为0.1
‑
0.4MPa。
[0022]所述氯化液中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种2
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氯丙烯腈的生产方法，其特征在于，包括：混合步骤、氯化步骤、消去步骤、水洗干燥步骤、精制步骤；所述氯化步骤，包括一级氯化、二级氯化、三级氯化；所述一级氯化，所述混合步骤制得的混合液与氯气在氯化微通道反应器的第一氯化反应模块内接触，在预定的温度、压力条件下，进行一级氯化，制得一级氯化混合物；所述二级氯化，所述一级氯化混合物，进入第二氯化反应模块内，在预定的温度、压力条件下，进行二级氯化，制得二级氯化混合物；所述三级氯化，所述二级氯化混合物，进入第三氯化反应模块内，在预定的温度、压力条件下，进行三级氯化，制得氯化液；所述第一氯化反应模块与第二氯化反应模块串联，所述第二氯化反应模块与第三氯化反应模块串联。2.根据权利要求1所述的2
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氯丙烯腈的生产方法，其特征在于，所述一级氯化，物料反应停留时间为60
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120s，反应温度为5
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60℃，反应压力为0.1
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0.4MPa；所述二级氯化，物料反应停留时间为40
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100s，反应温度为15
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75℃，反应压力为0.1
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0.4MPa；所述三级氯化，物料反应停留时间为20
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80s，反应温度为20
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90℃，反应压力为0.1
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0.4MPa。3.根据权利要求1所述的2
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氯丙烯腈的生产方法，其特征在于，所述氯化液，2,3
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二氯丙腈含量≥98%，丙烯腈含量＜0.2%。4.根据权利要求1所述的2
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氯丙烯腈的生产方法，其特征在于，所述消去步骤，所述氯化液和预定浓度的亚硫酸盐溶液混合，进行脱氯反应，制得氯化完成液；所述亚硫酸盐溶液，浓度为5
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10%；所述亚硫酸盐，为以下至少之一：亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、焦亚硫酸钠、硫代硫酸钠。5.根据权利要求4所述的2
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氯丙烯腈的生产方法，其特征在于，所述消去步骤，包括：一级消去、二级消去、三级消去；所述一级消去，所述氯化完成液与30%的氢氧化钠溶液在消去微通道反应器的第一消去反应模块内接触，在预定的温度、压力条件下，进行一级消去，制得一级消去反应液；所述二级消去...

【专利技术属性】
技术研发人员：李通，
申请(专利权)人：李通，
类型：发明
国别省市：