【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于精细化学品生产，特别是涉及一种3,4-二氟苯腈的连续反应与分离工艺。
技术介绍
1、3,4-二氟苯腈是合成多种农药、医药、染料、含氟液晶材料的中间体，以其为原料合成的除草剂氰氟草酯是用于水稻的选择性除草剂，该除草剂高效低毒低残留，无论对移栽和直播水稻均相当安全，是公认的优良水稻除草剂。如何利用廉价原料和最简单的工艺合成3,4-二氟苯腈，进而合成出高效价廉的氰氟草酯，是其能否大面积推广应用的关键。
2、3,4-二氟苯腈的合成方法依据所用原料不同，主要有3,4-二氯苯腈路线、3,4-二氟甲苯路线、4-氯苯腈路线、3,4-二氟苯甲酸路线、1-溴-3,4-二氟苯路线、3,4-二氟硝基苯路线、3,4-二硝基甲苯路线等7种路线。其中，采用3,4-二氯苯甲腈直接氟化合成3,4-二氟苯腈的经济性最好，该反应为固液非均相反应，一般以氟化钾为氟化试剂，以高沸点非质子极性溶剂，如环丁砜、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺及甲基吡咯烷酮等为溶剂，以季铵盐、季膦盐、聚醚及冠醚等为相转移催化剂。
3、申请号为cn201210176136.9的中国专利技术专利《一种3,4-二氟苯腈的工业化制备工艺》使用n-双(二甲胺基)亚甲基-1,3-二甲基咪唑啉-氯化亚胺盐为催化剂，1,3-二甲基-2-咪唑啉酮为溶剂，边反应边精馏20h合成3,4-二氟苯腈，其3,4-二氟苯腈合成收率达80％。
4、申请号为cn201310533100.6的中国专利技术专利《一种3,4-二氟苯腈的合成工艺》，以3,4-二氯苯甲腈为原料，氟化钾为氟化试
5、申请号为cn201810292749.6的中国专利技术专利《一种3,4二氟苯腈的制备方法》，以3,4二氯苯腈为原料，氟化钾为氟化试剂，双-(n,n’-1,3-二甲基-2-咪唑啉基)-氯化铵盐为相转移催化剂，再加入还原剂和分散剂，反应制备3,4-二氟苯腈。该方法中，氟化反应温度较低，反应时间5～6h，总摩尔收率可达到90％左右。
6、申请号为cn201911178344.0的中国专利技术专利《一种3,4-二氟苯腈工艺生产方法》，以3,4-二氯苯腈为原料，氟化钾为氟化试剂，以1,3-二甲基咪唑啉为溶剂，以高温稳定性较好的n-双(二甲胺基)-1,3-二甲基咪唑啉为相转移催化剂，降低了反应需要的温度，提高了反应速率；同时，通过控制反应深度(3,4-二氟苯腈含量在89.0-89.5％)，降低了体系在高温下的存在时间，从而有效的减少聚合、脱卤、焦化现象，提高产品收率达92％以上，最大限度地减轻环保压力。
7、然而，上述专利技术及工业化生产过程均采用间歇反应与分离过程，存在反应时间长、占地面积大、劳动强度大、收率低、生产过程能耗高、污染严重等问题。因此，亟需一种3,4-二氟苯腈的连续反应与分离工艺来解决上述提到的技术问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的就在于克服现有技术的不足，以3,4-二氯苯腈为原料，氟化钾为氟化试剂，1,3-二甲基咪唑啉酮为反应溶剂，甲苯为带水剂，在相转移催化剂作用下，经连续脱水、脱带水剂、脱产品、固液分离及产品精制，获得纯度99％以上的3,4-二氟苯腈，提高产品总收率最高至98％。该工艺实现了连续反应与连续精馏分离，未反应原料、反应溶剂及催化剂循环套用，提高了反应总收率，降低了劳动强度及生产成本，连续化过程易于实现自动化控制，工艺安全环保，三废产生量小，易于工业化生产。为达到上述目的，本专利技术是按照以下技术方案实施的：
2、一种3,4-二氟苯腈的连续反应与分离工艺，包括以下步骤：
3、s1脱水：向带回流分水蒸馏装置的脱水塔的中部，连续加入无水非质子极性溶剂、带水剂、3,4-二氯苯腈、氟化钾及相转移催化剂；脱水塔的塔顶蒸汽经冷凝分相后，水相连续采出，带水剂油相回流，经脱水后的反应物料在脱水塔的塔釜内连续反应；无水非质子极性溶剂为1,3-二甲基咪唑啉酮；带水剂为甲苯；
4、s2脱带水剂：脱水塔的塔釜中的物料通过泵输送到脱带水剂塔的中部，脱带水剂塔的塔顶蒸汽经冷凝后连续采出带水剂，经脱带水剂后的反应物料在脱带水剂塔的塔釜内连续反应；
5、s3脱产品：脱带水剂塔的塔釜中的物料通过泵输送到脱产品塔的中部，脱产品塔的塔顶连续采出3,4-二氟苯腈成品；经脱产品后的反应物料在脱产品塔的塔釜内连续反应；
6、s4固液分离：脱产品塔的塔釜中的物料经冷却、固液分离后得到滤液与滤饼；滤液返回脱水塔的中部，滤饼经甲苯洗涤干燥后作为副产。
7、优选的，所述步骤s1中，3,4-二氟苯腈溶于无水非质子极性溶剂1,3-二甲基咪唑啉酮中，氟化钾与相转移催化剂悬浮在带水剂中。
8、优选的，所述步骤s1中，相转移催化剂为n-双(二甲胺基)-1,3-二甲基咪唑啉、n-双(二甲胺基)亚甲基-1.3-二甲基咪唑啉-2-氯化亚铵盐、双-(n-双(二甲胺基)亚甲基)-氯化亚胺盐中的至少一种。
9、进一步的，所述步骤s1中，相转移催化剂为n-双(二甲胺基)-1,3-二甲基咪唑啉。
10、优选的，所述步骤s1中，3,4-二氯苯腈与氟化钾的摩尔比为1:1.2～2.5；相转移催化剂质量为3,4-二氯苯腈质量的3％～10％；3,4-二氯苯腈与无水非质子极性溶剂的质量比为1:1～3；3,4-二氯苯腈与带水剂的质量比为1:0.2～1.0。
11、优选的，所述步骤s1中，脱水塔的塔釜中的水含量始终小于20ppm。
12、优选的，所述步骤s2中，脱带水剂塔设置有若干个；若干个脱带水剂塔串联设置。
13、进一步的，所述步骤s2中，脱带水剂塔设置有2-3个，其之间串联设置。
14、具体的，所述步骤s2中，脱带水剂塔设置有两个。
15、优选的，所述步骤s3中，脱产品塔设置有若干个；若干个脱产品塔串联设置。
16、进一步的，所述步骤s3中，脱产品塔设置有2-3个，其之间串联设置。
17、具体的，所述步骤s3中，脱产品塔设置有两个。
18、优选的，所述s1中物料在脱水过程的反应空速为2～5h-1；所述步骤s2中，物料在脱带水剂过程的反应空速为0.5～3.0h-1；所述步骤s3中，物料在脱产品过程的反应空速为0.3～1.0h-1。
19、与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
20、1、本专利技术的反应过程采用连续反应精馏，边反应边除水、脱带水剂、收集产品，连续移除水、带水剂与产品，实现了反应过程的连续化，避免了间歇操作过程时间长、人员密集、劳动强度大、占地面积大，消除了装填料过程中的无组织排放，提高了原料与能源利用率，提高过程收率。
21、2、连续反应精馏的反应物本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种3,4-二氟苯腈的连续反应与分离工艺，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种3,4-二氟苯腈的连续反应与分离工艺，其特征在于：所述步骤S1中，3,4-二氟苯腈溶于无水非质子极性溶剂1,3-二甲基咪唑啉酮中，氟化钾与相转移催化剂悬浮在带水剂中。
3.根据权利要求1所述的一种3,4-二氟苯腈的连续反应与分离工艺，其特征在于：所述步骤S1中，相转移催化剂为N-双(二甲胺基)-1,3-二甲基咪唑啉、N-双(二甲胺基)亚甲基-1.3-二甲基咪唑啉-2-氯化亚铵盐、双-(N-双(二甲胺基)亚甲基)-氯化亚胺盐中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的一种3,4-二氟苯腈的连续反应与分离工艺，其特征在于：所述步骤S1中，3,4-二氯苯腈与氟化钾的摩尔比为1:1.2～2.5；相转移催化剂质量为3,4-二氯苯腈质量的3％～10％；3,4-二氯苯腈与无水非质子极性溶剂的质量比为1:1～3；3,4-二氯苯腈与带水剂的质量比为1:0.2～1.0。
5.根据权利要求1所述的一种3,4-二氟苯腈的连续反应与分离工艺，其特征在于：所述步骤
6.根据权利要求1所述的一种3,4-二氟苯腈的连续反应与分离工艺，其特征在于：所述步骤S2中，脱带水剂塔设置有若干个；若干个脱带水剂塔串联设置。
7.根据权利要求6所述的一种3,4-二氟苯腈的连续反应与分离工艺，其特征在于：所述步骤S2中，脱带水剂塔设置有两个。
8.根据权利要求1所述的一种3,4-二氟苯腈的连续反应与分离工艺，其特征在于：所述步骤S3中，脱产品塔设置有若干个；若干个脱产品塔串联设置。
9.根据权利要求8所述的一种3,4-二氟苯腈的连续反应与分离工艺，其特征在于：所述步骤S3中，脱产品塔设置有两个。
10.根据权利要求1所述的一种3,4-二氟苯腈的连续反应与分离工艺，其特征在于：所述S1中物料在脱水过程的反应空速为2～5h-1；所述步骤S2中，物料在脱带水剂过程的反应空速为0.5～3.0h-1；所述步骤S3中，物料在脱产品过程的反应空速为0.3～1.0h-1。
...【技术特征摘要】
1.一种3,4-二氟苯腈的连续反应与分离工艺，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种3,4-二氟苯腈的连续反应与分离工艺，其特征在于：所述步骤s1中，3,4-二氟苯腈溶于无水非质子极性溶剂1,3-二甲基咪唑啉酮中，氟化钾与相转移催化剂悬浮在带水剂中。
3.根据权利要求1所述的一种3,4-二氟苯腈的连续反应与分离工艺，其特征在于：所述步骤s1中，相转移催化剂为n-双(二甲胺基)-1,3-二甲基咪唑啉、n-双(二甲胺基)亚甲基-1.3-二甲基咪唑啉-2-氯化亚铵盐、双-(n-双(二甲胺基)亚甲基)-氯化亚胺盐中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的一种3,4-二氟苯腈的连续反应与分离工艺，其特征在于：所述步骤s1中，3,4-二氯苯腈与氟化钾的摩尔比为1:1.2～2.5；相转移催化剂质量为3,4-二氯苯腈质量的3％～10％；3,4-二氯苯腈与无水非质子极性溶剂的质量比为1:1～3；3,4-二氯苯腈与带水剂的质量比为1:0.2～1.0。
5.根据权利要求1所述的一种3,4-二...
【专利技术属性】
技术研发人员：李文鹏，王景涛，杨志荣，张婕，吴威，魏建生，
申请(专利权)人：郑州大学，
类型：发明
国别省市：
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