本发明涉及二氯丙醇，具体涉及一种微通道氯化反应制备二氯丙醇的方法及其装置。
背景技术
二氯丙醇是一种重要的化工中间体，作为制备环氧氯丙烷的重要原料，需求量持续增加；常见制备二氯丙醇的方法有丙烯氯化法、甘油氯化法以及烯丙醇法等，随着国际市场原油价格不断上涨以及环保压力日益增大，甘油氯化法成为生产二氯丙醇的主要工艺。
中国专利cn105566253a公开一种甘油法合成环氧氯丙烷工艺，该工艺包括甘油氯化反应和二氯丙醇皂化反应两个单元。甘油氯化反应单元步骤如下：选己二酸为催化剂，催化剂与甘油的摩尔比为1:23，反应温度105℃，在此条件下获得最高收率二氯丙醇。该发明公开了二氯丙醇的合成方法，并在说明书【0017】段指出，二氯丙醇收率为88.2％。
现有甘油氯化法制备二氯丙醇的生产工艺为反应釜氯化反应，催化剂大多采用己二酸或者己二酸与酸酐的混合催化剂。该生产工艺相对较为成熟，但在反应时间、反应温度、催化剂用量以及收率上仍存在许多问题，如反应时间长，反应温度高，催化剂用量大，收率低等等。
因此，亟需开发一种副产物少，纯度高，收率高的新型制备二氯丙醇的方法。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种提高产品纯度和收率，减少副产物产生的微通道氯化反应制备二氯丙醇的方法；本发明同时提供其装置。
本发明所述的微通道氯化反应制备二氯丙醇的方法，包括以下步骤：
(1)将甘油、己二酸投入混合器中混合均匀形成混合液；
(2)将混合液与氯化氢在预反应罐之前的管路中混合后，进入内壁附有固体酸催化剂so42-/zro2-pr2o3的预反应罐内进行预反应；
(3)预反应完毕后，进入微通道内壁附有固体酸催化剂so42-/zro2-pr2o3的微通道反应器内，进行氯化反应，得到二氯丙醇反应液；
(4)二氯丙醇反应液进入常压塔进行常压蒸馏，常压塔顶为低沸物，将低沸物解析分层，再对二氯丙醇相进行水洗，得到二氯丙醇；常压塔底物料进入减压塔，经减压蒸馏，蒸出的二氯丙醇由减压塔顶进入二氯丙醇储罐，减压塔底的高沸物进入高沸物储罐。
其中：
甘油、氯化氢、己二酸的摩尔比为1:2-3:0.003-0.005，优选1:2.3:0.004。
步骤(1)中混合时间为8-15min。
步骤(2)中预反应温度为65-75℃，预反应时间为15-100s；预反应罐内壁上的固体酸催化剂so42-/zro2-pr2o3涂层的厚度为5-7mm。
步骤(3)中氯化反应温度为70-90℃，氯化反应压力为0.3-0.5mpa，氯化反应时间为15s-8min；微通道反应器的微通道内壁上的固体酸催化剂so42-/zro2-pr2o3涂层的厚度为1-1.5mm。
步骤(4)中常压蒸馏温度为100-110℃，采用30-50wt.％氯化钙溶液将低沸物解析分层，然后对二氯丙醇相进行水洗，得到二氯丙醇。
步骤(4)中在真空度-0.095至-0.099mpa、塔顶温度95-105℃下减压蒸馏，得到二氯丙醇。
步骤(4)中蒸出产品二氯丙醇的纯度为98.2-99.3％，收率不小于96.0％。
所述微通道氯化反应制备二氯丙醇的装置，包括混合器，混合器与预反应罐、微通道反应器、常压塔、减压塔依次相连，常压塔还与解析罐、水洗塔依次相连，减压塔分别连接高沸物储罐和二氯丙醇储罐。
其中：
所述的常压塔顶部与解析罐、水洗塔依次相连；减压塔的顶部连接二氯丙醇储罐，底部连接高沸物储罐。
所述的微通道反应器上部一侧设置冷却液出口，另一侧设置蒸汽入口，下部一侧设置冷却液入口，另一侧设置蒸汽出口。
本发明的有益效果如下：
本发明对二氯丙醇氯化反应方法和装置进行改进，采用微通道反应器代替原有的氯化反应釜，使之瞬间均匀混合反应，工艺条件控制更精准，防止主要副产物一氯丙醇的产生；同时采用固体超强酸so42-/zro2-pr2o3与己二酸催化共同作用代替原有的己二酸单催化，进一步提高产品收率以及产品纯度，收率不小于96.0％，二氯丙醇的纯度为98.2-99.3％。
本发明采用将固体超强酸so42-/zro2-pr2o3附着在预反应罐内壁和微通道反应器的微通道内壁，提高了反应效率，降低了后续处理的难度，降低了运行成本。
附图说明
图1是本发明装置的结构示意图；
其中：1、甘油输送泵；2、催化剂料仓；3、氯化氢输送泵；4、混合器；5、预反应罐；6、微通道反应器；7、常压塔；8、减压塔；9、解析罐；10、高沸物储罐；11、水洗塔；12、二氯丙醇储罐；13、冷却液出口；14、蒸汽入口；15、冷却液入口；16、蒸汽出口；17、解析液入口；18、洗涤水入口；19、脱盐水入口；20、解析液出口。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明做进一步描述。
实施例1
由甘油输送泵将纯度为95wt.％的500kg甘油加入混合器内，同时由催化剂料仓放出己二酸3.02kg，也加入混合器内，常温下搅拌混合10min形成混合液；
将混合液与433.5kg氯化氢气体在预反应罐之前的管路中混合后，进入内壁附有固体酸催化剂so42-/zro2-pr2o3的预反应罐内进行预反应；预反应罐控制常压、温度65℃，反应停留时间15s；预反应罐内壁上的固体酸催化剂so42-/zro2-pr2o3涂层的厚度为6.5mm。
之后进入微通道内壁附有固体酸催化剂so42-/zro2-pr2o3的微通道反应器内，氯化反应得到二氯丙醇反应液；微通道反应器首先由蒸汽预热至90℃，微通道反应器压力为0.3mpa，反应停留时间15s；微通道内壁上的固体酸催化剂so42-/zro2-pr2o3涂层的厚度为1mm。
然后二氯丙醇反应液进入常压塔在塔顶105℃下进行常压蒸馏，塔顶少量低沸物首先使用40wt.％氯化钙溶液解析分层，然后对二氯丙醇相进行水洗，得二氯丙醇产品；
常压塔底物料进入减压塔，在真空度-0.097mpa、塔顶温度100℃下蒸馏，收集得到二氯丙醇产品，再加上解析得到的二氯丙醇产品，共得到二氯丙醇产品627.4kg，收率为96.0％，纯度为98.2％，一氯丙醇0.15％，减压塔底的甘油、催化剂等高沸物进入高沸物储罐回收利用。
实施例2
由甘油输送泵将纯度为95wt.％的500kg甘油加入混合器内，同时由催化剂料仓放出己二酸3.56kg，也加入混合器内，常温下搅拌混合10min形成混合液；
将混合液与380.6kg氯化氢气体在预反应罐之前的管路中混合后，进入内壁附有固体酸催化剂so42-/zro2-pr2o3的预反应罐内进行预反应；预反应罐控制常压、温度75℃，反应停留时间60s；预反应罐内壁上的固体酸催化剂so42-/zro2-pr2o3涂层的厚度为5mm。
之后进入微通道内壁附有固体酸催化剂so42-/zro2-pr2o3的微通道反应器内，氯化反应得到二氯丙醇反应液；微通道反应器首先由蒸汽预热至80℃，微通道反应器压力为0.4mpa，反应停留时间120s；微通道内壁上的固体酸催化剂so42-/zro2-pr2o3涂层的厚度为1.45mm。
然后二氯丙醇反应液进入常压塔在塔顶100℃下进行常压蒸馏，塔顶少量低沸物首先使用30wt.％氯化钙溶液解析分层，然后对二氯丙醇相进行水洗，得二氯丙醇产品；
常压塔底物料进入减压塔，在真空度-0.096mpa、塔顶温度95℃下蒸馏，收集得到二氯丙醇产品，再加上解析得到的二氯丙醇产品，共得到二氯丙醇产品637.1kg，收率为96.6％，纯度为99.3％，一氯丙醇0.12％，减压塔底的甘油、催化剂等高沸物进入高沸物储罐回收利用。
实施例3
由甘油输送泵将纯度为95wt.％的500kg甘油加入混合器内，同时由催化剂料仓放出己二酸2.46kg，也加入混合器内，常温下搅拌混合12min形成混合液；
将混合液与561.7kg氯化氢气体在预反应罐之前的管路中混合后，进入内壁附有固体酸催化剂so42-/zro2-pr2o3的预反应罐内进行预反应；预反应罐控制常压、温度70℃，反应停留时间100s；预反应罐内壁上的固体酸催化剂so42-/zro2-pr2o3涂层的厚度为6mm。
之后进入微通道内壁附有固体酸催化剂so42-/zro2-pr2o3的微通道反应器内，氯化反应得到二氯丙醇反应液；微通道反应器首先由蒸汽预热至70℃，微通道反应器压力为0.5mpa，反应停留时间300s；微通道内壁上的固体酸催化剂so42-/zro2-pr2o3涂层的厚度为1.1mm。
然后二氯丙醇反应液进入常压塔在塔顶110℃下进行常压蒸馏，塔顶少量低沸物首先使用50wt.％氯化钙溶液解析分层，然后对二氯丙醇相进行水洗，得二氯丙醇产品；
常压塔底物料进入减压塔，在真空度-0.098mpa、塔顶温度105℃下蒸馏，收集得到二氯丙醇产品，再加上解析得到的二氯丙醇产品，共得到二氯丙醇产品633.8kg，收率为96.4％，纯度为98.8％，一氯丙醇0.14％，减压塔底的甘油、催化剂等高沸物进入高沸物储罐回收利用。
对比例1
不采用预反应罐，其余如实施例1。共得到二氯丙醇产品557.3kg，收率为85.8％，纯度为97.6％，一氯丙醇0.28％。
对比例2
采用预反应罐，但是预反应罐内壁不附着固体酸催化剂so42-/zro2-eu2o3，其余如实施例1。共得到二氯丙醇产品560.9kg，收率为86.0％，纯度为98.0％，一氯丙醇0.23％。
对比例3
不采用预反应罐，不采用微通道反应器，仅采用传统氯化反应釜，固体酸催化剂so42-/zro2-eu2o不附着在反应釜的内壁，其余如实施例1。共得到二氯丙醇产品527.3kg，收率为82.1％，纯度为96.5％，一氯丙醇0.83％。
对比例4
采用预反应罐，不采用微通道反应器，采用传统氯化反应釜，固体酸催化剂so42-/zro2-eu2o不附着在反应釜的内壁，其余如实施例1。共得到二氯丙醇产品539.7kg，收率为83.6％，纯度为97.0％，一氯丙醇0.75％。
微通道氯化反应制备二氯丙醇的装置，包括混合器4，混合器4与预反应罐5、微通道反应器6、常压塔7、减压塔8依次相连，常压塔7还与解析罐9、水洗塔11依次相连，减压塔8分别连接高沸物储罐10和二氯丙醇储罐12。
常压塔7的顶部与解析罐9、水洗塔11依次相连；减压塔8的顶部连接二氯丙醇储罐12，底部连接高沸物储罐10。
微通道反应器6上部一侧设置冷却液出口13，另一侧设置蒸汽入口14，下部一侧设置冷却液入口15，另一侧设置蒸汽出口16。
解析罐9中部设置解析液入口17，底部设置解析液出口20，水洗塔11上部设置洗涤水入口18，下部设置脱盐水入口19。
混合器4与甘油输送泵1、催化剂料仓2分别连接，氯化氢输送泵3连接在预反应罐5之前的管路上。