一种微分环流连续生产二氯频呐酮的装置与工艺的制作方法

本发明涉及精细化工领域，具体涉及一种微分环流连续生产二氯频呐酮的装置与工艺。

背景技术：

二氯频呐酮是有机合成的重要原料和中间体。可广泛用于农药、医药中间体，过去也曾用以制备三唑酮类杀菌剂。

二氯频呐酮合成方法是由频呐酮通过氯气氯化，而制得。

工艺原理：

计量的氯频呐酮加入氯化反应釜中，氯气升温至40℃氯气经缓冲罐通入到氯化反应釜中，在此温度下保温反应70小时。同时开启尾气吸收装置，伴生的氯化氢经水吸收成盐酸，过量的氯气经液碱吸收，产生含次氯酸钠的废液进行集中处理。反应结束后，将釜内加水降温，洗涤至溶液不含氯离子。过滤出废液，晶体冷却包装成产品

该生产方法为间歇式生产工艺，工艺简便、操作灵活，但原料消耗高，生产周期长，设备投资大(反应釜多)，成本高，污染严重。

目前，在“能效倍增、经济可持续发展”的新要求下，需要一种新型的“节能、降耗、环保”的二氯频呐酮生产方法。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种微分环流连续生产二氯频呐酮的装置与工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种连续法生产频呐酮的装置，包括主反应器、预反应器、分离器、循环泵、出料泵、除雾器以及管线与自控仪表，所述主反应器为管式微通道反应换热器，其具有多个纵向的主反应器管程和多个横向的主反应器壳程，主反应器壳程两端分别连接设于主反应器两侧的主反应器冷却水进口和主反应器冷却水出口，所述主反应器底部设置有气液混合室，所述气液混合室底部开设有主反应器气体入口，侧面开设有主反应器液体入口，所述气液混合室内设高效混合结构体，所述的主反应器中部设有气体分布器，气体分布器上设有主反应器氯气进口，所述主反应器管程上下两端分别连接主反应器顶部的主反应器出料口和气液混合室；

所述预反应器为管式微通道反应换热器，其具有多个纵向的预反应器管程和多个横向的预反应器壳程，所述预反应器中上端设置有填料塔节，预反应器壳程两端分别连接设于预反应器两侧的预反应器冷却水进口和预反应器冷却水出口，所述预反应器底部设有预反应器混合室，预反应器混合室底部设有预反应器混合液出口，侧面设有预反应器气体入口，预反应器顶部设有预反应器分离室，预反应器分离室侧面设有频呐酮加料口，顶部设有预反应器出料口；

所述分离器顶部设有分离器入料口、分离器出气口，分离器底部设有分离器氯气进口和分离器出料口；

所述主反应器气体入口和主反应器气体入口通入氯气，主反应器出料口连接分离器入料口，所述预反应器气体入口连接分离器出气口，预反应器出料口连接除雾器的入口，除雾器的出口液相连接和循环泵入口，气相连接氯化氢吸收设备，循环泵的出口连接主反应器液体入口，分离器氯气进口通入氯气，分离器出料口连接循环泵的入口和出料泵的入口，出料泵的出口连接分离设备。

作为优选，所述主反应器管程和预反应器管程内均填充有微通道陶瓷填料，该微通道陶瓷填料直径为8～100mm，主反应器管程的直径为10～110mm，预反应器管程的直径为8～120mm。

作为优选，所述微通道陶瓷填料直径为14～64mm，主反应器管程直径为15～65mm，预反应器管程直径为30～100mm。

作为优选，所述主反应器和预反应器的主体均为由钛合金、浸渍石墨、碳钢、碳化硅的一种或几种制成，主反应器和预反应器的外壳为碳钢。

作为优选，所述分离器顶部设有分离器回流口，该分离器回流口连接预反应器混合液出口。

基于上述装置的一种微分环流连续生产二氯频呐酮的工艺，具体包含以下步骤：

步骤1：分离器内的氯化液与分离器氯气进口通入的氯气发生化学反应，并由分离器出料口排出并通过循环泵加压后从主反应器液体入口进入气液混合室，与主反应器气体入口通入的氯气在高效混合结构体的作用下充分混合，混合后的混合液进入主反应器管程进行化学反应，一路氯气从主反应器氯气进口进入经气体分布器分散均匀后与主反应器管程内的混合液进行化学反应，同时通过主反应器壳程中的冷却水冷却，反应后的混合液经过主反应器出料口和分离器入料口回流到分离器内进行气液分离；

步骤2：分离后的氯化氢气体从分离器出气口排出后通过预反应器气体入口进入预反应器混合室，分离器内氯化液重新通过循环泵进入主反应器继续反应；

当分离器中氯化液的二氯频呐酮浓度达到97％以上时，则通过出料泵将氯化液打出，送至脱氯化氢设备，在真空下将氯化液中溶解的氯化氢气体脱除，溶液经冷却结晶成二氯频呐酮，氯化氢用水吸收成盐酸；

步骤3：氯化氢气体夹带的游离氯在预反应器中反应并上升到预反应器分离室，与频呐酮加料口加入的频呐酮混合后，在此回收夹带的液体，氯化氢气体从预反应器出料口排出进入除雾器，预反应器反应时通过预反应器壳程中的冷却水冷却；

步骤4：除雾器将氯化氢气体中夹带的氯化氢液滴截留，氯化氢气体进入氯化氢吸收设备；

步骤5：除雾器中分离的氯化氢液滴和分离器出料口出来的混合液汇合后通过循环泵打入主反应器中。

作为优选，所述步骤1中的反应温度为35～75℃，反应压力为80～250kpa。

作为优选，所述步骤3中反应温度为20～65℃，反应压力为80～250kpa。

与现有技术比较，本发明具有以下优点：

(1)设备投资省：

由于通过微分环流技术(通过循环泵来氯化液与氯气在主反应器的微通道内，气液充分接触，增加其停留时间，同时控制反应过程的温度，氯化液氯气与氯化液分三处通入以规避深度氯化发生，称之为微分环流反应)减少了氯化液中三氯频呐酮的产生，提高了反应选择性，因此与传统技术相比，一套装置可取代几十台反应釜，减少了整体设备投资；

(2)生产效率高：

整体形成环流连续化生产，并在主反应器和预反应器中采用微通道机构，大大提高了反应效率，氯气经过三处与氯化液反应，有效规避了副反应三氯频呐酮的发生，进而提高了二氯频呐酮的产品质量；

(3)绿色环保：

氯化液经旋转薄膜蒸发器在真空状态下脱除溶解的氯化氢气体，可避免间歇法加水洗涤氯化氢带来的废盐酸的污染；尾气产生的氯化氢经除雾器可截留98％以上的1um的液体，高纯氯化氢可用于生产下游氢氯化产品。相较已有技术，整个生产过程无三废产生，是自清洁化工艺，达到循环经济目的。

附图说明

图1为本发明整体的结构流程图；

图2为本发明中主反应器的结构示意图；

图3为本发明中预反应器的结构示意图；

图4为本发明中分离器的结构示意图。

图中：1-主反应器，2-预反应器，3-分离器，101-气体分布器，102-主反应器壳程，103-主反应器冷却水出口，104-主反应器出料口，105-主反应器管程，106-主反应器冷却水进口，107-主反应器氯气进口，108-气液混合室，109-高效混合结构体，110-主反应器气体入口，111-主反应器液体入口，201-预反应器壳程，202-频呐酮加料口，203-预反应器出料口，204-预反应器分离室，205-预反应器冷却水出口，206-预反应器管程，207-填料塔节，208-预反应器混合室，209-预反应器气体入口，210-预反应器混合液出口，211-预反应器冷却水进口，301-分离器出气口，302-分离器出料口，303-分离器入料口，304-分离器回流口，305-分离器氯气进口。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-4，一种微分环流连续生产二氯频呐酮的装置，包括主反应器1、预反应器2、分离器3、循环泵、出料泵、除雾器以及管线与自控仪表，所述主反应器1为管式微通道反应换热器，其具有多个纵向的主反应器管程105和多个横向的主反应器壳程102，主反应器壳程102两端分别连接设于主反应器1两侧的主反应器冷却水进口106和主反应器冷却水出口103，所述主反应器1底部设置有气液混合室108，所述气液混合室108底部开设有主反应器气体入口110，侧面开设有主反应器液体入口111，所述气液混合室108内设高效混合结构体109，所述的主反应器1中部设有气体分布器101，气体分布器101上设有主反应器氯气进口107，所述主反应器管程105上下两端分别连接主反应器1顶部的主反应器出料口104和气液混合室108；

所述预反应器2为管式微通道反应换热器，其具有多个纵向的预反应器管程206和多个横向的预反应器壳程201，所述预反应器2中上端设置有填料塔节207，预反应器壳程201两端分别连接设于预反应器2两侧的预反应器冷却水进口211和预反应器冷却水出口205，所述预反应器2底部设有预反应器混合室208，预反应器混合室208底部设有预反应器混合液出口210，侧面设有预反应器气体入口209，预反应器2顶部设有预反应器分离室204，预反应器分离室204侧面设有频呐酮加料口202，顶部设有预反应器出料口203；

所述分离器3顶部设有分离器入料口303、分离器出气口301，分离器3底部设有分离器氯气进口305和分离器出料口302；

所述主反应器气体入口110和主反应器氯气进口107通入氯气，主反应器出料口104连接分离器入料口303，所述预反应器气体入口209连接分离器出气口301，预反应器出料口203连接除雾器的入口，除雾器的出口液相连接和循环泵入口，气相连接氯化氢吸收设备，循环泵的出口连接主反应器液体入口111，分离器氯气进口305通入氯气，分离器出料口302连接循环泵的入口和出料泵的入口，出料泵的出口连接分离设备。

其中，所述主反应器管程105和预反应器管程206内均填充有微通道陶瓷填料，该微通道陶瓷填料直径为8～100mm，主反应器管程105的直径为10～110mm，预反应器管程206的直径为8～120mm。

优选的，所述微通道陶瓷填料直径为14～64mm，主反应器管程105直径为15～65mm，预反应器管程206直径为30～100mm。

其中，所述主反应器1和预反应器2的主体均为由钛合金、浸渍石墨、碳钢、碳化硅的一种或几种制成，主反应器1和预反应器2的外壳为碳钢。

其中，所述分离器3顶部设有分离器回流口304，该分离器回流口304连接预反应器混合液出口210。

实施例一：

步骤1：分离器3内的氯化液与分离器氯气进口305通入的氯气发生化学反应，并由分离器出料口302排出并通过循环泵加压后从主反应器液体入口111进入气液混合室108，与主反应器气体入口110通入的氯气在高效混合结构体109的作用下充分混合，混合后的混合液进入主反应器管程105进行化学反应，一路氯气从主反应器氯气进口107进入经气体分布器101分散均匀后与主反应器管程105内的混合液进行化学反应(反应温度为35℃，反应压力为80kpa)，同时通过主反应器壳程102中的冷却水冷却，反应后的混合液经过主反应器出料口104和分离器入料口303回流到分离器3内进行气液分离；

步骤2：分离后的氯化氢气体从分离器出气口301排出后通过预反应器气体入口209进入预反应器混合室208，分离器3内氯化液重新通过循环泵进入主反应器1继续反应；

当分离器3中氯化液的二氯频呐酮浓度达到97％以上时，则通过出料泵将氯化液打出，送至脱氯化氢设备，在真空下将氯化液中溶解的氯化氢气体脱除，溶液经冷却结晶成二氯频呐酮，氯化氢用水吸收成盐酸；

步骤3：氯化氢气体夹带的游离氯在预反应器2中反应(反应温度为20℃，反应压力为80kpa)并上升到预反应器分离室204，与频呐酮加料口202加入的频呐酮混合后，在此回收夹带的液体，氯化氢气体从预反应器出料口203排出进入除雾器，预反应器2反应时通过预反应器壳程201中的冷却水冷却；

步骤4：除雾器将氯化氢气体中夹带的氯化氢液滴截留，氯化氢气体进入氯化氢吸收设备；

步骤5：除雾器中分离的氯化氢液滴和分离器出料口302出来的混合液汇合后通过循环泵打入主反应器1中。

实施例二：

步骤1：分离器3内的氯化液与分离器氯气进口305通入的氯气发生化学反应，并由分离器出料口302排出并通过循环泵加压后从主反应器液体入口111进入气液混合室108，与主反应器气体入口110通入的氯气在高效混合结构体109的作用下充分混合，混合后的混合液进入主反应器管程105进行化学反应，一路氯气从主反应器氯气进口107进入经气体分布器101分散均匀后与主反应器管程105内的混合液进行化学反应(反应温度为75℃，反应压力为250kpa)，同时通过主反应器壳程102中的冷却水冷却，反应后的混合液经过主反应器出料口104和分离器入料口303回流到分离器3内进行气液分离；

步骤2：分离后的氯化氢气体从分离器出气口301排出后通过预反应器气体入口209进入预反应器混合室208，分离器3内氯化液重新通过循环泵进入主反应器1继续反应；

当分离器3中氯化液的二氯频呐酮浓度达到97％以上时，则通过出料泵将氯化液打出，送至脱氯化氢设备，在真空下将氯化液中溶解的氯化氢气体脱除，溶液经冷却结晶成二氯频呐酮，氯化氢用水吸收成盐酸；

步骤3：氯化氢气体夹带的游离氯在预反应器2中反应(反应温度为65℃，反应压力为250kpa)并上升到预反应器分离室204，与频呐酮加料口202加入的频呐酮混合后，在此回收夹带的液体，氯化氢气体从预反应器出料口203排出进入除雾器，预反应器2反应时通过预反应器壳程201中的冷却水冷却；

步骤4：除雾器将氯化氢气体中夹带的氯化氢液滴截留，氯化氢气体进入氯化氢吸收设备；

步骤5：除雾器中分离的氯化氢液滴和分离器出料口302出来的混合液汇合后通过循环泵打入主反应器1中。

实施例三：

步骤1：分离器3内的氯化液与分离器氯气进口305通入的氯气发生化学反应，并由分离器出料口302排出并通过循环泵加压后从主反应器液体入口111进入气液混合室108，与主反应器气体入口110通入的氯气在高效混合结构体109的作用下充分混合，混合后的混合液进入主反应器管程105进行化学反应，一路氯气从主反应器氯气进口107进入经气体分布器101分散均匀后与主反应器管程105内的混合液进行化学反应(反应温度为55℃，反应压力为165kpa)，同时通过主反应器壳程102中的冷却水冷却，反应后的混合液经过主反应器出料口104和分离器入料口303回流到分离器3内进行气液分离；

步骤2：分离后的氯化氢气体从分离器出气口301排出后通过预反应器气体入口209进入预反应器混合室208，分离器3内氯化液重新通过循环泵进入主反应器1继续反应；

当分离器3中氯化液的二氯频呐酮浓度达到97％以上时，则通过出料泵将氯化液打出，送至脱氯化氢设备，在真空下将氯化液中溶解的氯化氢气体脱除，溶液经冷却结晶成二氯频呐酮，氯化氢用水吸收成盐酸；

步骤3：氯化氢气体夹带的游离氯在预反应器2中反应(反应温度为42，反应压力为165kpa)并上升到预反应器分离室204，与频呐酮加料口202加入的频呐酮混合后，在此回收夹带的液体，氯化氢气体从预反应器出料口203排出进入除雾器，预反应器2反应时通过预反应器壳程201中的冷却水冷却；

步骤4：除雾器将氯化氢气体中夹带的氯化氢液滴截留，氯化氢气体进入氯化氢吸收设备；

步骤5：除雾器中分离的氯化氢液滴和分离器出料口302出来的混合液汇合后通过循环泵打入主反应器1中。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。