制备邻氯硝基甲苯混合物的方法与流程

本发明涉及邻氯硝基甲苯制备，尤其涉及制备邻氯硝基甲苯混合物的方法。

背景技术：

1、以邻氯甲苯为原料进行硝化，所得的产品则为邻氯硝基甲苯。邻氯硝基甲苯主要包含四个异构体。邻氯硝基甲苯是染料、农药、医药等领域的重要中间体或原料。目前，常用的制备手段为：以β沸石作为催化剂，对邻氯甲苯进行硝化，从而获取邻氯硝基甲苯。

2、中国专利公开了一种改性β沸石催化硝化邻氯甲苯的方法【申请号：cn201810605976.x、公开号：cn108658775a】包括：搅拌下，向容器中加入溶剂，再依次加入邻氯甲苯、乙酸酐、发烟硝酸、改性β沸石分子筛催化剂和二氧化硅负载全氟磺酸树脂；加热回流1～9h后中止反应。

3、中国专利公开了邻氯甲苯直接硝化法制造clt酸【申请号：cn201010252894.5、公开号：cn101906057a】。在该专利的技术方案中，邻氯甲苯的硝化过程如下：反应瓶中加入1.0-1.1摩尔硝酸，10-30克酸性β沸石，搅拌下于10-15℃滴入1-1.3摩尔乙酸酐后反应半个小时，在10-25℃、1-2小时间滴加1.0摩尔邻氯甲苯，滴完后25℃下反应30分钟，控温30-45℃继续反应4-8小时。趁热过滤，用乙酸洗酸性β沸石2～3次。

4、虽然前述的技术方案均能够有效硝化邻氯甲苯，但采用前述方法，杂质难以有效剥离，导致产品所含杂质较多。杂质包含硝化过程中加入的有机溶剂，包括乙酸酐、乙酸硝酸酯。同时，此类有机溶剂自身也有腐蚀性，容易在生产过程中引入一些其他不可控的杂质。杂质还包含加入的催化剂(β沸石)。催化剂最终要分离出来，以便二次利用。但分离过程总是会有少部分催化剂残留，残留的催化剂就成了杂质的一部分。

5、综上，前述的技术方案难以大规模工业化应用。

技术实现思路

1、针对现有技术的技术问题，本发明提供了制备邻氯硝基甲苯混合物的方法。

2、为解决上述技术问题，本发明提供了以下的技术方案：

3、制备邻氯硝基甲苯混合物的方法，包括：预备n个物料流；至少一个物料流包括邻氯甲苯，剩余物料流包括酸；将邻氯甲苯与其中一个物料流的酸转入反应区进行反应，以生成第一反应物流；将第一反应物流与下一个物料流的酸转入反应区进行反应，以生成第n-(n-2)反应物流；重复前述过程，直至生成第n-1反应物流；第n-1反应物流包括邻氯甲苯、邻氯硝基甲苯混合物、酸。

4、在实际执行时，本发明将邻氯甲苯的硝化过程划分为多个相互间隔的反应段，从而使得整体的反应过程更加安全可控，进而使得硝化过程即便无催化剂、有机溶剂的参与也能够正常进行。由此，最终所得的反应物仅包括邻氯甲苯、邻氯硝基甲苯混合物、酸。其中，邻氯甲苯、邻氯硝基甲苯混合物为有机物，酸为无机物。无机物与有机物之间不互溶则容易分离。邻氯甲苯与邻氯硝基甲苯混合物可采用精馏分离。综上，最终反应物虽然仍然包含了多种不同的物质，但没有有机溶剂及催化剂，同时也不易因腐蚀性等原因引入一些不可控的杂质。另一方面，不同种的物质之间更容易分离。由此，本发明能够有效的减少邻氯硝基甲苯混合物中所残留的杂质。

5、进一步的，物料流包括第一物料流、第二物料流、第三物料流；第一物料流包括邻氯甲苯；第二物料流、第三物料流包括酸；反应区包括第一反应区、第二反应区；还包括以下步骤：将第一物料流与第二物料流转入第一反应区进行反应，以生成第一反应物流；将第一反应物流与第三物料流转入第二反应区进行反应，以生成第二反应物流；第二反应物流包括邻氯甲苯、邻氯硝基甲苯混合物、酸。

6、进一步的，还包括以下步骤：对第一反应物流进行分相处理；取第一反应物流的油相；将油相与第三物料流转入第二反应区进行反应。

7、进一步的，第一反应区的反应温度为：-10℃至50℃；第二反应区的反应温度为：0℃至80℃。

8、进一步的，第一反应区的反应停留时间为0-5min；第二反应区的反应停留时间为0-5min。

9、进一步的，第一物料流的流速为30-4000ml/min；第二物料流的流速为30-5000ml/min；第一反应物流的流速为30-5000ml/min；第三物料流的流速为10-2000ml/min；第二反应物流的流速为30-10000ml/min。

10、进一步的，酸包括硝酸、混酸、硫酸中的一种或多种。

11、进一步的，邻氯甲苯与酸的摩尔比为(1-2.5)：(1-3.5)。

12、进一步的，反应区采用微通道反应器。

13、进一步的，微通道反应器的构型包括v型、心型、漏斗型、t型；微通道反应器的材质包括哈氏合金、镊材、钽材、锆材、玻璃、聚四氟乙烯、碳化硅中的一种或几种。

14、相较于现有技术，本发明具有以下优点：

15、本发明将邻氯甲苯的硝化过程划分为多个相互间隔的反应段，从而使得整体的反应过程更加安全可控，进而使得硝化过程即便无催化剂、有机溶剂的参与也能够正常进行。

16、本发明通过对硝化过程中各类参数进行管控，使得整个硝化过程能够依需求进行。

17、本发明能够有效的减少邻氯硝基甲苯混合物中所残留的杂质，从而更适用于目前的工业生产。

技术特征：

1.制备邻氯硝基甲苯混合物的方法，其特征在于：包括：预备n个物料流；

2.根据权利要求1所述的制备邻氯硝基甲苯混合物的方法，其特征在于：所述物料流包括第一物料流、第二物料流、第三物料流；

3.根据权利要求2所述的制备邻氯硝基甲苯混合物的方法，其特征在于：还包括以下步骤：

4.根据权利要求2所述的制备邻氯硝基甲苯混合物的方法，其特征在于：所述第一反应区的反应温度为：-10℃至50℃；

5.根据权利要求2所述的制备邻氯硝基甲苯混合物的方法，其特征在于：所述第一反应区的反应停留时间为0-5min；

6.根据权利要求2所述的制备邻氯硝基甲苯混合物的方法，其特征在于：所述第一物料流的流速为30-4000ml/min；

7.根据权利要求1至4任意一项权利要求所述的制备邻氯硝基甲苯混合物的方法，其特征在于：所述酸包括硝酸、混酸、硫酸中的一种或多种。

8.根据权利要求1至4任意一项权利要求所述的制备邻氯硝基甲苯混合物的方法，其特征在于：所述邻氯甲苯与所述酸的摩尔比为(1-2.5)：

9.根据权利要求1至4任意一项权利要求所述的制备邻氯硝基甲苯混合物的方法，其特征在于：所述反应区采用微通道反应器。

10.根据权利要求9所述的制备邻氯硝基甲苯混合物的方法，其特征在于：所述微通道反应器的构型包括v型、心型、漏斗型、t型；

技术总结
本发明涉及邻氯硝基甲苯制备技术领域，尤其涉及制备邻氯硝基甲苯混合物的方法。包括：预备n个物料流；至少一个物料流包括邻氯甲苯，剩余物料流包括酸；将邻氯甲苯与其中一个物料流的酸转入反应区进行反应，以生成第一反应物流；将第一反应物流与下一个物料流的酸转入反应区进行反应，以生成第n‑(n‑2)反应物流；重复前述过程，直至生成第n‑1反应物流；第n‑1反应物流包括邻氯甲苯、邻氯硝基甲苯混合物、酸。现有技术中，虽然能够有效硝化邻氯甲苯，但受制于反应过程，各物质难以有效分离，最终成为杂质的一部分。相较于现有技术，本发明最终产物虽然也包括多种不同的物质，但各物质之间的分离较为方便，从而能够有效减少最终杂质的量。

技术研发人员：祝捷,张跃,严生虎,马晓明,沈介发,史越,刘付俊,王明胜,祝文长
受保护的技术使用者：老河口华辰化学有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15