一种复合催化剂组合物及制备2,4-/3,4-二氯甲苯的方法与流程

文档序号:16503689发布日期:2019-01-05 08:54阅读:249来源:国知局

本发明涉及一种2,4-/3,4-二氯甲苯的制备方法,特别涉及一种复合催化剂组合物及其制备方法,以及利用该复合催化剂组合物催化对氯甲苯氯化反应生成2,4-/3,4-二氯甲苯的方法。



背景技术:

2,4-二氯甲苯,3,4-二氯甲苯都是重要的化工原料,主要用于有机合成、医药和染料工业,也可以作为有机溶剂。目前,工业上普遍采用对氯甲苯加氯气氯化方法合成2,4-二氯甲苯,于此同时有少量二氯甲苯异构体生成(主要是3,4-二氯甲苯),然后通过精馏工艺将2,4-/3,4-二氯甲苯分离。

近年来,工业上对3,4-二氯甲苯的应用逐渐变多,而2,4-二氯甲苯的需求量相应变小。这样一来,就急需增加3,4-二氯甲苯在氯化液中的比例来解决这一问题。



技术实现要素:

为了解决上述问题,本发明公开了一种复合催化剂组合物及其制备方法,并使用该复合催化剂组合物催化还原制备2,4-/3,4-二氯甲苯,并提高了3,4-二氯甲苯的含量。

本发明涉及的“多氯甲苯”是指含三个氯以上的氯代甲苯化合物。

为了达到以上目的,本发明提供如下技术方案:

一种复合催化剂组合物及制备2,4-/3,4-二氯甲苯的方法,包括以下步骤:

(1)复合催化剂组合物的配制:10~20份三氯化锑、10~20份四氯化钛、10~20份二氯化镍、30~40份三氯化铁、20份三氯化铝和10~20份硫粉混合均匀,对混合组分进行干燥处理,含水量低于1wt%;

(2)对氯甲苯的氯化反应:在反应釜中加入对氯甲苯,开启搅拌后向反应釜中加入复合催化剂组合物,待复合催化剂组合物均匀分布在物料中后,缓慢通入氯气,反应温度控制在35~55℃之间,氯化液中多氯甲苯的含量增加至3~5wt%时,停止通氯;反应尾气用水吸收,制成副产品盐酸;

(3)组分分离:将反应产物氯化液通过精馏塔进行分离,先分离掉未反应的原料对氯甲苯,然后精馏出的塔底重组分经精馏塔分离出2,4-二氯甲苯和3,4-二氯甲苯。

作为优选,所述步骤(1)中加入的复合催化剂组合物成份为:10~20份三氯化锑、10~20份四氯化钛、10~20份二氯化镍、30~40份三氯化铁、20份三氯化铝、10~20份硫粉。

作为优选,所述步骤2中加入复合催化剂组合物的质量为对氯甲苯原料质量的0.1%。

作为优选,所述步骤2中反应釜大小为10000l,通氯速度为50m3/h。

有益效果

本发明制备了一种复合催化剂组合物,通过氯化、催化还原反应制备了2,4-/3,4-二氯甲苯,并增加了3,4-二氯甲苯的含量,适应了市场的需要;对氯甲苯未反应完全,减少了副产物多氯杂质的生成;同时,未反应的对氯甲苯仍可以参与到后续的2,4-/3,4-二氯甲苯的制备中,符合绿色化学的理念。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步的详细描述,但是本发明的实施方式仅用于说明本发明,而不用于限制本发明的范围。

实施例1

(1)复合催化剂组合物的配制:20kg三氯化锑、10kg四氯化钛、10kg二氯化镍、30kg三氯化铁、20kg三氯化铝、10kg硫粉混合均匀,并对混合组分真空状态下进行干燥处理,含水量低于1wt%。

(2)对氯甲苯的氯化反应:在10000l反应釜中加入7500kg对氯甲苯,开启搅拌后往反应釜中加入7.5kg复合催化剂组合物,缓慢通入氯气,通氯速度50m3/h,温度控制在35~55℃之间,每隔两小时取样分析,直至氯化液中多氯甲苯的含量增加至3~5wt%时,停止通氯。反应尾气用水吸收,制成副产品盐酸。

(3)组分分离:将反应产物氯化液通过精馏塔进行分离,先分离掉未反应的原料对氯甲苯3900kg,纯度99%;然后将精馏出的塔底重组分经过精馏塔分离出2,4-二氯甲苯3340kg,纯度99.5%,3,4-二氯甲苯763kg,纯度99.5%,多余的其他无用的组分约477kg。

经气相色谱仪分析,分离出的氯化液中各组分的质量含量为:对氯甲苯52%、2,4-二氯甲苯35%、3,4-二氯甲苯8%、其他5%。

实施例2

(1)复合催化剂组合物的配制:10kg三氯化锑、20kg四氯化钛、10kg二氯化镍、30kg三氯化铁、20kg三氯化铝、10kg硫粉混合均匀,并对混合组分进行真空干燥处理,含水量低于1wt%。

(2)对氯甲苯的氯化反应:在10000l反应釜中加入7500kg对氯甲苯,开启搅拌后往反应釜中加入7.5kg复合催化剂组合物,缓慢通入氯气,通氯速度50m3/h,温度控制在35~55℃之间,每隔两小时取样分析,直至氯化液中多氯甲苯的含量增加至3~5wt%时,停止通氯。反应尾气用水吸收,制成副产品盐酸。

(3)组分分离:将反应产物氯化液通过精馏塔进行分离,先分离出未反应的原料对氯甲苯4275kg,纯度99%;然后将精馏出的塔底重组分经过精馏塔分离出2,4-二氯甲苯3054kg,纯度99.5%,3,4-二氯甲苯572kg,纯度99.5%,其他组分约477kg。

经气相色谱仪分析,氯化液中各组分的质量含量为:对氯甲苯57%、2,4-二氯甲苯32%、3,4-二氯甲苯6%、其他5%。

实施例3

(1)复合催化剂组合物的配制:10kg三氯化锑、10kg四氯化钛、20kg二氯化镍、30kg三氯化铁、20kg三氯化铝、10kg硫粉混合均匀,并对混合组分进行真空干燥处理,含水量低于1wt%。

(2)对氯甲苯的氯化反应:在10000l反应釜中加入7500kg对氯甲苯,开启搅拌后往反应釜中加入7.5kg复合催化剂组合物,缓慢通入氯气,通氯速度50m3/h,温度控制在35~55℃之间,每隔两小时取样分析,直至氯化液中多氯甲苯的含量增加至3~5wt%时,停止通氯。反应尾气用水吸收,制成副产品盐酸。

(3)组分分离:将反应产物氯化液通过精馏塔进行分离,先分离掉未反应的原料对氯甲苯4725kg,纯度99%;然后将精馏出的塔底重组分经过精馏塔分离出2,4-二氯甲苯2386kg,纯度99.5%,3,4-二氯甲苯668kg,纯度99.5%,其他组分约477kg。

经气相色谱仪分析,氯化液中各组分的质量含量为:对氯甲苯63%、2,4-二氯甲苯25%、3,4-二氯甲苯7%、其他5%。

实施例4

(1)复合催化剂组合物的配制:10kg三氯化锑、10kg四氯化钛、10kg二氯化镍、30kg三氯化铁、20kg三氯化铝、20kg硫粉混合均匀,并对混合组分进行真空干燥处理,含水量低于1wt%。

(2)对氯甲苯的氯化反应:在10000l反应釜中加入7500kg对氯甲苯,开启搅拌后往反应釜中加入7.5kg复合催化剂组合物,缓慢通入氯气,通氯速度50m3/h,温度控制在35~55℃之间,每隔两小时取样分析,直至氯化液中多氯甲苯的含量增加至3~5wt%时,停止通氯。反应尾气用水吸收,制成副产品盐酸。

(3)组分分离:将反应产物氯化液通过精馏塔进行分离,先分离掉未反应的原料对氯甲苯4425kg,纯度99%;然后将精馏出的塔底重组分经过精馏塔分离出2,4-二氯甲苯2863kg,纯度99.5%,3,4-二氯甲苯572kg,纯度99.5%,其他组分约477kg。

经气相色谱仪分析,氯化液中各组分的质量含量为:对氯甲苯59%、2,4-二氯甲苯30%、3,4-二氯甲苯6%、其他5%。

实施例5

(1)复合催化剂组合物的配制:10kg三氯化锑、10kg四氯化钛、10kg二氯化镍、40kg三氯化铁、20kg三氯化铝、10kg硫粉混合均匀,并对混合组分进行真空干燥处理,含水量低于1wt%。

(2)对氯甲苯的氯化反应:在10000l反应釜中加入7500kg对氯甲苯,开启搅拌后往反应釜中加入7.5kg复合催化剂组合物,缓慢通入氯气,通氯速度50m3/h,温度控制在35~55℃之间,每隔两小时取样分析,直至氯化液中多氯甲苯的含量增加至3~5wt%时,停止通氯。反应尾气用水吸收,制成副产品盐酸。

(3)组分分离:将反应产物氯化液通过精馏塔进行分离,先分离掉未反应的原料对氯甲苯4125kg,纯度99%;然后将精馏出的塔底重组分经过精馏塔分离出2,4-二氯甲苯2454kg,纯度99.5%,3,4-二氯甲苯1402kg,纯度99.5%,其他组分约438kg。

经气相色谱仪分析,氯化液中各组分的质量含量为:对氯甲苯55%、2,4-二氯甲苯28%、3,4-二氯甲苯16%、其他5%。

由以上实施例可以看出,当复合催化剂的配制为:10kg三氯化锑、10kg四氯化钛、10kg二氯化镍、40kg三氯化铁、20kg三氯化铝、10kg硫粉时,其有效转化率为最高,得到的3,4-二氯甲苯的比例最大。

经过精馏塔的有效分离,2,4-/3,4-二氯甲苯的纯度可达到99.5%以上。

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