CN101367708B - 氮气保护下氯代环己烷的制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种氮气保护下氯代环己烷的制备工艺，其工艺特点是氮气与氯气混合后从反应器下部的侧口连续通入，环己烷从反应器下端口连续通入，氯气经氮气预分散之后，在反应器里混合区与环己烷充分混合后，进入反应区在绿光的引发下迅速反应，生成氯代环己烷后从溢流管及时流出，提高了氯代环己烷的选择性和收率。氮气连续通入，使反应系统始终处于充氮状态，有效防止了爆炸事故的发生。
Description
技术领域
本发明属于有机化工产品的合成工艺，具体的说是一种安全制备氯代环己烷的新工艺。
背景技术
氯代环己烷是一种有机合成的基本原料，也是一种重要的精细化工产品。它主要用于橡胶防焦剂CTP、医药盐酸苯海素、农药三环锡等产品的中间体；也可以用于聚氨酯发泡催化剂N，N-二甲基环己胺、防锈剂等的合成。
在众多的氯代环己烷制备方法中，环己烷光氯化法克服了环己醇氯化氢取代法、环己烷氯气取代法、环己烯氯化氢加成法的缺点，因其反应温度低、反应速度快，采用光源作引发剂避免了催化剂污染等诸多优点而被企业家看好。专利200410041630.X在原有的基础上，采用反应器与精馏塔耦合的工艺来提高转化率、提高选择性。但由于环己烷和氯气的入口都在反应区，在物料还来不及混合均匀的时候就开始了反应，由于局部存在氯气浓度过高，所以仍然存在连串氯化反应的弊端。另外，本来环己烷光氯化法就存在安全问题，如果将反应器与精馏塔耦合在一起，塔釜温度可达140～150℃，更增加了不安全因素。
发明内容
本发明的目的在于提供一种氯化选择性好、环己烷转化率高而且操作安全性好的环己烷光氯化法制备氯代环己烷的方法。
本发明是这样实现的：
氯气与氮气按体积比1：(0.5～1)进行预混合，混合气从反应器下部的侧口以70～80kg/h的氯气量连续通入，环己烷以320～340L/h的速率从反应器底部端口连续通入。反应器的下部为物料混合区，环己烷与氯氮混合气经过混合区的充分混合，到达反应器上部，这里有引发光源，是反应器的反应区。在一定温度和引发光源的作用下，氯气与环己烷迅速反应，生成氯代环己烷，与未反应的环己烷一起从顶端的溢出管道溢出，连续进入粗蒸釜进行连续蒸馏，除去大部分环己烷，形成粗品氯代环己烷。粗品氯代环己烷再打入精馏釜进行提纯，获得高纯氯代环己烷。
本发明的优点主要体现为：
①氯气进入反应器之前，用氮气稀释，对氯气在环己烷中的均匀分布起到了预分散作用。
②随氯气进入反应器的氮气，作为惰性气体，在反应器内对反应系统起到了保护作用，有效的防止了爆炸事故的发生，又无副反应发生。
③采用下部进料的方式，使环己烷和氯气在反应之前，有充分的混合时间和空间，有效防止了连串氯化反应，保障了氯代环己烷的选择性。
④氯代环己烷生成后，及时从溢流管道溢处，在反应区滞留时间短，有效防止了连串氯化反应。
⑤采用粗蒸馏和精蒸馏接合的方式，在粗蒸阶段，用较低的温度蒸出大量的环己烷，进行回用。在精蒸阶段，用减压蒸馏来获得高纯度氯代环己烷，做到了合理利用能源，提高氯代环己烷的纯度。
附图说明
附图1为工艺流程图
附图2为反应器示意图
具体实施方式：
下面结合实施例对本发明作详细说明。
从反应器底部端口以320～340L/h的速率连续通入环己烷，开启蒸汽阀门使反应器的温度升至50-60℃。将氯气与氮气按体积比为1：(0.5～1)混合后从反应器底部侧口连续通入，调节流量阀，使氯气的通入速率为70～80kg/h。氯气经氮气稀释后，在反应器下部的混合区与环己烷进行充分混合，到达装有引发光源的反应区(反应器上部)，在引发光的引发下迅速发生反应，生成氯代环己烷。通入的氮气对系统安全反应起着重要的保护作用。生成的氯代环己烷及时从溢流管道溢出，连续进入到粗蒸系统，蒸出的环己烷经冷凝后回用，通过平衡管溢流出的粗品氯代环己烷的纯度可达95％左右，多氯代物的含量小于3％。粗品氯代环己烷通过真空打入精馏釜内，进行减压蒸馏，可得纯度大于99.5％的氯代环己烷成品，氯代环己烷的收率达到90％以上。前馏分主要含环己烷进行回用。反应过程中，形成的氯化氢气体经多级冷凝最后用水吸收，形成盐酸作为副产物出售或利用。
Claims (7)
1.氮气保护下氯代环己烷的制备工艺，其特征在于：氮气与氯气混合后从反应器下部的侧口连续通入，环己烷从反应器下端口连续通入；氯气先经氮气预分散，然后在反应器的混合区与环己烷充分混合，气液混合物进入反应区在引发光的引发下迅速反应，生成氯代环己烷后从溢流管及时流出，连续进入粗蒸系统进行连续粗蒸，粗品氯代环己烷精馏提纯后成为成品氯代环己烷；氮气连续通入，使反应系统始终处于充氮状态，有效防止了爆炸事故的发生。
2.根据权利要求1所述的制备工艺，其特征在于：氯化反应是连续进料，连续反应，连续出料。
3.根据权利要求1所述的制备工艺，其特征在于：氯气与氮气以体积比1∶(0.5～1)进行混合。
4.根据权利要求1所述的制备工艺，其特征在于：氮气与氯气预混合后再通入反应器与环己烷混合。
5.根据权利要求1所述的制备工艺，其特征在于：氯气的通入速率为70～80kg/h，环己烷的通入速率为320～340L/h。
6.根据权利要求1所述的制备工艺，其特征在于：氯气与环己烷都采用下部加料，有利于气液相混合均匀，防止连串氯化反应的发生。
7.根据权利要求1所述的制备工艺，其特征在于：粗蒸为连续进料、连续蒸馏、连续出料。
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