專(zhuān)利名稱(chēng)：一氯甲苯的催化制備工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬有機(jī)化學(xué)工業(yè)，特別是涉及一種芳香族鹵素衍生物一氯甲苯的催化制備工藝。
目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)制備一氯甲苯通常采用的方法是以鐵粉和硫磺粉的混合物作催化劑催化甲苯和氯氣反應(yīng)得甲苯氯化液，再經(jīng)曝氣、堿洗、水洗脫甲苯得一氯甲苯，又稱(chēng)混氯甲苯，然后再經(jīng)分離得到成品對(duì)氯甲苯和鄰氯甲苯。在這一催化過(guò)程中，真實(shí)的催化劑并不是鐵和硫本身，而是鐵和硫與氯氣作用生成的三氯化鐵和氯化硫，反應(yīng)終止后，這二個(gè)催化劑仍存在于反應(yīng)液中，必須用堿洗方能將其除去。運(yùn)用堿洗除去氯化液中氯化硫和三氯化鐵的方法，不但產(chǎn)生了數(shù)量較大的廢水，而且不易除盡，還降低了產(chǎn)品收率，浪費(fèi)了資源，污染了環(huán)境。
另外的一種方法是采用活性沸石作為苯氯化催化劑的，這類(lèi)沸石包括活性白土，此活性白土為一種淺灰或淺棕色粘土，屬蒙脫石族的礦物，呈分散狀，是具油膩感的粘土礦，主要成份為Sio2、AI2O3、Fe2O3、Mgo等。它的催化機(jī)理和沸石類(lèi)催化劑一樣，是通過(guò)沸石孔道，但又不同與其它沸石，即它對(duì)水有一定耐性，其主要弱點(diǎn)是它的空間分布結(jié)構(gòu)不利于對(duì)位異構(gòu)體的生成，因而使產(chǎn)物的對(duì)鄰位比僅在1∶1.6左右，又使反應(yīng)中產(chǎn)生一定量的間位異構(gòu)體，且此反應(yīng)需活性白土用量也較大，有一定量的廢催化劑要處理。
本發(fā)明的目的是提供一種反應(yīng)用輔助催化劑，它能對(duì)活性白土進(jìn)行改性，使之提高催化活性、耐水性和使用壽命，從而減少使用量，創(chuàng)造出一種無(wú)“三廢”排放、產(chǎn)品中無(wú)雜質(zhì)、設(shè)備不腐蝕、能耗低、產(chǎn)品收率高。并使對(duì)鄰比獲得大幅度提高、間位異構(gòu)體減少到允許水準(zhǔn)以下的高品質(zhì)一氯甲苯催化制備的方法。
本發(fā)明的一氯甲苯催化制備的方法包括以活性白土作主催化劑，以硫化亞鐵為輔助催化劑，催化甲苯和氯氣反應(yīng)得甲苯氯化液，再經(jīng)曝氣、脫甲苯得一氯甲苯。
本發(fā)明的一氯甲苯催化制備的方法還可以包括經(jīng)分離得到成品對(duì)氯甲苯和鄰氯甲苯。
其中，所述活性白土的加入量為甲苯重量的4.3-8.6‰，所述硫化亞鐵的加入量為甲苯重量的0.22-0.43‰。
氯化終點(diǎn)用氣相層析進(jìn)行中控，以反應(yīng)液中甲苯含量＜0.3％為結(jié)束。
由于甲苯氯化主要是在催化過(guò)程中的“過(guò)渡態(tài)”，即甲苯正碳離子的階段發(fā)生，因而主要取決于催化劑表面活性點(diǎn)的空間分布結(jié)構(gòu)，但對(duì)天然沸石活性白土來(lái)說(shuō)，要想其具有固定原子半徑及鍵能作用半徑，僅依靠沸石原成份進(jìn)行合理的空間結(jié)構(gòu)調(diào)控是十分困難的，顯然最好的辦法還是添加第二種輔助離子來(lái)構(gòu)造出一種活性點(diǎn)的空間結(jié)構(gòu)和鍵能作用范圍，以達(dá)到選擇目的，這種表面活性點(diǎn)組分在結(jié)構(gòu)中所起的作用是非常重要的。
硫化亞鐵作為一種離子型化合物，其離子在結(jié)構(gòu)上具有不飽和或不規(guī)則的電子殼層；也就是這些離子在(n-1)軌道中要保留一定數(shù)目的成單d電子。這種離子電子層結(jié)構(gòu)的不飽和性，正可滿(mǎn)足作為第二種添加輔助催化劑的作用，來(lái)對(duì)活性白土進(jìn)行改性。
在活性白土中添加輔助催化劑硫化亞鐵，可以認(rèn)為是以活性白土的孔道結(jié)構(gòu)作為載體，與硫化亞鐵的離子性晶體穩(wěn)固地形成一種具有成鍵空間的固體酸催化劑。
本發(fā)明采用了不同于現(xiàn)行工業(yè)生產(chǎn)的催化技術(shù)，而選擇了天然沸石活性白土作主催化劑，采用硫化亞鐵作輔助催化劑，解決了活性白土在催化過(guò)程中對(duì)鄰比低、本身用量大的不足之處，使甲苯催化氯化工藝獲得了如下突破1、甲苯氯化制備一氯甲苯工藝過(guò)程中不產(chǎn)生廢水、廢渣、實(shí)現(xiàn)了清潔生產(chǎn)。2、反應(yīng)結(jié)束后，經(jīng)曝氣，物料酸值在0.6kohmg/g以下，且不含水，解決了設(shè)備腐蝕難題。3、添加輔助催化劑后，反應(yīng)活性獲得提高，減少了催化劑用量的80％，又不需堿洗，使產(chǎn)品收率大幅度提高，成本進(jìn)一步下降，同時(shí)也提高了產(chǎn)品品質(zhì)。4、縮短了反應(yīng)周期，提高了設(shè)備利用率。
利用本發(fā)明制備的一氯甲苯品質(zhì)為對(duì)氯甲苯∶鄰氯甲苯＝1∶1.1-1.2甲苯轉(zhuǎn)化率＞99.7％二氯化物含量≤1.5％間位異構(gòu)體含量≤0.2％酸值＜0.6kohmg/g脫甲苯后甲苯含量＜0.1％下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步描述本發(fā)明一氯甲苯的清潔制備工藝，它包括在反應(yīng)釜中投入計(jì)量好的甲苯，在攪拌條件下，投入甲苯重量7‰的活性白土，和甲苯重量0.3‰的硫化亞鐵，在室溫下從液下通入氯氣，反應(yīng)溫度控制在30-40℃，當(dāng)反應(yīng)溫度達(dá)50℃時(shí)，可用冷凍鹽水冷卻降溫。氯化終點(diǎn)用氣相層析進(jìn)行中控，氯化速度以反應(yīng)溫度調(diào)節(jié)，氯化時(shí)間為5000L反應(yīng)釜16-20小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后，再經(jīng)常規(guī)方法曝氣、脫甲苯和分離得到成品。
權(quán)利要求
1.一種一氯甲苯催化制備的方法，其特征是包括以活性白土作主催化劑，以硫化亞鐵為輔助催化劑，催化甲苯和氯氣反應(yīng)得甲苯氯化液，再經(jīng)曝氣、脫甲苯得一氯甲苯。
2.如權(quán)利要求1所述的一氯甲苯催化制備的方法，其特征是還包括進(jìn)一步分離步驟。
3.如權(quán)利要求1所述的一氯甲苯催化制備的方法，其特征是所述活性白土的加入量為甲苯重量的4.3-8.6‰，所述硫化亞鐵的加入量為甲苯重量的0.22-0.43‰。
4.如權(quán)利要求1所述的一氯甲苯催化制備的方法，其特征是氯化終點(diǎn)用氣相層析進(jìn)行中控，以反應(yīng)液中甲苯含量＜0.3％為結(jié)束。
全文摘要
本發(fā)明為一種一氯甲苯催化制備的方法。它包括以活性白土作主催化劑,以硫化亞鐵為輔助催化劑,催化甲苯和氯氣反應(yīng)得甲苯氯化液,再經(jīng)曝氣、脫甲苯得一氯甲苯。本發(fā)明選擇天然沸石活性白土作主催化劑,采用硫化亞鐵作輔助催化劑,解決了活性白土在催化過(guò)程中對(duì)鄰比低、本身用量大的不足之處,使生產(chǎn)過(guò)程中不產(chǎn)生廢水、廢渣;解決了設(shè)備腐蝕難題;減少了催化劑用量的80%,不需堿洗,使產(chǎn)品收率大幅度提高,成本進(jìn)一步下降,同時(shí)也提高了產(chǎn)品品質(zhì)。
文檔編號(hào)C07C17/12GK1257059SQ9912711
公開(kāi)日2000年6月21日 申請(qǐng)日期1999年12月28日 優(yōu)先權(quán)日1999年12月28日
發(fā)明者眭曉晗, 宗旭, 毛素華 申請(qǐng)人:眭曉晗, 宗旭, 毛素華