[发明专利]对苯二甲酰氯的制备工艺

说明书

本发明属于有机合成技术领域，具体涉及一种对苯二甲酰氯的制备工艺。在LED光源照射下，向对二甲苯中通入过量氯气反应，得到1,4‑二(三氯甲基)苯粗品，用碱液吸收多余氯气；取制得的1,4‑二(三氯甲基)苯粗品与对苯二甲酸，在催化剂作用下反应，用氮气驱赶反应产生的氯化氢气体，直至无氯化氢气体放出，得到对苯二甲酰氯粗品；对苯二甲酰氯粗品中加入脱色剂，经减压精馏得到对苯二甲酰氯。本发明具有工艺简单、原料易得、成本低、操作方便、产品品质高、质量稳定等优点。

技术领域

本发明属于有机合成技术领域，具体涉及一种对苯二甲酰氯的制备工艺。

背景技术

对苯二甲酰氯是重要的有机化工原料，是聚酰胺、聚酯等聚合物的原料，是合成特种纤维的单体，可作芳纶、锦纶增强剂，芳纶纤维是一种高性能合成纤维，具有超高强度、耐高温、耐酸碱、重量轻等优点，韧性和强度分别可达优质钢材的2倍和6倍，用于飞机、火箭、导弹和防弹设备中。

芳纶1414在军事方面的应用较为广泛，芳纶1414有极高的强度，大于28克/旦，是优质钢材的5-6倍，模量是钢材或玻璃纤维的2-3倍，韧性是钢材的2倍，而重量仅为钢材的1/5。芳纶1414涉及的领域广泛，对其原料的要求也很高，而对苯二甲酰氯是其重要的原料之一，所以对苯二甲酰氯的好坏直接影响到聚合出来的芳纶1414的质量。目前制备对苯二甲酰氯的方法比较多，而且都存在收率低，纯度低，以及结晶后中心颜色不纯等缺陷，增加了芳纶1414聚合时的难度，从而加大了生产排废量，影响了芳纶1414的品质。

对苯二甲酰氯以对苯二甲酸为原料的合成工艺，根据酰氯化试剂不同，主要分为氯化亚砜法、五氯化磷法、三氯化磷法和光气法。氯化亚砜法是以氯化亚砜为氯化剂，对苯二甲酸为原料，N,N-二甲基甲酰胺或吡啶为催化剂制备对苯二甲酰氯。该方法由于N,N-二甲基甲酰胺不稳定，SOCl₂反应生成(氯亚甲基)二甲基氯化铵，导致不易分离纯度低，需进行多次减压蒸馏后产品纯度才能达到99％以上。五氯化磷法中的氯化剂为固体五氯化磷，加料相对来说比较困难，再加上五氯化磷容易吸水，生成氯化氢影响投料比例的准确度，而且对苯二甲酸本身也为固体，两者不易混合均匀，操作不便。三氯化磷法需要的反应温度较高，时间长、工艺操作条件比较复杂，再加上副产物三氯氧磷的提纯，既腐蚀设备，又增加了生产成本。光气法工艺路线，需要专门发生光气或采购光气，光气属于剧毒产品，反应中需要使用溶剂，副产物也是气体，容易造成光气随副产物排出，对安全和防护要求非常高，另外还要增加溶剂回收装置，使得生产成本大幅度增加。

发明内容

本发明的目的是提供一种对苯二甲酰氯的制备工艺，具有工艺简单、操作方便、原料易得、成本低、尾气容易处理、收率高、对环境没有危害性的优点，适合工业化生产。

本发明所述的对苯二甲酰氯的制备工艺，步骤如下：

(1)在LED光源照射下，向对二甲苯中通入过量氯气反应，得到1,4-二(三氯甲基)苯粗品，用碱液吸收多余氯气；

(2)取步骤(1)制得的1,4-二(三氯甲基)苯粗品与对苯二甲酸，在催化剂作用下反应，用氮气驱赶反应产生的氯化氢气体，直至无氯化氢气体放出，得到对苯二甲酰氯粗品；

(3)对苯二甲酰氯粗品中加入脱色剂，经减压精馏得到对苯二甲酰氯。

步骤(1)中所述的LED光源波长范围为350-460nm。

步骤(1)中所述的反应温度为120-140℃，反应时间为6-9小时。

步骤(2)中所述的1,4-二(三氯甲基)苯粗品与对苯二甲酸的质量比为1:0.45-0.62。

步骤(2)中所述的催化剂为ZnCl₂、FeCl₃或4-二甲氨基吡啶中的一种。

步骤(2)中所述的催化剂用量为对苯二甲酸质量的0.1-0.3％。