[发明专利]一种用于生产4-氯-3，5-二甲基苯酚的反应精馏装置及方法

说明书

本发明公开了一种用于生产4‑氯‑3，5‑二甲基苯酚的反应精馏装置及方法，本发明方法以硫酰氯和3，5‑二甲基苯酚作为原料，硫酰氯连续加入反应精馏塔的反应精馏段上部；3，5‑二甲基苯酚进料连续加入反应精馏塔的反应精馏段下部，反应精馏塔的塔顶经冷凝后采出二氧化硫和氯化氢气体，溶剂及少量反应原料硫酰氯回流至反应精馏塔塔顶及反应精馏段底部；反应精馏塔塔底包含反应产物4‑氯‑3，5‑二甲基苯酚的粗产品，其进入精馏精制塔分离得到4‑氯‑3，5‑二甲基苯酚产品。解决了目前反应收率低、三废副产物高、后续分离过程复杂、产品质量不稳定的问题。

技术领域

本发明涉及4-氯-3.5-二甲基苯酚的制备领域，具体涉及一种用于生产4-氯-3，5-二甲基苯酚的反应精馏装置及方法。

背景技术

4-氯-3，5-二甲基苯酚，简称PCMX，是一种重要的化工中间体，可以作为抗菌剂、防霉剂、消毒剂，广泛应用于工业和日用化学品领域，具有高效、广谱的防霉抗菌作用，对多数革兰氏阳性、阴性菌，真菌，霉菌都有杀灭功效，无刺激，低毒性。

PCMX的合成主要通过3，5-二甲基苯酚与硫酰氯在溶剂中反应制备，现有技术中主要在釜式反应器中在一定的时间内进行硫酰氯的滴加，生成对位产物的同时邻位副产物2-氯-3，5-二甲基苯酚也大量生成，而且还伴随生成二取代副产物2，4-二氯-3，5-二甲基苯酚。反应后再经过降温、结晶、分离、干燥等多步操作得到PCMX产品。

由于反应副产物价值较低，现有技术多通过添加催化剂等物质提高反应选择性。如美国专利US4245127使用有机硫化物和金属氯化物作为共催化剂，对间二甲酚进行氯化。该专利分别讨论了用噻酚和十二硫醇作为有机硫化物；三氯化铁、三氯化铝，以及四氯化钛作为金属氯化物组成共催化剂的体系，用硫酰氯和间二甲酚反应合成PCMX。据该专利中所提到的实例，用四氯化钛和十二硫醇作为共催化剂可以获得最大的产品选择性，即PCMX达到91.5％。基于US4245127，中国专利CN101085722A在反应过程中加入了一种或多种烷基醚类化合物作为共催化剂，较大的提高了对位产品的选择性(95％)。但是，一方面实际生产过程中却很难达到这个理想的选择性，因为以上两篇专利中所需的反应温度为20℃，而在低温下进行反应，特别是反应后期，会产生大量的结晶析出，从而影响反应体系中的传质，使得多氯代产品的生成，最终影响产品的选择性。另一方面由于使用了催化剂等物质，在提高了产品选择性的同时，也增加了成本，并增加了产品分离纯化的难度，含硫等物质可能造成产品品质下降、含硫三废的处理成本的增加等问题。

专利CN101348420A中涉及一种卤代烷基苯酚化合物的加氢脱卤的方法，通过对PCMX生产过程中的副产物卤代烷基苯酚进行加氢脱卤，实现副产物的再利用。但该方法增加了反应及分离工序，过程涉及加氢，并使用贵金属催化剂，虽然能够回收副产物，但增加了副产物加氢反应过程，增加了含盐含酚的废水，生产成本大幅上升。

专利CN102675055A中介绍了一种高温氯化法生产对氯间二甲酚新工艺，通过预热的原料与氯化剂上下对流反应，反应温度110～130℃，虽然实现了连续反应过程，但实际上由于反应温度较高，副产物选择性会很大程度上升高，另外，由于强制外循环使整个塔内物料组成相同，当原料转化率较高时，塔内产物浓度较高，再与氯化剂接触后，二氯代副产物会有明显增加，造成目标产品收率进一步降低。

专利CN10659528A中介绍了一种三个反应釜串联的形式连续生产PCMX的工艺，通过控制低温25～35℃下反应，反应液连续溢流实现高转化率的连续反应过程，但一方面多个反应器的使用会提高投资成本及工艺风险，另一方面由于反应温度较低，产品在溶剂中溶解度下降，因此不可避免的使用大量的溶剂来维持反应物料为均相溶液，反应转化率90～100％，选择性80％左右，虽然实现了连续化过程，但产品选择性仍较低。

发明内容

本发明为弥补现有技术的不足，提供一种用于生产4-氯-3，5-二甲基苯酚的反应精馏装置及方法，以解决目前反应收率低、三废副产物高、后续分离过程复杂、产品质量不稳定的问题。