[发明专利]一种邻二甲苯连续氯化制备单氯代邻二甲苯的方法

说明书

本公开提供了一种邻二甲苯连续氯化制备单氯代邻二甲苯的方法，包括：(1)将经过干燥的邻二甲苯、路易斯酸按比例加入配料釜中，搅拌均匀；(2)配料釜中的反应物通过塔釜组合反应器中的反应塔通入塔釜组合氯化反应器中，向塔釜组合氯化反应器中通入经过干燥的氯气，控制邻二甲苯与氯气的比值，以进行连续氯化反应；(3)将塔釜组合氯化反应器的反应产物氯代物送入脱气塔，在脱气塔中脱除HCl和残留氯气，氯代物进入氯代物储罐。本公开采用了釜式反应器和塔式反应器结合的做法，可以实现安全、高效地生产氯代邻二甲苯的目的。

技术领域

本公开涉及化工生产工艺领域，尤其涉及一种邻二甲苯连续氯化制备单氯代邻二甲苯的方法。

背景技术

近年来，随着聚酰亚胺行业的快速发展，对二酐单体的需求也越来越大。单氯代邻二甲苯氧化后制得的单氯代苯酐是合成许多二酐单体的理想原料，甚至可以通过双氯酞酰亚胺与双酚盐直接合成聚酰亚胺，大大降低了聚酰亚胺的生产成本。当前对单氯代邻二甲苯的研究较少，只有专利CN1080278A公开了釜式反应器进行间歇氯化的实施例。与邻二甲苯氯化工艺相近的是苯氯化制氯苯和甲苯氯化制一氯甲苯，其常见工业生产方案有两种：

一种是釜式反应器的间歇氯化工艺，与专利CN1080278A公开的邻二甲苯十分相似，存在的问题也一样，生产效率低、氯气利用率较低(不足90％，有的只有82％)、反应设备持料量大；

一种是塔式反应器的连续氯化工艺，其做法是不加催化剂，在反应塔内装有大量铁环，利用甲苯原料中带来的水分在通氯状态下反应生成FeCl₃做催化剂。该方案虽然实现了连续生产，但安全隐患较大，具体体现为以下几个方面：一是氯气与水反应在产生盐酸的过程中还会同时产生次氯酸，而次氯酸在受热时会产生活性较高的原子氧或氧气；另一方面盐酸在与铁环反应生成FeCl₂时会同时产生氢气。这样反应体系中就同时存在氯气、氢气、氧气和易爆的原料，给生产带来了安全风险。在氯苯和氯代甲苯生产中尾气吸收经常发生爆鸣的原因就是由此造成的，使原本比较安全芳烃氯化在这种情况下变得比较危险了。一些氯化安全事故也是氯、氢、氧反应燃爆造成的。此外，这种塔式反应器由于没有搅拌，传热不好，易发生局部过热造成物料碳化的情况，行业内称为黑料。这种局部过热也带来安全风险。

单氯代邻二甲苯与空气氧化是工业生产单氯代苯酐比较可行的方法，但以邻二甲苯为原料制备氯代邻二甲苯的文献公开的很少。专利CN1080278A公开了一种方法是在搅拌反应器中，以邻二甲苯为原料，以三氯化铁、三氯化铝、三氯化锑、四氯化锡等路易斯酸或碘、铁等为催化剂，以氯气直接氯代获得单氯代邻二甲苯。该方法在工业实践中暴露以下不足：

(1)因氯化釜夹套换热面积有限，反应热转移不及时，使体系温度升高，易生成多氯代物。

(2)氯化釜底通入的氯气与邻二甲苯接触的时间过短，导致反应不充分，有一部分氯气逸出，不仅造成原料的损失，还带来了尾气后处理的麻烦，甚至是污染。

(3)氯化反应是危险工艺，釜式氯化反应只能采用间歇反应，在同样产能的情况下，与连续反应装置比较，间歇装置瞬间持料量较大，万一出现事故，造成的危害的更严重性更大。

(4)间歇反应工艺装置实行自动控制比较麻烦，生产操作人员较多，不符合现代化工安全管理要求。

发明内容

针对上述问题，本公开提供了一种邻二甲苯连续氯化制备单氯代邻二甲苯的方法，包括：

(1)将经过干燥的邻二甲苯、路易斯酸按比例加入配料釜中，搅拌均匀；

(2)将配料釜中的物料从反应塔上部加入到塔釜组合氯化反应器中，向塔釜组合氯化反应器中通入经过干燥的氯气，控制邻二甲苯与氯气的比值，以进行连续氯化反应；

(3)将塔釜组合氯化反应器的反应产物氯代物送入脱气塔，在脱气塔中脱除HCl和残留氯气，氯代物进入氯代物储罐。