專利名稱：一種甘油與氯化氫自催化反應制備二氯丙醇的系統(tǒng)的制作方法
一種甘油與氯化氫自催化反應制備二氯丙醇的系統(tǒng)
本申請是申請日為2008年9月9日、申請?zhí)枮?00810196436. 7、名稱為一種甘油與氯化氫自催化反應制備二氯丙醇的工藝及系統(tǒng)的發(fā)明專利申請的分案申請。技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于化工領(lǐng)域，具體涉及一種通過將甘油與氯化氫自催化反應制備二氯丙 醇的工藝以及其系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
環(huán)氧氯丙烷是生產(chǎn)環(huán)氧樹脂、氯醇橡膠、穩(wěn)定劑、表面活性劑、阻燃劑、油田化學品 等產(chǎn)品的重要原料，二氯丙醇是其合成的關(guān)鍵中間體。工業(yè)上生產(chǎn)二氯丙醇的方法以美國 專利US4634784所述的方法為主，采用丙烯高溫氯化及氯丙烯次氯酸化兩個串聯(lián)步驟得到 二氯丙醇，該法收率低，且生產(chǎn)過程污水量大。近年來，由于生物柴油產(chǎn)業(yè)的興起，其副產(chǎn)甘 油量驟增，采用甘油法合成二氯丙醇、再皂化制取環(huán)氧氯丙烷的工藝具有很高的社會和經(jīng) 濟價值。
目前，由甘油合成二氯丙醇的工藝大都采用有機羧酸作為催化劑。專利 W02005/021476公開了一種甘油法生產(chǎn)二氯丙醇的循環(huán)反應工藝，在乙酸的催化作用下，甘 油與氯化氫氣體在鼓泡反應器內(nèi)反應，然后在精餾塔內(nèi)分離精制得到二氯丙醇，精餾塔釜 液循環(huán)至鼓泡反應器中。該方法的缺陷在于使用沸點較低的羧酸(如乙酸等)作為催化劑， 羧酸被蒸發(fā)離開反應體系，會增加催化劑的消耗量。雖然專利W02005/0M167選擇不易揮 發(fā)的高沸點羧酸(如己二酸等)為催化劑，減少了蒸發(fā)帶來的催化劑損失，從而降低了催化 劑用量，但仍然需要對催化劑進行結(jié)晶等回收提純處理，能耗仍較高。同時羧酸催化劑與原 料甘油以及產(chǎn)物氯丙醇等發(fā)生副反應，生成如羧酸甘油酯等副產(chǎn)物，增加了催化劑的回收 難度和消耗量。
除了有機羧酸催化劑外，Lee 等(Lee S H, et al. Catalysis Communications, 2008,9(9) :1920-1923.)采用磷鉬雜多酸為催化劑，在高壓條件下，用鹽酸水溶液與甘油 反應制備二氯丙醇。該法由于體系中存在大量的水，反應時間需要20h以上，同時也會產(chǎn)生 諸如丙烯醛、氯丙烷等副產(chǎn)物，且催化劑的使用量達到了原料甘油質(zhì)量的120%，催化劑的 回收再利用難度很大。專利CN101(^9000A則采用脂肪腈或芳香腈為催化劑，該法需要在向 甘油中通入氯化氫氣體之前，在反應溫度下將有機腈在30%鹽酸溶液中活化，操作繁瑣，同 時有機腈催化劑在該反應條件下同樣會生成對應的酸或羧酸酯等珩生物，增加了催化劑的 消耗量。
上述以甘油為原料采用有機酸或有機腈催化合成二氯丙醇的方法均存在催化劑 與原料或產(chǎn)物反應生成多種副產(chǎn)物的問題，導致催化劑消耗量大，分離能耗高，加大了生產(chǎn) 成本和對環(huán)境的污染。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種甘油與氯化氫自催化反應制備二氯丙醇的工藝，從而避 免生成羧酸甘油酯、羧酸氯丙醇酯等高沸點產(chǎn)物。
本發(fā)明的另一目的是提供一種在自催化條件下提高反應轉(zhuǎn)化率和二氯丙醇選擇 性的系統(tǒng)。
發(fā)明所述的自催化的定義是指在甘油與氯化氫反應的體系中，沒有任何另外添加 的催化劑，僅依靠溶于體系中的氯化氫所產(chǎn)生的酸性來催化甘油與氯化氫反應制備二氯丙
甘油與氯化氫的自催化反應制備二氯丙醇的方程式如下所示。
權(quán)利要求
1.一種甘油與氯化氫自催化反應制備二氯丙醇的系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)由一臺或多 臺串聯(lián)的氣液連續(xù)流動反應器(1)組成，串聯(lián)的氣液連續(xù)流動反應器(1)之間通過反應物 管道( 相通，在反應器(1)的頂部設(shè)有冷凝蒸汽并回流的冷凝器(3)，在其中一個反應器 (1)與該反應器的冷凝器(3)之間設(shè)有與二者相通的能夠分離反應產(chǎn)生的水的精餾塔G)， 最后一個反應器(1)的反應物管道O)與真空精餾二氯丙烷的精餾塔(5)相通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的甘油與氯化氫自催化反應制備二氯丙醇的系統(tǒng)，其特征在于 該系統(tǒng)由1 10臺氣液連續(xù)流動反應器(1)組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的甘油與氯化氫自催化反應制備二氯丙醇的系統(tǒng)，其特征 在于所述的氣液連續(xù)流動反應器(1)為釜式反應器、環(huán)流反應器或塔式反應器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的甘油與氯化氫自催化反應制備二氯丙醇的系統(tǒng)，其特征在于 在冷凝器C3)與反應器(1)之間的回流通道上還設(shè)有分液器(6)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的甘油與氯化氫自催化反應制備二氯丙醇的系統(tǒng)，其特征在于所述的精餾塔⑷與相通的反應器⑴或下一個串聯(lián)的反應器⑴之間設(shè)有側(cè)線出料通道 ⑵。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的甘油與氯化氫自催化反應制備二氯丙醇的系統(tǒng)，其特征在于 所述的精餾塔(5)的底部與設(shè)有精餾塔(4)的反應器(1)之間有回流通道(8)相通。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種甘油與氯化氫自催化反應制備二氯丙醇的工藝，將甘油與氯化氫氣體在105～160℃的溫度及0.05～0.5MPa的壓力下進行自催化反應，反應的同時將產(chǎn)生的水蒸餾除去。本發(fā)明還公開了一種甘油與氯化氫自催化反應制備二氯丙醇的系統(tǒng)。本發(fā)明采用甘油與氯化氫自催化反應技術(shù)，避免使用催化劑，顯著降低了生產(chǎn)成本，消除了高沸點副產(chǎn)物的形成，提高了反應選擇性。具有工藝簡單、生產(chǎn)成本低廉的優(yōu)勢。本發(fā)明的系統(tǒng)能夠?qū)⒏视屯耆D(zhuǎn)化并極大提高二氯丙醇的選擇性，最終得到的二氯丙醇的純度＞99.5％。
文檔編號C07C31/36GK102040479SQ20101055657
公開日2011年5月4日 申請日期2008年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月9日
發(fā)明者喬旭, 崔咪芬, 湯吉海, 趙鎮(zhèn), 陳獻 申請人:南京工業(yè)大學