專利名稱：3-氯-2-甲基-1-丙烯的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種3-氯-2-甲基-1-丙烯的制備方法，特別是一種通過氯氣和 2-甲基丙烯制備3-氯-2-甲基-1-丙烯的工業(yè)方法。
背景技術(shù)：
3-氯-2-甲基-l-丙烯(C4H7C1)。無色透明液體。沸點(diǎn)72.2°(:凝固點(diǎn)-80。(:以 下，相對密度0.9527，折射率1.4276，閃電-10'C (開杯)微溶于水，能溶于各 種有機(jī)溶劑。毒性鼠口服LD50為395mg/kg。
3-氯-2-甲基-l-丙烯，它是由氯氣和2-甲基丙烯為主要原料進(jìn)行反應(yīng)得粗品， 經(jīng)精餾而得的精細(xì)化工產(chǎn)品。該產(chǎn)品是一種重要的有機(jī)中間體，可廣泛用于醫(yī) 藥、農(nóng)藥、香料、合成材料等領(lǐng)域。是合成克百威、苯丁錫等殺蟲殺螨劑的主 要原料。其還可以制備甲基丙烯磺酸鈉、2-甲基環(huán)氧氯丙烷、甲基甘油、甲基 環(huán)氧樹脂、3-羥基-2-甲基-l-丙烯、異丁醛等。
通常采用2-甲基丙烯和氯氣發(fā)生取代反映而制得，2-甲基丙烯及其它叔烯 烴，在室溫或稍高溫度下，甚至在-3(TC時就能與氯發(fā)生取代反應(yīng)，生成3-氯 -2-甲基-1-丙烯。2-甲基丙烯與氯的反應(yīng)不同于一般正構(gòu)烯烴。是一種"反常氯 化"，叔烯烴一般容易進(jìn)行取代氯化而保持雙鍵不變。2-甲基丙烯與氯的化學(xué)反 應(yīng)
主反應(yīng)[(CH3) 2C=CH2]+C12 ^ CH2 (CH3) =C-CH2C1 +HC1
3-氯-2-甲基-l-丙烯
副反應(yīng)+C12 ~~(CH3) 3C-C1 + HC1
氯代叔丁垸+C12 -—(CH3)廠C:CHC1 + HC1
2-甲基丙烯基氯+Clr"(CH3) 2C (CI) - CH2C1 + HC1
1， 2-二氯異丁烷+Clr~—CH3-CH (CH2C1) 2 + HC1
1， 3-二氯異丁烷+C1「—CH廠C (CH2C1) = CH2C1 + HC1
1， 3-二氯2-甲基丙烯-l+Clr"Cl廠C =C (CH3) 2 + HC1
1， l-二氯2-甲基丙烯-l+C1「—CH2 =C (CH3) CH2C1 + HC1
1， l-二氯2-甲基丙烯-3+Clr"—CH2 =C (CH2C1) + HC1
2-氯3-氯-2-甲基-l-丙烯 工業(yè)大規(guī)模生產(chǎn)3-氯-2-甲基-l-丙烯時，按要求的分子比，將汽化的2-甲基 丙烯與氯氣送入反應(yīng)器混合，控制一定溫度，氯化反應(yīng)迅速進(jìn)行。2-甲基丙烯 氯氣化是放熱反應(yīng).反應(yīng)熱108.9KJ/MOL.現(xiàn)有利用上述原理制備3-氯-2-甲基 -l-丙烯的技術(shù)方案的副反應(yīng)較多，且反應(yīng)時間控制不好造成產(chǎn)品的收率低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種2-甲基丙烯和氯氣瞬時接觸反應(yīng)的技術(shù)方案.解決了現(xiàn) 有技術(shù)所存在的上述問題。 本發(fā)明的上述技術(shù)目的是通過以下技術(shù)方案解決的3-氯-2-甲基-l-丙烯 的制備方法，它由氯氣和2-甲基丙烯制得，其特征在于氯氣和2-甲基丙烯從 各自的管路中噴出后在反應(yīng)器中交叉接觸反應(yīng)。
2-甲基丙烯氯化合成3-氯-2-甲基-l-丙烯時,為提高收率必須減少副反應(yīng) 的發(fā)生。反應(yīng)溫度、2-甲基丙烯與氯氣的物質(zhì)的量的比、停留時間等因素，均 是重要的反應(yīng)參數(shù)。其反應(yīng)的核心問題是能否使2-甲基丙烯與氯氣有空間均勻 混合、反應(yīng)時間最短、反應(yīng)熱能否迅速帶走等。為此，本發(fā)明采用了將兩種氣 體從管路中噴出，噴出后在兩股氣體在反應(yīng)器中接觸反應(yīng)，由于氣體是從管路 中噴出，通常用壓力和流量閥控制其噴出量和噴出速度，控制其物質(zhì)的量的比， 兩股氣體噴出后在其接觸時采用了交叉接觸，這種交叉接觸即是兩股氣體以非 平行的方式混合，由于采用了交叉接觸氣體之間產(chǎn)生了碰撞，使得兩股氣體接 觸均勻，接觸時間少，即反應(yīng)時間少，從而減少了副反應(yīng)提高了產(chǎn)品的收率。
作為優(yōu)選，所述的從各自的管路中噴出為成膜狀噴出。由于在本發(fā)明所述 的反應(yīng)中，最好是氯分子和2-甲基丙烯分子以分子碰撞反應(yīng)，但這種條件幾乎 達(dá)不到，為了更好的使兩種氣體對應(yīng)接觸，從管路中噴出的氣體不是以柱狀而 是薄膜狀，所述的薄膜狀，實(shí)際上是要控制管路末端噴嘴的大小以及液體的噴 出速度，通常宜控制薄膜的厚度為0. 5mm-L 5mm。
作為優(yōu)選，氯氣和2-甲基丙烯在反應(yīng)器中的軌跡交角為40 50度。
由于兩種氣體從其各自的管路種噴出，在氣體離開管道的末端的噴嘴后速 度較高，兩種氣體軌跡的交角為40 50度，以上述交角接觸，證明其接觸均勻 反應(yīng)時間短，副反應(yīng)少，能得到較大的產(chǎn)品收率。
作為優(yōu)選，氯氣的管路末端為圓筒狀，2-甲基丙烯的管路末端為圓錐狀， 氯氣管路處于2-甲基丙烯管路中。兩種氣體的管路末端分別是圓錐狀和圓筒狀，
管路的末端在噴出氣體時所起的作用就是噴嘴的作用，末端為圓筒狀的管路處 于末端為圓錐狀的管路中，連續(xù)從末端為圓錐狀的管路中噴射出的2-甲基丙烯
形成一個圓錐狀的流層，處于其內(nèi)的是從位于末端為圓錐狀的管路中的末端為 圓筒狀管路的末端噴射出來的氯氣流層，氯氣流層為圓筒狀，兩個流層在圓錐 狀流層的匯聚頂點(diǎn)前接觸，這樣保證了兩個流層的斜角接觸的連續(xù)性。
作為優(yōu)選，2-甲基丙烯的管路末端為圓筒狀，氯氣的管路末端為圓錐狀， 2-甲基丙烯管路處于氯氣管路中，且這兩個管路同心，氯氣和2-甲基丙烯在同 一位置噴出后在其噴出點(diǎn)前端成圓周型交叉接觸。采用這種方案，管路結(jié)構(gòu)更 為緊湊，兩股氣體在接觸前其分散更均勻，接觸時的接觸效果更好，生產(chǎn)連續(xù) 性增強(qiáng)。
本發(fā)明采用了將兩種氣體從管路中噴出并且在反應(yīng)器中交叉接觸，因此其 具有接觸良好，兩種氣體的物質(zhì)的量容易控制，使得反應(yīng)的目標(biāo)性增強(qiáng)，氣體 的交叉接觸時間很短具有較小的反應(yīng)時間、副反應(yīng)較小、收率高等特點(diǎn)。


附圖1是本發(fā)明氯氣和2-甲基丙烯反應(yīng)器一種結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面通過具體實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的 說明。
實(shí)施例1:如圖1所示，本發(fā)明通過調(diào)節(jié)反應(yīng)空間的大小，保證足夠時間 完成主反應(yīng)，使輕沸氯化副反應(yīng)減至最低，同時反應(yīng)時間足夠短(《0.01S);要 求反應(yīng)熱能迅速帶走，減少HCl與2-甲基丙烯、反應(yīng)產(chǎn)物與氯氣的接觸時間， 避免多氯高沸物副反應(yīng)的發(fā)生。
如圖1 ， 一種由氯氣和2-甲基丙烯制備3-氯-2-甲基-l-丙烯的氯化反應(yīng)裝置， 它包括反應(yīng)器A和反應(yīng)系統(tǒng)B兩部分組成。氯氣加入管1經(jīng)管壁側(cè)多孔2進(jìn)入 外管3，外管3末端有圓錐噴嘴4，圓錐噴嘴4的形狀為圓筒狀;2-甲基丙烯加入 管5經(jīng)2-甲基丙烯管6末端的圓筒噴嘴7緊縮，圓筒噴嘴7為圓錐狀，其錐角
為42度。圓環(huán)型的氯氣和圓錐形的2-甲基丙烯在其噴出后于反應(yīng)器8中交叉， 因?yàn)?-甲基丙烯加入管包裹氯氣加入管，氯氣圓筒形內(nèi)部噴出，與圓錐形的2-甲基丙烯匯聚交叉時接觸反應(yīng)，使得兩者的接觸面大，反應(yīng)迅速，同時兩種氣 體的噴出量采用精確的流量控制閥控制，以使兩者的按照所需的物質(zhì)的量反應(yīng)， 同時兩種氣體在交叉后迅速分離，少量的過量反應(yīng)物不會引發(fā)過多的副反應(yīng)， 使得產(chǎn)品的收率都大大提高，同時本發(fā)明還在反應(yīng)系統(tǒng)底部設(shè)置緊縮部9，反 應(yīng)循環(huán)液在此處產(chǎn)生負(fù)壓，將反應(yīng)產(chǎn)物從反應(yīng)器中及時帶走，同時將反應(yīng)熱帶 走，使得產(chǎn)物在反應(yīng)器8中的停留時間短。可以看出在上述實(shí)施例中，所述氣 體噴嘴噴出的氣體可能非常薄，這使得本發(fā)明中兩種氣體的接觸更加良好。2-甲基丙烯氯化合成3-氯-2-甲基-l-丙烯核心問題得到徹底解決。
反應(yīng)液中的少量鹽酸對精餾塔腐蝕相當(dāng)嚴(yán)重，確保精餾塔不腐蝕且產(chǎn)品穩(wěn) 定不發(fā)生聚合是精餾分離系統(tǒng)的核心。反應(yīng)工序得到的氯化物經(jīng)處理后，即可 進(jìn)入精餾分離。氯化產(chǎn)物經(jīng)脫輕塔、脫重塔精餾后，可得到穩(wěn)定的純度99.90/o 以上的3-氯-2-甲基-l-丙烯。
本實(shí)施例的工藝流程為普通的工藝流程
來自2-甲基丙烯儲罐的2-甲基丙烯，進(jìn)入干燥器干燥脫水，而后經(jīng)換熱器 預(yù)熱，再經(jīng)2-甲基丙烯加熱緩沖罐將2-甲基丙烯溫度加熱到一定溫度，經(jīng)過濾 器過濾，用調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)流量，進(jìn)入氯化反應(yīng)器。來自氯氣鋼瓶中的氯氣在蒸發(fā) 器中蒸發(fā)，而后進(jìn)入氯氣緩沖罐，用氯氣調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)流量，進(jìn)氯化反應(yīng)器；
在開始反應(yīng)之前，反應(yīng)液罐中的物料由反應(yīng)液循環(huán)泵經(jīng)過濾器、冷凝器打 循環(huán)，反應(yīng)器出口的生成物迅速由反應(yīng)循環(huán)液帶走，迅速將溫度降地到反應(yīng)要 求的溫度。
在反應(yīng)液罐中，隨著反應(yīng)生成物的增加，反應(yīng)生成液經(jīng)溢流口流入氣液分 離釜；氣相從反應(yīng)液罐頂出口經(jīng)冷凝器冷凝后，此時部分輕沸物被冷凝，經(jīng)氣 液分離器，冷凝液經(jīng)U型液封器流入氣液分離釜，未冷凝下來的氣相進(jìn)入蒸發(fā)
塔頂入口。
氣液分離釜中的物料，由泵輸送，經(jīng)調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)流量到一定值后，進(jìn)入蒸 發(fā)塔。蒸發(fā)塔中的物料，經(jīng)再沸器循環(huán)加熱到一定溫度，塔頂氣相經(jīng)冷凍機(jī)組 急冷后，液相物料經(jīng)氣液分離器返回蒸發(fā)塔塔頂，氣相送入鹽酸吸收塔側(cè)入口， 由循環(huán)泵打循環(huán)經(jīng)冷凝器，進(jìn)鹽酸吸收塔塔頂噴淋，塔底出口的鹽酸經(jīng)液封器 進(jìn)入鹽酸循環(huán)罐。若一次不能完全吸收，鹽酸吸收塔塔頂出口的氣相再進(jìn)入備 用鹽酸吸收塔進(jìn)行二次吸收，由循環(huán)泵循環(huán)，吸收液從塔頂噴淋，塔底出口的 鹽酸經(jīng)液封器返回鹽酸循環(huán)罐，鹽酸濃度合格后打入鹽酸貯罐。蒸發(fā)塔底液相 經(jīng)冷凝器冷凝后，進(jìn)入粗產(chǎn)品罐。
粗產(chǎn)品貯罐的物料，由脫輕塔上料泵打入脫輕塔高位槽，經(jīng)調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)流 量，進(jìn)入脫輕塔。經(jīng)脫輕塔再沸器加熱，塔頂物料，經(jīng)冷凝器冷凝后，進(jìn)入脫 輕塔中間罐，從脫輕塔中間罐出口的物料經(jīng)三通， 一路用回流泵輸送，調(diào)節(jié)閥 控制流量，進(jìn)脫輕塔回流，另一路用調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)流量，進(jìn)脫輕塔頂料罐。塔底 物料經(jīng)液封冷凝器進(jìn)脫輕塔底罐，從底罐下端出口，打進(jìn)脫重塔原料罐。
脫重塔原料罐物料，由脫重塔上料泵打入脫重塔高位槽，經(jīng)調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)流 量，進(jìn)入脫重塔。經(jīng)再沸器加熱，塔頂物料，經(jīng)冷凝器冷凝后進(jìn)入脫重塔中間 罐，脫重塔中間罐出口的物料經(jīng)三通， 一路用回流泵輸送，調(diào)節(jié)閥控制流量， 進(jìn)脫重塔回流，另一路去產(chǎn)品罐。產(chǎn)品罐中的物料，用輸液泵打入處理塔，開 動循環(huán)泵，加入脫水劑、阻聚劑，進(jìn)行脫水、阻聚。將物料從塔底出口經(jīng)過濾
器壓出，裝桶進(jìn)庫(濾渣用離心機(jī)摔干，回收濾液)；塔底物料經(jīng)液封冷凝器進(jìn) 脫重塔底罐；從底罐下端出口，打進(jìn)高沸物罐。 脫輕塔、脫重塔都采用負(fù)壓精餾。
權(quán)利要求
1、3-氯-2-甲基-1-丙烯的制備方法，它由液氯和2-甲基丙烯制得，其特征在于液氯與2-甲基丙烯從各自的管路中噴出后在反應(yīng)器中交叉接觸反應(yīng)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的3-氯-2-甲基-1-丙烯的制備方法，其特征在于 所述的液氯和2-甲基丙烯從各自的管路中噴出為成膜狀噴出。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的3-氯-2-甲基-l-丙烯的制備方法，其特征 在于液氯和2-甲基丙烯在反應(yīng)器中的軌跡交角為40 50度。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的3-氯-2-甲基-卜丙烯的制備方法，其特征 在于液氯的管路末端為圓筒狀，2-甲基丙烯的管路末端為圓錐狀，液氯管路處 于2-甲基丙烯管路中。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的3-氯-2-甲基-1-丙烯的制備方法，其特征在于 2-甲基丙烯的管路末端為圓筒狀，液氯的管路末端為圓錐狀，2-甲基丙烯的管 路包圍液氯管道，且這兩個管路同心，液氯和2-甲基丙烯在同一位置噴出后在 其噴出點(diǎn)前端成圓周型交叉接觸。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的3-氯-2-甲基-l-丙烯的制備方法，其特征 在于所述的反應(yīng)器底端有一緊縮部。
7、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的3-氯-2-甲基-l-丙烯的制備方法，其特征在于 所述的反應(yīng)器底端有一緊縮部。
8、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的3-氯-2-甲基-l-丙烯的制備方法，其特征在于 所述的反應(yīng)器底端有一緊縮部。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種3-氯-2-甲基-1-丙烯的制備方法，的上述技術(shù)目的是通過以下技術(shù)方案解決的3-氯-2-甲基-1-丙烯的制備方法，它由氯氣和2-甲基丙烯制得，氯氣和2-甲基丙烯從各自的管路中噴出后在反應(yīng)器中交叉接觸反應(yīng)。本發(fā)明采用了將兩種氣體從管路中噴出并且在反應(yīng)器中交叉接觸，因此其具有接觸良好，兩種氣體的物質(zhì)的量容易控制，使得反應(yīng)的目標(biāo)性增強(qiáng)，氣體的交叉接觸時間很短具有較小的反應(yīng)時間、副反應(yīng)較小、收率高等特點(diǎn)。
文檔編號C07C17/00GK101182279SQ20071006680
公開日2008年5月21日 申請日期2007年1月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月22日
發(fā)明者凌 丁 申請人:連云港翔燕化工有限公司