專利名稱：一種制造對甲苯磺酰氯的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于有機精細(xì)化工產(chǎn)品對甲苯磺酸氯的制造方法。
目前生產(chǎn)對甲苯磺酰氯的方法有幾種，其中有以生產(chǎn)鄰位體(鄰甲苯磺酰氯)為主的方法，該法生成的對位體(對甲苯磺酰氯)為其副產(chǎn)品，有以生產(chǎn)對位體為主的方法，其鄰位異構(gòu)體為其副產(chǎn)物。而以對位體為主的方法中，也有幾種不同的方法。如德國專利Ger P1172258，Ger p1112978。美國專利US3.686.300日本JP昭56-46860，其中對位體收率較高者當(dāng)屬US3.686.300的方法，此法已有工業(yè)化的報道(參見劉國梁中國《山西化工》)1，27，1990)。該法的主要過程為甲苯同過量的氯磺酸在某些鹽存在下進行反應(yīng)，反應(yīng)得到的混合物慢慢地滴加在冰水中，使過量的氯磺酸與水反應(yīng)生成硫酸并放出大量的熱。這樣分離出的對甲苯磺酰氯中，尚夾雜有鄰位體等雜質(zhì)，進一步分離后得到最終的產(chǎn)品，該法的不足之處在于，產(chǎn)品中夾雜有較多的不純物雜質(zhì)，色澤外觀較差，對于制藥等工業(yè)用途產(chǎn)生不利影響。原料氯磺酸消耗尚顯多，生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢硫酸太稀，不利于工業(yè)利用和治理，水解時需冷量較多，消耗大量的電能。
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種制造對甲苯磺酰氯的方法。首先使甲苯同氯磺酸反應(yīng)后的混合物中的目的產(chǎn)物在一定的條件下充分結(jié)晶出來，并使結(jié)晶顆粒增大。采用不加水解而是直接過濾的方法使對位氯從混合物中分離出來，使多數(shù)的副產(chǎn)物及不純雜質(zhì)盡量留在溶液中，從而使產(chǎn)品的純度和色澤大為提高。同時使氯磺酸的耗毫降低。本發(fā)明也是為得到一種含有一定量未反應(yīng)氯磺酸的廢硫酸，使反應(yīng)時必然過量存在的氯磺酸不被破壞而有被重新利用的可能。同時可得到90％以上的濃硫酸，這也為廢硫酸的利用和治理提供了方便。
本發(fā)明的目的可以通過以下措施來達到以上業(yè)甲苯和氯磺酸為原料，在堿金屬，堿土金屬或銨鹽存在下，在一個反應(yīng)器中進行反應(yīng)，反應(yīng)生成的氯化氫被導(dǎo)出。反應(yīng)后得到一種混合物，經(jīng)過一個結(jié)晶過程使目的產(chǎn)物結(jié)晶完全，然后用過濾的方法使結(jié)晶分出，再進一步水洗和分離異構(gòu)物使得到純度較高的對位氯產(chǎn)品?？捎梅磻?yīng)方程式表示為
(少量)反應(yīng)時加料順序為在反應(yīng)器中先導(dǎo)入反應(yīng)所需一半的氯磺酸，加入一種鹽，控制反應(yīng)溫度60～100℃，滴加入甲苯，使反應(yīng)物料降溫至10～40℃加入另一半氯磺酸，再反應(yīng)1～4小時，反應(yīng)物料的摩爾比為甲苯比氯磺酸1∶2～4，加入鹽的摩爾比為甲苯比鹽為1∶0.3～0.7。反應(yīng)結(jié)束后，為使對位體充分結(jié)晶和增大結(jié)晶顆粒，在攪拌速率為2～50轉(zhuǎn)/分的結(jié)晶器中充分結(jié)晶，其結(jié)晶溫度為-10～30℃，結(jié)晶時間為1～8小時；充分結(jié)晶后進行直接過濾，濾餅經(jīng)水洗，分出異構(gòu)物，可得到純度為95％、含水約4％的對甲苯磺酰氯和90％以上濃硫酸。
本發(fā)明的優(yōu)點1、產(chǎn)品質(zhì)量明顯提高，原料消耗有所降低。由于反應(yīng)生成的副產(chǎn)物及有色雜質(zhì)在過濾時大部留在廢硫酸母匯中，因而目的產(chǎn)物純度較高色澤趨白，由于幾乎全部固相從混合物中析出平衡的移動使產(chǎn)品收率有所提高。
2、由于反應(yīng)混合物的分離不是采用在冰水中水解的方法，使生產(chǎn)時的分離操作速度加快，同時沒有大量水解熱放出，分離時減少冷量消耗、達到節(jié)能的目的。由于分離時沒有水的參與，使副產(chǎn)品硫酸濃度很高，可達90％以上。
3、由于反應(yīng)的需要，本法也需要較多過量的氯磺酸，采用干法分離后，過量的未反應(yīng)氯磺酸仍留在母液廢酸中，這就為再利用這部分氯磺酸提供了條件。
下面通過實施例進一步詳述在一個2000升的反應(yīng)器中，裝有攪拌器、滴液漏斗、溫度計及氣體導(dǎo)出器、導(dǎo)出氣體的水吸收裝置，燒瓶中先加入氯磺酸7.5摩爾，攪拌下加熱至50℃左右，一份一份地加入氯化銨2摩爾，然后使反應(yīng)內(nèi)容物升溫至79～86℃，滴加5摩爾的甲苯，滴完后降溫至35～40℃，加入另一半氯磺酸，繼續(xù)反應(yīng)1小時，再降低內(nèi)容物的溫度至20～25℃放置2小時，此時對位氯結(jié)晶幾乎全部析出，將此結(jié)晶過濾分出、水洗，再分出鄰位異構(gòu)體、即得最終產(chǎn)品對甲苯磺酰氯、含量95％以上，含水約40％熔點65℃左右，收率(以甲苯計)78％，包括鄰位體的總收率為86～87％。
權(quán)利要求
1.一種制造對甲苯磺酰氯的方法，在反應(yīng)器中先導(dǎo)入反應(yīng)所需一半的氯磺酸，加入一種鹽控制反應(yīng)溫度60～100℃，滴加入甲苯，使反應(yīng)物料降溫至10～40℃加入另一半氯磺酸，再反應(yīng)1～4小時；反應(yīng)物料的摩爾比為甲苯比氯磺酸為1∶2～4，甲苯比鹽為1∶0.3～0.7；其特征是反應(yīng)結(jié)束后為使對位體充分結(jié)晶和增大結(jié)晶顆粒，在攪拌速率為2～50轉(zhuǎn)/分的結(jié)晶器中充分結(jié)晶，其結(jié)晶溫度為-10～30℃，結(jié)晶時間為1～8小時；充分結(jié)晶后再經(jīng)直接過濾、水洗即可得到對甲苯磺酰氯和90％以上的濃硫酸。
全文摘要
本發(fā)明是一種以甲苯和氯磺酸為原料生產(chǎn)對甲苯磺酰氯的新方法，其方法是甲苯與氯磺酸反應(yīng)后生成一種混合物，為充分結(jié)晶，在攪拌速率為2～50轉(zhuǎn)/分的結(jié)晶器中充分結(jié)晶，其結(jié)晶溫度為-10～30℃，結(jié)晶時間為1～8小時，然后經(jīng)過直接過濾、水洗即得對甲苯磺酰氯。用該法進行生產(chǎn)可縮短工藝操作時間，降低能耗，產(chǎn)品質(zhì)量明顯提高、原料消耗減少，生產(chǎn)過程產(chǎn)生的廢硫酸濃度在90％以上，便于利用和治理。
文檔編號C07C309/00GK1163264SQ97101400
公開日1997年10月29日 申請日期1997年3月10日 優(yōu)先權(quán)日1997年3月10日
發(fā)明者劉國梁 申請人:劉國梁