本發(fā)明屬于精細(xì)化學(xué)品合成技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及到一種從合成n,n-二氰乙基芳胺母液中回收催化劑及其用于催化合成氯乙烷的方法。
背景技術(shù):
氯乙烷是一種重要的化學(xué)品,主要用作四乙基鉛、乙基纖維素及乙基咔唑染料等的原料,也用作煙霧劑、冷凍劑、局部麻醉劑、殺蟲(chóng)劑、乙基化劑、烯烴聚合溶劑、汽油抗震劑等,還用作聚丙烯的催化劑。
cn1342645a公開(kāi)了一種n,n-二氰乙基芳胺的制備方法,合成的n,n-二氰乙基苯胺和n,n-二氰乙基間甲苯胺中間體可用于生產(chǎn)分散黃163、分散桔44、分散桔45等分散染料。由于該方法具有設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便、收率高、成本低等優(yōu)勢(shì)而被國(guó)內(nèi)染料企業(yè)廣泛采用。但是,采用該方法合成n,n-二氰乙基芳胺所產(chǎn)生的過(guò)濾母液中含有高濃度的alcl3和zncl2,其質(zhì)量總含量高達(dá)20%~30%。由于催化劑alcl3和zncl2均溶于水,在產(chǎn)物與催化劑分離后,已不能滿(mǎn)足原有催化雙氰乙基加成反應(yīng)為無(wú)水體系的要求,即不能通過(guò)回收催化劑用于催化合成下一批n,n-二氰乙基芳胺,因而這些催化劑隨洗滌水排放,不僅不能實(shí)現(xiàn)alcl3和zncl2的高效利用,而且產(chǎn)生大量高濃度含al3+和zn2+廢水,污染環(huán)境。
cn106336341a公開(kāi)了一種合成氯乙烷的工藝,具體是利用乙醇與氯化氫氣體,采用alcl3-zncl2雙組份催化體系合成氯乙烷。其中所用的alcl3-zncl2雙組份催化體系是在水相下進(jìn)行催化,但是該催化反應(yīng)體系的水量又是嚴(yán)格控制的,以便于母液水的循環(huán)套用。采用專(zhuān)利cn1342645a合成n,n-二氰乙基芳胺時(shí)所產(chǎn)生含高濃度的alcl3-zncl2母液能否經(jīng)處理回收催化劑后用來(lái)催化合成氯乙烷,一直未見(jiàn)相關(guān)報(bào)道。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的是提供一種從合成n,n-二氰乙基芳胺母液中回收催化劑及其用于催化合成氯乙烷的方法,實(shí)現(xiàn)合成n,n-二氰乙基芳胺的過(guò)濾母液中alcl3和zncl2的循環(huán)利用。
為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采用的一種從合成n,n-二氰乙基芳胺母液中回收催化劑及其用于催化合成氯乙烷的方法,包括以下步驟:
(1)將催化合成n,n-二氰乙基芳胺的過(guò)濾母液置于蒸餾釜中,加熱到75℃后,在氮?dú)夤呐菹吕^續(xù)蒸餾到85℃停止,冷凝回收殘余丙烯腈;停止通氮?dú)?,將上述母液繼續(xù)加熱到85~100℃進(jìn)行蒸餾,冷凝回收殘余芳胺;
(2)將步驟(1)處理后的母液冷卻到0~30℃,過(guò)濾分離殘余n-氰乙基芳胺和n,n-二氰乙基芳胺,得濾液a,將濾液a壓入蒸餾釜內(nèi),加熱到40~80℃,加入活性炭,攪拌,保溫,過(guò)濾,得濾液b;
(3)將濾液b壓回蒸餾釜中,加熱蒸發(fā)濃縮到溶液密度在1.16~1.32g/cm3后,通入濃縮液質(zhì)量2~6%的氯化氫氣體,得到含alcl3/zncl2/hcl濃縮液;
(4)將步驟(3)得到的含alcl3/zncl2/hcl濃縮液輸送到盛有乙醇的反應(yīng)釜內(nèi),補(bǔ)加催化劑alcl3和/或zncl2,通入計(jì)量的氯化氫氣體,在80~130℃進(jìn)行催化合成反應(yīng);合成結(jié)束后,將反應(yīng)釜內(nèi)釋放的混合氣體分別經(jīng)過(guò)第一個(gè)冷凝器進(jìn)行第一次冷凝、水洗、堿洗、第二個(gè)冷凝器進(jìn)行第二次冷凝后得到氯乙烷;直到反應(yīng)釜內(nèi)物料質(zhì)量恒定時(shí),即完成首鍋反應(yīng);
(5)繼續(xù)將第一個(gè)冷凝器的冷凝液壓回完成首鍋反應(yīng)的反應(yīng)釜中,補(bǔ)加乙醇,通入氯化氫氣體,進(jìn)行套鍋反應(yīng),繼續(xù)得到氯乙烷,如此循環(huán)。
所述的n,n-二氰乙基芳胺包括n,n-二氰乙基苯胺和n,n-二氰乙基間甲苯胺及其同系物。
步驟(4)中,所述的含alcl3/zncl2/hcl濃縮液與所述的乙醇的質(zhì)量比為1:1~3:1。
步驟(4)中,補(bǔ)加的催化劑的質(zhì)量占所述的乙醇質(zhì)量的1~30%。
步驟(4)中,所述的乙醇與所述的氯化氫氣體的摩爾比為1:1.07~1:1.2。
所述的合成n,n-二氰乙基芳胺的過(guò)濾母液是指根據(jù)cn1342645a采用alcl3-zncl2催化劑催化合成n,n-二氰乙基芳胺終點(diǎn)達(dá)到后,加第一次水進(jìn)行過(guò)濾分離n,n-二氰乙基芳胺后所得母液。該母液中含有催化劑alcl3、zncl2及其它們的水解物,如堿式氯化鋁和堿式氯化鋅,統(tǒng)稱(chēng)為alcl3-zncl2。
由于n,n-二氰乙基芳胺的母液中有殘余丙烯腈,本發(fā)明首先對(duì)母液進(jìn)行蒸餾,輔助采用鼓入氮?dú)獾姆椒▉?lái)降低催化劑對(duì)丙烯腈的絡(luò)合作用,提高去除丙烯腈的效率。對(duì)于母液中殘留有極少量芳胺,本發(fā)明利用水蒸氣與芳胺形成二元恒沸物的水蒸氣蒸餾法去除。此外,母液中殘留有n-氰乙基芳胺和n,n-二氰乙基芳胺,通過(guò)濃縮母液增大alcl3-zncl2的濃度,降低它們?cè)谌芤褐械娜芙舛?,并?jīng)降溫使其析出實(shí)現(xiàn)過(guò)濾分離。對(duì)于沒(méi)有完全去除的其它微量有機(jī)物,通過(guò)加入活性炭吸附去除,最終獲取含alcl3-zncl2的濾液。最后,將上述含alcl3-zncl2的濾液通過(guò)蒸發(fā)濃縮去除大部分水分,并通入干燥的氯化氫氣體抑制alcl3、zncl2繼續(xù)水解,并使部分水解物堿式氯化鋁和堿式氯化鋅部分轉(zhuǎn)化為alcl3和zncl2,從而獲得含alcl3/zncl2/hcl的濃縮液。
合成氯乙烷時(shí),因含alcl3/zncl2/hcl濃縮液中含有一定量水,且部分alcl3和zncl2發(fā)生水解造成催化活性有所降低,通過(guò)補(bǔ)加適量新鮮alcl3或zncl2或兩者的混合物以提高催化效率。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的有益效果在于:
(1)完善了cn1342645a公開(kāi)的n,n-二氰乙基芳胺的制備方法,不僅實(shí)現(xiàn)了近90%的alcl3和zncl2回收利用,而且也使隨母液排放的過(guò)量丙烯腈、殘余苯胺和少量氰乙基產(chǎn)物得到回收,充分提高了原料利用率,特別是alcl3和zncl2的回收率,以及最終n,n-二氰乙基芳胺產(chǎn)品收率,增加了經(jīng)濟(jì)收入。
(2)解決了工業(yè)上根據(jù)cn1342645a合成n,n-二氰乙基苯胺和n,n-二氰乙基間甲苯胺等含有大量催化劑alcl3和zncl2的過(guò)濾母液直接排放給環(huán)境造成的污染問(wèn)題。
(3)在染料生產(chǎn)企業(yè)里,把催化合成n,n-二氰乙基芳胺工藝和催化合成氯乙烷工藝的實(shí)現(xiàn)有效對(duì)接,完成了一個(gè)催化體系對(duì)兩類(lèi)催化反應(yīng)的連續(xù)應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)了綠色催化,節(jié)約資源。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
實(shí)施例1
n,n-二氰乙基間甲苯胺的過(guò)濾母液來(lái)源:向10m3反應(yīng)釜中加入丙烯腈2800kg、對(duì)苯二酚10kg、無(wú)水a(chǎn)lcl3400kg、zncl2200kg,在60~65℃保溫1h。然后分3次加入間甲苯胺2000kg,在回流溫度下反應(yīng)24h。反應(yīng)完成后,蒸餾回收丙烯腈。然后向釜內(nèi)加入600kg水,75~80℃保溫1h,壓入盛有1200kg80℃水和200kg10%鹽酸溶液的稀釋桶內(nèi),在攪拌下冷卻到25℃進(jìn)行結(jié)晶,最后壓入過(guò)濾盒,抽濾,得過(guò)濾母液2302kg。
從合成n,n-二氰乙基間甲苯胺母液中回收催化劑及其用于催化合成氯乙烷的方法,包括以下步驟:
(1)將上述2302kg過(guò)濾母液置于蒸餾釜中,加熱到75℃后,在用氮?dú)夤呐菹吕^續(xù)蒸餾到85℃停止,冷凝回收殘余丙烯腈;然后,停止通入氮?dú)猓瑢⑸鲜瞿敢豪^續(xù)加熱到85~100℃進(jìn)行蒸餾2.5h,冷凝回收殘余間甲苯胺;
(2)將上述處理后的母液冷卻到25℃,過(guò)濾分離殘余n-氰乙基間甲苯胺和n,n-二氰乙基間甲苯胺,得濾液a,將濾液a壓入蒸餾釜內(nèi),加熱到50℃,加入12kg活性炭,攪拌、保溫、過(guò)濾,得濾液b;
(3)將濾液b壓回蒸餾釜中,加熱蒸發(fā)濃縮到溶液密度為1.26g/cm3,并通入氯化氫氣體30kg,得到含alcl3/zncl2/hcl濃縮液1178kg;
(4)將含alcl3/zncl2/hcl濃縮液1178kg輸送到盛有460kg乙醇的反應(yīng)釜內(nèi),補(bǔ)加氯化鋅100kg,升溫到70℃保溫1h;然后升溫到85℃,將緩沖罐內(nèi)的氯化氫氣體390kg經(jīng)流量計(jì)由插底管進(jìn)入反應(yīng)釜,控制釜內(nèi)反應(yīng)溫度在85~90℃保溫1h,然后升溫到90~100℃,當(dāng)釜內(nèi)壓力達(dá)到約3.6kg/cm2,打開(kāi)控制閥,將釋放出的氯乙烷、乙醇、水等混合氣依次經(jīng)第一次冷凝、水洗、堿洗、第二次冷凝等過(guò)程得到氯乙烷。當(dāng)釜內(nèi)壓力下降1.1kg/cm2后,關(guān)閉控制閥,繼續(xù)升溫到100~110℃反應(yīng),此時(shí)釜內(nèi)壓力達(dá)到3.6kg/cm2,打開(kāi)控制閥,將釋放出的氯乙烷、乙醇、水等混合氣依次經(jīng)冷凝、水洗、堿洗、冷凝等過(guò)程得到氯乙烷。當(dāng)釜內(nèi)壓力下降到1.2kg/cm2后,不關(guān)閉控制閥,直接繼續(xù)升溫到120℃反應(yīng),讓混合氣體依次經(jīng)冷凝、水洗、堿洗、冷凝等過(guò)程得到成品氯乙烷,直至反應(yīng)釜和釜內(nèi)物料質(zhì)量恒定為止;氯乙烷收率為87.2%;
(5)將上述合成氯乙烷時(shí)第一個(gè)冷凝器中的餾液壓回反應(yīng)釜內(nèi),并向反應(yīng)釜中加入工業(yè)乙醇460kg,加畢后通入390kg氯化氫氣體,重復(fù)上述合成氯乙烷的過(guò)程,氯乙烷收率為94.3%。
對(duì)比實(shí)施例1:向反應(yīng)釜中加入乙醇460kg,用31%的工業(yè)鹽酸1300kg和氯化鋅540kg代替含alcl3/zncl2/hcl濃縮液1178kg、氯化鋅100kg和氯化氫氣體390kg,重復(fù)實(shí)施例1步驟(4)氯乙烷的合成過(guò)程,收率為86.4%。
其中,步驟(1)至步驟(3)中所涉及的蒸餾釜,可以為同一個(gè)蒸餾釜,也可以為不同的蒸餾釜,每一個(gè)步驟中所用蒸餾釜潔凈即可。
實(shí)施例2
n,n-二氰乙基間甲苯胺的過(guò)濾母液來(lái)源:同實(shí)施例1過(guò)程,得到過(guò)濾母液2318kg。
從合成n,n-二氰乙基間甲苯胺母液中回收催化劑及其用于催化合成氯乙烷的方法,包括以下步驟:
(1)將上述2318kg過(guò)濾母液置于蒸餾釜中,加熱到75℃后,在用氮?dú)夤呐菹抡麴s到85℃停止,冷凝回收殘余丙烯腈;然后,停止通入氮?dú)?,將上述母液繼續(xù)加熱到85~100℃進(jìn)行蒸餾3.5h,冷凝回收殘余間甲苯胺;
(2)將上述處理后的母液冷卻到10℃,過(guò)濾分離殘余n-氰乙基間甲苯胺和n,n-二氰乙基間甲苯胺,得濾液a,將濾液a壓入蒸餾釜內(nèi),加熱到60℃,加入10kg活性炭,攪拌、保溫、過(guò)濾,得濾液b;
(3)將濾液b壓回蒸餾釜中,加熱蒸發(fā)濃縮到溶液密度為1.19g/cm3,并通入氯化氫氣體40kg,得到含alcl3/zncl2/hcl濃縮液1314kg;
(4)將含alcl3/zncl2/hcl濃縮液1314kg輸送到盛有460kg乙醇的反應(yīng)釜內(nèi),補(bǔ)加三氯化鋁100kg,升溫到70℃保溫1h,然后升溫到85℃,將緩沖罐內(nèi)的氯化氫氣體440kg經(jīng)流量計(jì)由插底管進(jìn)入反應(yīng)釜,控制釜內(nèi)反應(yīng)溫度在85~90℃保溫1.5h,然后升溫到90~100℃,當(dāng)釜內(nèi)壓力達(dá)到約4.2kg/cm2,打開(kāi)控制閥,將釋放出的氯乙烷、乙醇、水等混合氣依次經(jīng)冷凝、水洗、堿洗、冷凝等過(guò)程得到氯乙烷;當(dāng)釜內(nèi)壓力下降1.1kg/cm2后,關(guān)閉控制閥,繼續(xù)升溫到100~110℃反應(yīng),此時(shí)釜內(nèi)壓力達(dá)到4.2kg/cm2,打開(kāi)控制閥,將釋放出的氯乙烷、乙醇、水等混合氣依次經(jīng)冷凝、水洗、堿洗、冷凝等過(guò)程得到氯乙烷;當(dāng)釜內(nèi)壓力下降到1.2kg/cm2后,不關(guān)閉控制閥,直接繼續(xù)升溫到125℃進(jìn)行反應(yīng),一邊反應(yīng),一邊讓混合氣體依次經(jīng)冷凝、水洗、堿洗、冷凝等過(guò)程得到成品氯乙烷,直至反應(yīng)釜和釜內(nèi)物料質(zhì)量恒定為止;氯乙烷收率為87.4%;
(5)將上述合成氯乙烷時(shí)第一個(gè)冷凝器中的餾液壓回反應(yīng)釜內(nèi),并向反應(yīng)釜中加入工業(yè)乙醇460kg,加畢后通入440kg氯化氫氣體,重復(fù)上述合成氯乙烷的過(guò)程,氯乙烷收率為92.5%。
對(duì)比實(shí)施例2:向反應(yīng)釜中加入乙醇460kg,用31%的工業(yè)鹽酸1300kg和氯化鋅540kg代替含alcl3/zncl2/hcl濃縮液1314kg、三氯化鋁100kg和氯化氫氣體440kg,重復(fù)實(shí)施例2步驟(4)氯乙烷的合成過(guò)程,收率為86.8%。
實(shí)施例3
n,n-二氰乙基苯胺的過(guò)濾母液來(lái)源:向10m3反應(yīng)釜中加入丙烯腈3000kg、對(duì)苯二酚10kg、無(wú)水a(chǎn)lcl3350kg、zncl2180kg,在60~65℃保溫1h。然后分3次加入苯胺1860kg,在回流溫度下反應(yīng)20h。反應(yīng)完成后,蒸餾回收丙烯腈。然后向釜內(nèi)加入700kg水,在75~80℃保溫1h,壓入裝有1200kg75℃水,加入160kg10%鹽酸溶液的稀釋桶內(nèi),在攪拌下冷卻到15℃進(jìn)行結(jié)晶,最后壓入過(guò)濾盒,抽濾,得到過(guò)濾母液2296kg。
從合成n,n-二氰乙基苯胺母液中回收催化劑及其用于催化合成氯乙烷的方法,包括以下步驟:
(1)將上述2296kg過(guò)濾母液置于蒸餾釜中,加熱到75℃后,在用氮?dú)夤呐菹抡麴s到85℃停止,冷凝回收殘余丙烯腈;然后,停止通入氮?dú)?,將上述母液繼續(xù)加熱到85~100℃蒸餾2h,冷凝回收殘余苯胺;
(2)將上述處理后的母液冷卻到5℃,過(guò)濾分離殘余n-氰乙基苯胺和n,n-二氰乙基苯胺,得濾液a,將濾液a壓入蒸餾釜內(nèi),加熱到80℃,加入10kg活性炭,攪拌、保溫、再過(guò)濾,得濾液b;
(3)將濾液b壓回蒸餾釜中,加熱蒸發(fā)濃縮到溶液密度為1.23g/cm3,并通入氯化氫氣體30kg,得到含alcl3/zncl2/hcl濃縮液1212kg;
(4)將含alcl3/zncl2/hcl濃縮液1212kg輸送到盛有460kg乙醇的反應(yīng)釜內(nèi),補(bǔ)加三氯化鋁50kg、氯化鋅50kg,升溫到70℃保溫1h;然后升溫到85℃,將緩沖罐內(nèi)的氯化氫氣體395kg經(jīng)流量計(jì)由插底管進(jìn)入反應(yīng)釜,控制釜內(nèi)反應(yīng)溫度在85~90℃保溫1.5h,然后升溫到90~100℃,當(dāng)釜內(nèi)壓力達(dá)到約3.8kg/cm2,打開(kāi)控制閥,將釋放出的氯乙烷、乙醇、水等混合氣依次經(jīng)第一次冷凝、水洗、堿洗、第二次冷凝等過(guò)程得到氯乙烷。當(dāng)釜內(nèi)壓力下降1.1kg/cm2后,關(guān)閉控制閥,繼續(xù)升溫到100~110℃反應(yīng),此時(shí)釜內(nèi)壓力達(dá)到3.8kg/cm2,打開(kāi)控制閥,將釋放出的氯乙烷、乙醇、水等混合氣依次經(jīng)冷凝、水洗、堿洗、冷凝等過(guò)程得到氯乙烷。當(dāng)釜內(nèi)壓力下降到1.2kg/cm2后,不關(guān)閉控制閥,直接繼續(xù)升溫到125℃反應(yīng),讓混合氣體依次經(jīng)冷凝、水洗、堿洗、冷凝等過(guò)程得到成品氯乙烷,直至反應(yīng)釜和釜內(nèi)物料質(zhì)量恒定為止;氯乙烷收率為87.8%;
(5)將上述合成氯乙烷時(shí)第一個(gè)冷凝器中的餾液壓回反應(yīng)釜內(nèi),并向反應(yīng)釜中加入工業(yè)乙醇460kg,加畢后通入395kg氯化氫氣體,重復(fù)上述合成氯乙烷的過(guò)程,氯乙烷收率為93.3%。
對(duì)比實(shí)施例3:向反應(yīng)釜中加入乙醇460kg,用31%的工業(yè)鹽酸1300kg和氯化鋅540kg代替含alcl3/zncl2/hcl濃縮液1212kg、三氯化鋁50kg、氯化鋅50kg和氯化氫氣體-395kg,重復(fù)實(shí)施例3步驟(4)氯乙烷的合成過(guò)程,收率為86.6%。
實(shí)施例4
n,n-二氰乙基苯胺的過(guò)濾母液的來(lái)源:同實(shí)施例3過(guò)程,得到過(guò)濾母液2308kg。
從合成n,n-二氰乙基苯胺母液中回收催化劑及其用于催化合成氯乙烷的方法,包括以下步驟:
(1)將上述2308kg過(guò)濾母液置于蒸餾釜中,加熱到75℃后,在用氮?dú)夤呐菹抡麴s到85℃停止,冷凝回收殘余丙烯腈;停止通入氮?dú)?,將上述母液繼續(xù)加熱到85~100℃進(jìn)行蒸餾1.5h,冷凝回收殘余苯胺;
(2)將上述處理后的母液冷卻到10℃,過(guò)濾分離殘余n-氰乙基苯胺和n,n-二氰乙基苯胺,得濾液a,將濾液a壓入蒸餾釜內(nèi),加熱到50℃,加入12kg活性炭,攪拌、保溫、過(guò)濾,得濾液b;
(3)將濾液b壓回蒸餾釜中,加熱蒸發(fā)濃縮到溶液密度為1.20g/cm3,并通入氯化氫氣體30kg,得到含alcl3/zncl2/hcl濃縮液1238kg;
(4)將含alcl3/zncl2/hcl濃縮液1238kg輸送到盛有460kg乙醇的反應(yīng)釜內(nèi),補(bǔ)加氯化鋅100kg,升溫到70℃保溫1.5h。然后升溫到85℃,將緩沖罐內(nèi)的氯化氫氣體390kg經(jīng)流量計(jì)由插底管進(jìn)入反應(yīng)釜,控制釜內(nèi)反應(yīng)溫度在85~90℃保溫1h,然后升溫到90~105℃,當(dāng)釜內(nèi)壓力達(dá)到約3.7kg/cm2,打開(kāi)控制閥,將釋放出的氯乙烷、乙醇、水等混合氣依次經(jīng)第一次冷凝、水洗、堿洗、第二次冷凝等過(guò)程得到氯乙烷。當(dāng)釜內(nèi)壓力下降1.1kg/cm2后,關(guān)閉控制閥,繼續(xù)升溫到100~110℃反應(yīng),此時(shí)釜內(nèi)壓力達(dá)到3.7kg/cm2,打開(kāi)控制閥,將釋放出的氯乙烷、乙醇、水等混合氣依次經(jīng)冷凝、水洗、堿洗、冷凝等過(guò)程得到氯乙烷。當(dāng)釜內(nèi)壓力下降到1.2kg/cm2后,不關(guān)閉控制閥,直接繼續(xù)升溫到115℃反應(yīng),讓混合氣體依次經(jīng)冷凝、水洗、堿洗、冷凝等過(guò)程得到成品氯乙烷,直至反應(yīng)釜和釜內(nèi)物料質(zhì)量恒定為止;氯乙烷收率為83.2%;
(5)將上述合成氯乙烷時(shí)第一個(gè)冷凝器中的餾液壓回反應(yīng)釜內(nèi),并向反應(yīng)釜中加入工業(yè)乙醇460kg,加畢后通入390kg氯化氫氣體,重復(fù)上述合成氯乙烷的過(guò)程,氯乙烷收率為91.4%。
對(duì)比實(shí)施例4:向反應(yīng)釜中加入乙醇460kg,用31%的工業(yè)鹽酸1300kg和氯化鋅540kg代替含alcl3/zncl2/hcl濃縮液1238kg、氯化鋅100kg和氯化氫氣體390kg,重復(fù)實(shí)施例4步驟(4)氯乙烷的合成過(guò)程,收率為85.2%。
實(shí)施例5
n,n-二氰乙基間甲苯胺的過(guò)濾母液來(lái)源:向10m3反應(yīng)釜中加入丙烯腈2800kg、對(duì)苯二酚10kg、無(wú)水a(chǎn)lcl3380kg、zncl2160kg,在60~65℃保溫1h。然后分3次加入間甲苯胺2000kg,在回流溫度下反應(yīng)32h。反應(yīng)完成后,蒸餾回收丙烯腈。然后向釜內(nèi)加入600kg水,75~80℃保溫1h,壓入盛有1200kg80℃水和200kg10%鹽酸溶液的稀釋桶內(nèi),在攪拌下冷卻到25℃進(jìn)行結(jié)晶,最后壓入過(guò)濾盒,抽濾,得過(guò)濾母液2208kg。
從合成n,n-二氰乙基間甲苯胺母液中回收催化劑及其用于催化合成氯乙烷的方法,包括以下步驟:
(1)將上述2208kg母液置于蒸餾釜中,加熱到75℃后,在用氮?dú)夤呐菹抡麴s到85℃停止,冷凝回收殘余丙烯腈;然后,停止通入氮?dú)?,將上述母液繼續(xù)加熱到85~100℃蒸餾2.5h,冷凝回收殘余間甲苯胺;
(2)將上述處理后的母液冷卻到0℃,過(guò)濾分離殘余n-氰乙基間苯胺和n,n-二氰乙基間甲苯胺,得濾液a,將濾液a壓入蒸餾釜內(nèi),加熱到40℃,加入10kg活性炭,攪拌、保溫、再過(guò)濾,得濾液b;
(3)將濾液b壓回蒸餾釜中,加熱蒸發(fā)濃縮到溶液密度為1.16g/cm3,并通入氯化氫氣體60kg,得到含alcl3/zncl2/hcl濃縮液1378kg。
(4)將上述含alcl3/zncl2/hcl濃縮液1378kg輸送到盛有460kg乙醇的反應(yīng)釜內(nèi),補(bǔ)加三氯化鋁69kg和氯化鋅69kg,升溫到75℃保溫1.5h;然后升溫到85℃,將緩沖罐內(nèi)的氯化氫氣體390kg經(jīng)流量計(jì)由插底管進(jìn)入反應(yīng)釜,控制釜內(nèi)反應(yīng)溫度在85~90℃保溫1h,然后升溫到90~100℃,當(dāng)釜內(nèi)壓力達(dá)到約3.6kg/cm2,打開(kāi)控制閥,將釋放出的氯乙烷、乙醇、水等混合氣依次經(jīng)第一次冷凝、水洗、堿洗、第二次冷凝等過(guò)程得到氯乙烷。當(dāng)釜內(nèi)壓力下降1.1kg/cm2后,關(guān)閉控制閥,繼續(xù)升溫到100~110℃反應(yīng),此時(shí)釜內(nèi)壓力達(dá)到3.6kg/cm2,打開(kāi)控制閥,將釋放出的氯乙烷、乙醇、水等混合氣依次經(jīng)冷凝、水洗、堿洗、冷凝等過(guò)程得到氯乙烷。當(dāng)釜內(nèi)壓力下降到1.2kg/cm2后,不關(guān)閉控制閥,直接繼續(xù)升溫到130℃反應(yīng),讓混合氣體依次經(jīng)冷凝、水洗、堿洗、冷凝等過(guò)程得到成品氯乙烷,直至反應(yīng)釜和釜內(nèi)物料質(zhì)量恒定為止;氯乙烷收率為81.3%;
(5)將上述合成氯乙烷時(shí)第一個(gè)冷凝器中的餾液壓回反應(yīng)釜內(nèi),并向反應(yīng)釜中加入工業(yè)乙醇460kg,加畢后通入-390kg氯化氫氣體,重復(fù)上述合成氯乙烷的過(guò)程,氯乙烷收率為89.9%。
對(duì)比實(shí)施例5:向反應(yīng)釜中加入乙醇460kg,用31%的工業(yè)鹽酸1300kg和氯化鋅540kg代替含alcl3/zncl2/hcl濃縮液1378kg、三氯化鋁69kg、氯化鋅69kg和氯化氫氣體390kg,重復(fù)實(shí)施例5步驟(4)氯乙烷的合成過(guò)程,收率為86.8%。
實(shí)施例6
n,n-二氰乙基苯胺的過(guò)濾母液的來(lái)源:向10m3反應(yīng)釜中加入丙烯腈3000kg、對(duì)苯二酚10kg、無(wú)水a(chǎn)lcl3380kg、zncl2180kg,在60~65℃保溫1h。然后分3次加入苯胺1860kg,在回流溫度下反應(yīng)28h。反應(yīng)完成后,蒸餾回收丙烯腈。然后向釜內(nèi)加入700kg水,在75~80℃保溫1h,壓入裝有1200kg75℃水,加入240kg8%鹽酸溶液的稀釋桶內(nèi),在攪拌下冷卻到20℃進(jìn)行結(jié)晶,最后壓入過(guò)濾盒,抽濾,得到過(guò)濾母液2314kg。
從合成n,n-二氰乙基苯胺母液中回收催化劑及其用于催化合成氯乙烷的方法,包括以下步驟:
(1)將上述2314kg過(guò)濾母液置于蒸餾釜中,加熱到75℃后,在用氮?dú)夤呐菹抡麴s到85℃停止,冷凝回收殘余丙烯腈;然后,停止通入氮?dú)?,將上述母液繼續(xù)加熱到85~100℃進(jìn)行蒸餾1h,冷凝回收殘余苯胺;
(2)將上述處理后的母液冷卻到10℃,過(guò)濾分離殘余n-氰乙基苯胺和n,n-二氰乙基間氯苯胺,得濾液a,將濾液a壓入蒸餾釜內(nèi),加熱到70℃,加入15kg活性炭,攪拌、保溫、過(guò)濾,得濾液b;
(3)將濾液b壓回蒸餾釜中,加熱蒸發(fā)濃縮到溶液密度為1.32g/cm3,并通入氯化氫氣體25kg,得到含alcl3/zncl2/hcl濃縮液1028kg;
(4)將上述含alcl3/zncl2/hcl濃縮液460kg輸送到盛有460kg乙醇的反應(yīng)釜內(nèi),補(bǔ)加三氯化鋁4.6kg,升溫到70℃保溫2h。然后升溫到85℃,將緩沖罐內(nèi)的氯化氫氣體400kg經(jīng)流量計(jì)由插底管進(jìn)入反應(yīng)釜,控制釜內(nèi)反應(yīng)溫度在85~90℃保溫2.5h,然后升溫到90~100℃,當(dāng)釜內(nèi)壓力達(dá)到約3.7kg/cm2,打開(kāi)控制閥,將釋放出的氯乙烷、乙醇、水等混合氣依次經(jīng)第一次冷凝、水洗、堿洗、第二次冷凝等過(guò)程得到氯乙烷。當(dāng)釜內(nèi)壓力下降1.2kg/cm2后,關(guān)閉控制閥,繼續(xù)升溫到100~110℃反應(yīng),此時(shí)釜內(nèi)壓力達(dá)到3.8kg/cm2,打開(kāi)控制閥,將釋放出的氯乙烷、乙醇、水等混合氣依次經(jīng)冷凝、水洗、堿洗、冷凝等過(guò)程得到氯乙烷。當(dāng)釜內(nèi)壓力下降到1.2kg/cm2后,不關(guān)閉控制閥,直接繼續(xù)升溫到130℃反應(yīng),讓混合氣體依次經(jīng)冷凝、水洗、堿洗、冷凝等過(guò)程得到成品氯乙烷,直至反應(yīng)釜和釜內(nèi)物料質(zhì)量恒定為止;氯乙烷收率為88.7%;
(5)將上述合成氯乙烷時(shí)第一個(gè)冷凝器中的餾液壓回反應(yīng)釜內(nèi),并向反應(yīng)釜中加入工業(yè)乙醇460kg,加畢后通入400kg氯化氫氣體,重復(fù)上述合成氯乙烷的過(guò)程,氯乙烷收率為94.6%。
對(duì)比實(shí)施例6:向反應(yīng)釜中加入乙醇460kg,用31%的工業(yè)鹽酸1300kg、氯化鋁300kg和氯化鋅240kg代替含alcl3/zncl2/hcl濃縮液460kg、三氯化鋁4.6kg和氯化氫氣體400kg,重復(fù)實(shí)施例6步驟(4)氯乙烷的合成過(guò)程,收率為89.5%。