一種制備環(huán)氧氯丙烷及氯化鎂的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種環(huán)氧氯丙烷的合成方法，屬于有機(jī)合成技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]環(huán)氧氯丙烷，別名表氯醇，化學(xué)名為3-氯-1，2-環(huán)氧丙烷，是一種易揮發(fā)、不穩(wěn)定，具有與氯仿、醚相似的刺激性氣味的無色液體。環(huán)氧氯丙烷是一種十分重要的有機(jī)化工原料和精細(xì)化工產(chǎn)品，用途十分廣泛，其中95%以上的環(huán)氧氯丙烷被用來合成環(huán)氧樹脂。此夕卜，環(huán)氧氯丙烷還可用于合成甘油、硝化甘油炸藥、玻璃鋼、電絕緣品、表面活性劑、醫(yī)藥、農(nóng)藥、涂料、膠料、離子交換樹脂、增塑劑、縮水甘油衍生物、氯醇橡膠等多種產(chǎn)品，用作溶解纖維素酯、樹脂和纖維素醚等的溶劑，用于生產(chǎn)化學(xué)穩(wěn)定劑和化工染料等。
[0003]本發(fā)明以菱鎂石為堿性物質(zhì)與二氯丙醇鹽酸水溶液發(fā)生皂化反應(yīng)制備環(huán)氧氯丙烷，與傳統(tǒng)的氫氧化鈉為堿性物質(zhì)相比，菱鎂石價格低廉，利于工業(yè)化生產(chǎn)。此外，生成的副產(chǎn)物氯化鎂也具有良好的工業(yè)用途。
[0004]氯化鎂作為一種重要的無機(jī)化工原料，可用于生產(chǎn)碳酸鎂、氫氧化鎂、氧化鎂等鎂產(chǎn)品，還可以作防凍劑的原料等。在冶金工業(yè)中，用以制造耐火材料和砌爐臂的粘合劑，并可用于制造二號熔劑和冶煉金屬鎂、高純鎂砂等。在建材工業(yè)中是生產(chǎn)輕型建材如玻纖瓦、裝飾板、衛(wèi)生潔具、天花板、地板磚、通風(fēng)管道、防盜井蓋、防火門窗、防火板、隔墻板、人造大理石等建筑用品的重要原材料。此外，氯化鎂還可用作道路化冰融雪劑，化冰速度快，對車輛腐蝕性小，效果好于氯化鈉。同時，氯化鎂在醫(yī)藥業(yè)和農(nóng)業(yè)中也有許多重要的用途。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明以二氯丙醇鹽酸水溶液和菱鎂石為原料，同時制備環(huán)氧氯丙烷和氯化鎂。該發(fā)明工藝操作簡單、產(chǎn)物易分離、反應(yīng)條件溫和，并且原料易得、成本低廉、易于工業(yè)化。
[0006]本方案采用的技術(shù)方案是:以二氯丙醇鹽酸水溶液為原料，以輕燒菱鎂石為皂化劑，在一定條件下進(jìn)行水解反應(yīng)，同時制備環(huán)氧氯丙烷及氯化鎂。
[0007]—種制備環(huán)氧氯丙烷及氯化鎂的方法，其特征是按下述步驟進(jìn)行的:
(O輕燒菱鎂石的制備:將菱鎂石煅燒至原來質(zhì)量的50-55%，得到粉末狀的輕燒菱鎂石，置于真空干燥箱中備用；菱鎂石中的CO2在煅燒過程中已經(jīng)被除去；
(2)二氯丙醇鹽酸水溶液的皂化:將二氯丙醇鹽酸水溶液置于冰水浴中，攪拌，分批次加入步驟(I)制得的輕燒菱鎂石，0-5°C保持0.5-lh，緩慢加熱至反應(yīng)溫度，皂化反應(yīng)結(jié)束后靜置、冷卻，得到混合物A ;對混合物A進(jìn)行減壓抽濾，減壓蒸餾，得到含環(huán)氧氯丙烷的溶液和分離出的固體；
取混合物A的上層清液進(jìn)行分析，確定其中環(huán)氧氯丙烷的含量；
(3)對步驟(2)分離出的固體溶于熱的蒸餾水中，趁熱過濾，濾液冷卻結(jié)晶；將冷卻后的濾液再過濾，結(jié)晶物干燥后，得MgCl2。
[0008]1%(:12的含量通過原子吸收光譜法進(jìn)行定量分析，具體是稱取少量的固體粉末，用去離子水溶解、稀釋后，采用原子吸收光譜儀測定其中鎂的含量，進(jìn)而計算出MgCld^含量。
[0009]步驟(I)中，所述菱鎂石中各物質(zhì)的質(zhì)量百分含量為MgCO3 95.38%，S12 2.5%，CaCO3 1.42%，F(xiàn)e2O3 0.7%。
[0010]步驟(I)中，所述煅燒溫度為800 0C，煅燒時間為2~6 h。
[0011]步驟(2)中，所述二氯丙醇鹽酸水溶液中各組成的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:二氯丙醇為64.8%，HCl 為 9.7%，H2O 為 25.5% ；
所述輕燒菱鎂石中MgO的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為92% ;其中MgO的物質(zhì)的量為二氯丙醇和鹽酸總物質(zhì)的量的0.5倍。
[0012]步驟(2)中，所述的皂化反應(yīng)溫度為20~90°C，反應(yīng)時間為1~8 h。
[0013]步驟(3)中，所述蒸餾水的溫度為90°C，結(jié)晶物干燥的溫度為90°C，時間為6h。
[0014]本發(fā)明的優(yōu)點在于:
1.本發(fā)明以二氯丙醇鹽酸水溶液為原料，原料豐富易得，價格低廉，且使用前無需進(jìn)一步處理。同時，所采用的皂化劑為輕燒菱鎂石，系由菱鎂石經(jīng)過煅燒后的產(chǎn)品，成本十分低廉，有較大的市場價值。
[0015]2.本發(fā)明在生產(chǎn)環(huán)氧氯丙烷的同時，聯(lián)產(chǎn)應(yīng)用廣泛的氯化鎂產(chǎn)品，且二者易于分離，具有較強的工業(yè)應(yīng)用價值。
[0016]3.本發(fā)明的反應(yīng)條件溫和、反應(yīng)路線簡單、易于操作。
[0017]4.本發(fā)明二氯丙醇完全轉(zhuǎn)化，產(chǎn)物環(huán)氧氯丙烷和氯化鎂的收率高。
[0018]【具體實施方式】:
以下為本發(fā)明的較佳實施例，能夠更好地理解本發(fā)明，但本發(fā)明的實施例不限于此，同時其所示數(shù)據(jù)不代表對本發(fā)明特征范圍的限制。
[0019]實施例1
稱取100 g菱鎂石，在800°C條件下煅燒2 h，得到粉末狀的輕燒菱鎂石51.2 g，存放于真空干燥箱中，備用。
[0020]在冰水浴條件下，向100 mL三口燒瓶中加入50 g 二氯丙醇鹽酸水溶液。然后在攪拌下，分批次加入總質(zhì)量為8.7 g的輕燒菱鎂石。在0~5 °C保持0.5 h后，緩慢加熱至60°C，繼續(xù)反應(yīng)2 ho靜置，冷卻后，取上層清液進(jìn)行氣相色譜分析，二氯丙醇完全轉(zhuǎn)化，產(chǎn)物環(huán)氧氯丙烷的選擇性為96.6%。
[0021]取反應(yīng)混合物進(jìn)行減壓抽濾，固體干燥后稱量，得到9.2 g白色粉末，儲存于干燥器中。濾液倒入100 mL單口燒瓶中，進(jìn)行減壓蒸餾，分離出環(huán)氧氯丙烷及水，儲存于試劑瓶中。燒瓶中析出的固體進(jìn)行重結(jié)晶、干燥、稱量，得到10.3 g固體。同干燥器中的固體合并存放，記錄固體總質(zhì)量為19.5 go通過原子吸收光譜法進(jìn)行定量分析，得出MgCld^含量為92.3%0
[0022]實施例2
稱取100 g菱鎂石，在800°C條件下煅燒4 h，得到粉末狀的輕燒菱鎂石50.3 g，存放于真空干燥箱中，備用。
[0023]在冰水浴條件下，向100 mL三口燒瓶中加入50 g 二氯丙醇鹽酸水溶液。然后在攪拌下，分批次加入總質(zhì)量為8.7 g的輕燒菱鎂石。在0~5 ° C保持0.5 h后，緩慢加熱至60°C，繼續(xù)反應(yīng)2 ho靜置，冷卻后，取上層清液進(jìn)行氣相色譜分析，二氯丙醇完全轉(zhuǎn)化，產(chǎn)物環(huán)氧氯丙烷的選擇性為97.8%。
[0024]取反應(yīng)后的混合物進(jìn)行減壓抽濾，固體干燥后稱量，得到9.4 g白色粉末，儲存于干燥器中。濾液倒入100 mL單口燒瓶中，進(jìn)行減壓蒸餾，分離出環(huán)氧氯丙烷及水，儲存于試劑瓶中。燒瓶中析出的固體進(jìn)行重結(jié)晶、干燥、稱量，得到10.2 g固體。同干燥器中的固體合并存放，記錄固體總質(zhì)量為19.6 go通過原子吸收光譜法進(jìn)行定量分析，得出MgCl2的含量為93.7%。
[0025]
實施例3