一種高品質(zhì)間苯二甲酰氯的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明的目的是提供以間苯二甲酸為原料，以N,N-二甲基甲酰胺或N-苯基甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、4-二甲氨基吡啶為催化劑，以二氯乙烷或甲苯、苯、二甲苯為反應(yīng)溶劑，以光氣COC12為氯化劑進(jìn)行反應(yīng)，用氮?dú)怛?qū)趕反應(yīng)產(chǎn)生的氯化氫氣體和未反應(yīng)完全的氯化劑氣體，用無(wú)機(jī)鹽類化合物硅酸鈉或氯化鈉、碳酸鈉、硫酸鈉為脫色劑進(jìn)行脫色反應(yīng)，通過(guò)減壓精餾制得含量大于99.95%的高品質(zhì)間苯二甲酰氯。本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單，原料易得，脫色劑用量少，成本低，操作方便，而且由于采用無(wú)機(jī)鹽類化合物做脫色預(yù)劑，解決了現(xiàn)有技術(shù)產(chǎn)品間苯二甲酰氯容易變色的主要難題，產(chǎn)品品質(zhì)高，質(zhì)量穩(wěn)定，完全滿足下游產(chǎn)品高品質(zhì)芳綸的生產(chǎn)要求。
【專利說(shuō)明】一種高品質(zhì)間苯二甲酰氯的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種間苯二甲酰氯的制備方法，尤其涉及一種高品質(zhì)間苯二甲酰氯制 備的新工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] 間苯二甲酰氯用于芳綸、聚丙烯酸酯、耐高溫樹(shù)脂、絕緣材料、醫(yī)藥中間體、農(nóng)藥中 間體。目前主要用作合成聚酰胺、聚酯、聚芳酯、聚芳酰胺、液晶高分子、芳綸1313(Nomax) 等的單體，同時(shí)可作為高聚物的改性劑。
[0003] 目前對(duì)制備間苯二甲酰氯的常用方法有光氣法、氯化亞砜法、三氯化磷法、五氯化 磷法、酯氯化法、對(duì)二甲苯氯化法，上述方法制備的間苯二甲酰氯雜質(zhì)含量高，顏色變化大， 尤其影響芳綸外觀顏色及材料性能，達(dá)不到高質(zhì)量芳綸生產(chǎn)要求。為了生產(chǎn)高品質(zhì)間苯二 甲酰氯，現(xiàn)有工藝是向含有間苯二甲酰氯的溶液中加入脫色劑，常用脫色劑為活性炭、N， N-二甲基甲酰胺鹽酸鹽，使間苯二甲酰氯的溶液中存在微量催化劑殘余物，催化劑殘余物 為粘稠狀物質(zhì)，懸浮在溶液中，導(dǎo)致間苯二甲酰氯產(chǎn)品品質(zhì)差，容易變色?；钚蕴孔鳛槊撋?劑工藝復(fù)雜，操作環(huán)境差，過(guò)濾易漏碳，影響脫色效果，N，N-二甲基甲酰胺鹽酸鹽作為脫 色劑使用量大，制備操作繁瑣、工藝復(fù)雜、廢渣量大，回收處理困難，成本高。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004] 本發(fā)明的目的是提供以間苯二甲酸為原料，以N，N-二甲基甲酰胺或N-苯基甲基 甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、4-二甲氨基吡啶為催化劑，以二氯乙烷或甲苯、苯、二甲苯為 反應(yīng)溶劑，以光氣C0C1 2為氯化劑進(jìn)行反應(yīng)，用氮?dú)怛?qū)趕反應(yīng)產(chǎn)生的氯化氫氣體和未反應(yīng)完 全的氯化劑氣體，用無(wú)機(jī)鹽類化合物硅酸鈉或氯化鈉、碳酸鈉、硫酸鈉為脫色劑進(jìn)行脫色反 應(yīng)，通過(guò)減壓精餾制得高品質(zhì)間苯二甲酰氯。
[0005] 本發(fā)明所述間苯二甲酸與催化劑的投料摩爾比為1 : 0. 005-0. 01 ;間苯二甲酸與 光氣的投料摩爾比為1 : 2. 0-2. 5 ;反應(yīng)溶劑與間苯二甲酸的質(zhì)量比為1 : 0. 1-0. 6 ;間苯 二甲酸與脫色劑的質(zhì)量投料比為1 : 0.003-0.05。所述反應(yīng)時(shí)間為4-5小時(shí)，反應(yīng)溫度為 40-70°C ;精餾真空度為10_50kpa，塔頂溫度30-60°C，釜液溫度120-150°C。
[0006] 具體操作步驟如下： X:加料：室溫下，在反應(yīng)器中加入惰性溶劑，再加入原料、催化劑，攪拌均勻； :藝反應(yīng)：逐步升溫至40-70°C，加入氯化劑反應(yīng)4-5小時(shí)，得到反應(yīng)液； :1廢氣處理：向反應(yīng)液內(nèi)通入氮?dú)?，以趕出殘存在反應(yīng)液內(nèi)的氯化劑氣體和氯化氫氣 體，然后通過(guò)相分離分離出含有間苯二甲酰氯的反應(yīng)液和含催化劑的殘液，含催化劑的殘 液可回用； S脫色反應(yīng)：向含有間苯二甲酰氯的反應(yīng)液中加入少量脫色劑，混攪反應(yīng)1小時(shí)后，過(guò) 濾得到含有間苯二甲酰氯的溶液； :f精餾：將過(guò)濾后的含有間苯二甲酰氯的溶液在20-50kpa真空度和40-60°C餾出溫 度下從塔頂分離回收溶劑和其它輕組分物質(zhì)；再在10_30kpa真空度和120-150°C釜液溫度 下得到含量大于99. 95%的高品質(zhì)間苯二甲酰氯。
[0007] 本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單，原料易得，脫色劑用量少，成本低，操作方便，而且由于采用無(wú)機(jī) 鹽類化合物做脫色劑對(duì)含間苯二甲酰氯的溶液進(jìn)行脫色預(yù)處理，解決了現(xiàn)有技術(shù)間苯二甲 酰氯溶液中催化劑殘余物存在，在產(chǎn)品精餾時(shí)極易與產(chǎn)品同時(shí)蒸出，使得產(chǎn)品間苯二甲酰 氯變色的主要難題。無(wú)機(jī)鹽類化合物作為脫色效果好，由于沸點(diǎn)相差很大，在精餾時(shí)產(chǎn)品中 沒(méi)有殘余物存在，產(chǎn)品品質(zhì)高，含量大于99. 95%，質(zhì)量穩(wěn)定，完全滿足下游產(chǎn)品高品質(zhì)芳綸 的生產(chǎn)要求。
【具體實(shí)施方式】
[0008] 下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。
[0009] 實(shí)施例1 在室溫下，先將300千克二氯乙烷、160千克間苯二甲酸和2千克N，N-二甲基甲酰 胺加入到配料器內(nèi)，開(kāi)動(dòng)攪拌進(jìn)行混合原料液，用抽料泵將混合好的混合料原料輸送至 1000 L反應(yīng)器中，關(guān)閉抽料泵和進(jìn)料閥門；開(kāi)啟反應(yīng)器的攪拌裝置，將混合料原料液加熱 至50°C，打開(kāi)反應(yīng)器上部用_5°C冷凍水冷卻的冷凝器，打開(kāi)尾氣閥，再打開(kāi)光氣閥，調(diào)節(jié)氣 態(tài)C0C1 2流量為35L/h，料液溫度逐漸升至70°C，并保持到反應(yīng)結(jié)束，反應(yīng)過(guò)程中，反應(yīng)液中 的原料越來(lái)越少，溶液的顏色逐漸變?yōu)榈S色，反應(yīng)4小時(shí)后反應(yīng)液基本沒(méi)有固體顆粒和 絮狀物，關(guān)閉C0C1 2進(jìn)料閥，打開(kāi)氮?dú)忾y，向反應(yīng)液內(nèi)通入氮?dú)?，以趕出殘存在反應(yīng)液內(nèi)的光 氣和HC1等氣體，位于反應(yīng)器底層的催化劑相是紅色的油狀物和淡黃色固體塊狀物的混合 物；關(guān)閉氮?dú)忾y，通過(guò)相分離過(guò)程得到含有間苯二甲酰氯的的反應(yīng)液和含催化劑的殘液。含 催化劑的殘液留下次回用。
[0010] 將含有間苯二甲酰氯的反應(yīng)液和0.5千克硅酸鈉加入另一 1000 L反應(yīng)器中，在 50°C下混攪1小時(shí)后，過(guò)濾得到含有間苯二甲酰氯的溶液投入精餾塔內(nèi)，精餾塔內(nèi)裝有玻 璃填料，塔頂冷凝器直接接有真空泵，塔內(nèi)壓力保持一定的范圍內(nèi)，真空泵排出的尾氣直接 去尾氣吸收系統(tǒng)，在50kpa的真空度和30°C的餾出溫度下從塔頂分離出溶劑等輕組分物 質(zhì)，再在lOkpa的真空度和140°C的釜液溫度下得到高品質(zhì)的間苯二甲酰氯，經(jīng)液相色譜分 析，產(chǎn)品中的間苯二甲酰氯的含量大于99. 99%。
[0011] 實(shí)施例2 在室溫下，先將300千克甲苯、160千克間苯二甲酸和2千克N-苯基甲基甲酰胺加入到 配料器內(nèi)，開(kāi)動(dòng)攪拌進(jìn)行混合原料液，用抽料泵將混合好的混合料原料輸送至1000 L 反應(yīng)器中，關(guān)閉抽料泵和進(jìn)料閥門；開(kāi)啟反應(yīng)器的攪拌裝置，將混合料原料液加熱至50°C， 打開(kāi)反應(yīng)器上部用-5°C冷凍水冷卻的排氣冷凝器，打開(kāi)尾氣閥，再打開(kāi)光氣閥，調(diào)節(jié)氣態(tài) C0C12流量為35L/h，料液溫度逐漸升至70°C，并保持到反應(yīng)結(jié)束，反應(yīng)過(guò)程中，反應(yīng)液中的 原料越來(lái)越少，溶液的顏色逐漸變?yōu)榈S色，反應(yīng)5小時(shí)后反應(yīng)液基本沒(méi)有固體顆粒和絮 狀物，關(guān)閉C0C1 2進(jìn)料閥，打開(kāi)氮?dú)忾y，向反應(yīng)液內(nèi)通入氮?dú)?，以趕出殘存在反應(yīng)液內(nèi)的光 氣和HC1等氣體，位于反應(yīng)器底層的催化劑相是紅色的油狀物和淡黃色固體塊狀物的混合 物；關(guān)閉氮?dú)忾y，通過(guò)相分離過(guò)程得到含有間苯二甲酰氯的的反應(yīng)液和含催化劑的殘液。含 催化劑的殘液留下次回用。
[0012] 將含有間苯二甲酰氯的反應(yīng)液和0. 5千克氯化鈉加入另一 1000 L反應(yīng)器中，在 50°C下混攪1小時(shí)后，過(guò)濾得到含有間苯二甲酰氯的溶液投入精餾塔內(nèi)，精餾塔內(nèi)裝有玻 璃填料，塔頂冷凝器直接接有真空泵，塔內(nèi)壓力保持一定的范圍內(nèi)，真空泵排出的尾氣直接 去尾氣吸收系統(tǒng)，在50kpa的真空度和30°C的餾出溫度下從塔頂分離出溶劑等輕組分物 質(zhì)，再在lOkpa的真空度和140°C的釜液溫度下得到高品質(zhì)的間苯二甲酰氯，經(jīng)液相色譜分 析，產(chǎn)品中的間苯二甲酰氯的含量99. 95%。
[0013] 實(shí)施例3 在室溫下，先將300千克苯、160千克間苯二甲酸和2千克4-二甲氨基吡啶加入到配 料器內(nèi)，開(kāi)動(dòng)攪拌進(jìn)行混合原料液，用抽料泵將混合好的混合料原料輸送至1000 L反應(yīng)器 中，關(guān)閉抽料泵和進(jìn)料閥門；開(kāi)啟反應(yīng)器的攪拌裝置，將混合料原料液加熱至50°C，打開(kāi)反 應(yīng)器上部用_5°C冷凍水冷卻的排氣冷凝器，打開(kāi)尾氣閥，再打開(kāi)光氣閥，調(diào)節(jié)氣態(tài)0)(：1 2流 量為35L/h，料液溫度逐漸升至70°C，并保持到反應(yīng)結(jié)束，反應(yīng)過(guò)程中，反應(yīng)液中的原料越 來(lái)越少，溶液的顏色逐漸變?yōu)榈S色，反應(yīng)5小時(shí)后反應(yīng)液基本沒(méi)有固體顆粒和絮狀物，關(guān) 閉C0C1 2進(jìn)料閥，打開(kāi)氮?dú)忾y，向反應(yīng)液內(nèi)通入氮?dú)?，以趕出殘存在反應(yīng)液內(nèi)的光氣和HC1 等氣體，位于反應(yīng)器底層的催化劑相是紅色的油狀物和淡黃色固體塊狀物的混合物；關(guān)閉 氮?dú)忾y，通過(guò)相分離過(guò)程得到含有間苯二甲酰氯的的反應(yīng)液和含催化劑的殘液。含催化劑 的殘液留下次回用。
[0014] 將含有間苯二甲酰氯的反應(yīng)液和0. 5千克碳酸鈉加入另一 1000 L反應(yīng)器中，在 50°C下混攪1小時(shí)后，過(guò)濾得到含有間苯二甲酰氯的溶液投入精餾塔內(nèi)，精餾塔內(nèi)裝有玻 璃填料，塔頂冷凝器直接接有真空泵，塔內(nèi)壓力保持一定的范圍內(nèi)，真空泵排出的尾氣直接 去尾氣吸收系統(tǒng)，在50kpa的真空度和30°C的餾出溫度下從塔頂分離出溶劑等輕組分物 質(zhì)，再在lOkpa的真空度和140°C的釜液溫度下得到高品質(zhì)的間苯二甲酰氯，經(jīng)液相色譜分 析，產(chǎn)品中的間苯二甲酰氯的含量大于99. 98%。
[0015] 實(shí)施例4 在室溫下，先將300千克二甲苯、160千克間苯二甲酸和2千克N，N-二甲基乙酰胺加 入到配料器內(nèi)，開(kāi)動(dòng)攪拌進(jìn)行混合原料液，用抽料泵將混合好的混合料原料輸送至1000 L 反應(yīng)器中，關(guān)閉抽料泵和進(jìn)料閥門；開(kāi)啟反應(yīng)器的攪拌裝置，將混合料原料液加熱至50°C， 打開(kāi)反應(yīng)器上部用-5°C冷凍水冷卻的排氣冷凝器，打開(kāi)尾氣閥，再打開(kāi)光氣閥，調(diào)節(jié)氣態(tài) C0C12流量為35L/h，料液溫度逐漸升至70°C，并保持到反應(yīng)結(jié)束，反應(yīng)過(guò)程中，反應(yīng)液中的 原料越來(lái)越少，溶液的顏色逐漸變?yōu)榈S色，反應(yīng)4小時(shí)后反應(yīng)液基本沒(méi)有固體顆粒和絮 狀物，關(guān)閉C0C1 2進(jìn)料閥，打開(kāi)氮?dú)忾y，向反應(yīng)液內(nèi)通入氮?dú)?，以趕出殘存在反應(yīng)液內(nèi)的光 氣和HC1等氣體，位于反應(yīng)器底層的催化劑相是紅色的油狀物和淡黃色固體塊狀物的混合 物；關(guān)閉氮?dú)忾y，通過(guò)相分離過(guò)程得到含有間苯二甲酰氯的反應(yīng)液和含催化劑的殘液。含催 化劑的殘液留下次回用。
[0016] 將含有間苯二甲酰氯的反應(yīng)液和0. 5千克硫酸鈉加入另一 1000 L反應(yīng)器中，在 50°C下混攪1小時(shí)后，過(guò)濾得到含有間苯二甲酰氯的溶液投入精餾塔內(nèi)，精餾塔內(nèi)裝有玻 璃填料，塔頂冷凝器直接接有真空泵，塔內(nèi)壓力保持一定的范圍內(nèi)，真空泵排出的尾氣直接 去尾氣吸收系統(tǒng)，在50kpa的真空度和30°C的餾出溫度下從塔頂分離出溶劑等輕組分物
【權(quán)利要求】
1. 間苯二甲酰氯的制備方法，其特征在于以間苯二甲酸為原料，以N，N-二甲基甲酰 胺或N-苯基甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、4-二甲氨基吡啶為催化劑，以二氯乙烷或甲 苯、苯、二甲苯為反應(yīng)溶劑，以光氣C0C1 2為氯化劑進(jìn)行反應(yīng)，用氮?dú)怛?qū)趕反應(yīng)產(chǎn)生的氯化氫 氣體和未反應(yīng)完全的氯化劑氣體，用無(wú)機(jī)鹽類化合物硅酸鈉或氯化鈉、碳酸鈉、硫酸鈉為脫 色劑進(jìn)行脫色反應(yīng)，通過(guò)減壓精餾制得高品質(zhì)間苯二甲酰氯。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述間苯二甲酰氯的制備方法，其特征在于所述間苯二甲酸與 催化劑的投料摩爾比為1:0. 005-0. 01 ;間苯二甲酸與光氣的投料摩爾比為1:2. 0-2. 5 ; 反應(yīng)溶劑與間苯二甲酸的質(zhì)量比為1:0. 1-0.6 ;間苯二甲酸與脫色劑的質(zhì)量投料比為 1:0. 003-0. 05,反應(yīng)時(shí)間為4-5小時(shí)，反應(yīng)溫度為40-70°C;精餾真空度為10_50kpa，塔頂溫 度 30-60°C，釜液溫度 120-150°C。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述間苯二甲酰氯的制備方法，其特征在于所述具體操作步驟包 括： .1:加料：室溫下，在反應(yīng)器中加入惰性溶劑，再加入原料、催化劑，攪拌均勻； $:反應(yīng)：逐步升溫至40-70°C，加入氯化劑反應(yīng)4-5小時(shí)，得到反應(yīng)液； S廢氣處理：向反應(yīng)液內(nèi)通入氮?dú)?，以趕出殘存在反應(yīng)液內(nèi)的氯化劑氣體和氯化氫氣 體，然后通過(guò)相分離分離出含有間苯二甲酰氯的反應(yīng)液和含催化劑的殘液，含催化劑的殘 液可回用； ?:脫色反應(yīng)：向含有間苯二甲酰氯的反應(yīng)液中加入少量脫色劑，混攪反應(yīng)1小時(shí)后，過(guò) 濾得到含有間苯二甲酰氯的溶液； $精餾：將過(guò)濾后的含有間苯二甲酰氯的溶液在20-50kpa真空度和40-60°C餾出溫 度下從塔頂分離回收溶劑和其它輕組分物質(zhì)；再在10_30kpa真空度和120-150°C釜液溫度 下得到含量大于99. 95%的高品質(zhì)間苯二甲酰氯。
【文檔編號(hào)】C07C51/60GK104086404SQ201410304117
【公開(kāi)日】2014年10月8日 申請(qǐng)日期:2014年6月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月30日
【發(fā)明者】劉國(guó)文, 周錦萍, 王燕, 臧陽(yáng)陵 申請(qǐng)人:海利貴溪化工農(nóng)藥有限公司