[發(fā)明專利]一種非水體系中連續(xù)合成氯丁烷的方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202111310167.4
• 申請日: 2021-11-08
• 公開（公告）號: CN113896614A
• 公開（公告）日: 2022-01-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王德強(qiáng);類成存;楊樹仁;楊睿君;崔淑娜;張文靜;黃志杰;王啟元;趙家林;鄶麗;馬淑敏;王美芹;丁國軍;黃偉
• 申請（專利權(quán)）人: 山東綠色海洋化工研究院有限公司;山東默銳科技有限公司
• 主分類號: C07C17/16
• 分類號: C07C17/16;C07C17/383;C07C19/01
• 代理公司: 山東華君知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37300
• 代理人: 武歡歡

一種非水體系中連續(xù)合成氯丁烷的方法，所述非水體系由離子液體1?丁基?3?甲基咪唑氯鹽或1?丁基吡啶鹽酸鹽、正丁醇和氯化氫組成，離子液體既是溶劑也是氯化反應(yīng)的催化劑；所述連續(xù)合成氯丁烷，正丁醇和氯化氫的化學(xué)反應(yīng)與反應(yīng)產(chǎn)物1?氯丁烷的精餾在反應(yīng)精餾塔中同步連續(xù)進(jìn)行。從反應(yīng)精餾塔底部通入氯化氫氣體，中部通入正丁醇和離子液體，塔頂采出1?氯丁烷，從塔底采出部分離子液體經(jīng)降膜蒸發(fā)器中蒸除水分后，返回系統(tǒng)內(nèi)。該方法反應(yīng)和精餾同時進(jìn)行，操作簡單，反應(yīng)速率快，氣液兩相接觸后幾乎發(fā)生瞬時反應(yīng)生成1?氯丁烷；離子液體經(jīng)簡單脫水后即可實現(xiàn)再生；1?氯丁烷純度≥99.5%，以正丁醇計產(chǎn)品收率90.3~98.2%。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種非水體系中連續(xù)合成氯丁烷的方法，屬于有機(jī)合成技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

1-氯丁烷也稱正丁基氯、氯代正丁烷，是一種比較重要的一元鹵代烷烴，可作溶劑、有機(jī)合成中間體及催化劑用于油脂、橡膠、樹脂等領(lǐng)域。合成1-氯丁烷的原料有很多，工業(yè)生產(chǎn)上主要以價格低廉的正丁醇和氯化氫氣體或濃鹽酸為原料合成1-氯丁烷，合成方法有以下專利公開的幾種：

中國專利CN104326863A公開的一種1-氯丁烷的制備方法，以二甲亞砜為催化劑催化氯化氫和正丁醇反應(yīng)生成1-氯丁烷，產(chǎn)率能達(dá)到89.6~93.5%，純度達(dá)到99.5~99.7%，該方法反應(yīng)時間需要20小時，效率低能耗高。

中國專利CN1440958 (CN1225440C)公開了酸性離子液體[Hmim]+X-(X=Cl、Br、I)中伯醇或環(huán)己醇轉(zhuǎn)化為鹵代烴的方法，用正丁醇和N-甲基咪唑鹽酸鹽離子液體反應(yīng)，其中N-甲基咪唑鹽酸鹽既作溶劑又提供氯元素參與氯化反應(yīng)，該過程為間歇過程，反應(yīng)時間12小時，效率較低，反應(yīng)結(jié)束后需用濃鹽酸再生N-甲基咪唑鹽酸鹽離子液體。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述現(xiàn)有存在的不足，本發(fā)明提供一種非水體系中連續(xù)合成氯丁烷的方法，實現(xiàn)以下發(fā)明目的：以離子液體作為溶劑和催化劑組成非水反應(yīng)體系，大幅縮短反應(yīng)時間，以反應(yīng)精餾形式實現(xiàn)了高純度1-氯丁烷的連續(xù)合成，離子液體通過在線簡單降膜蒸發(fā)脫水實現(xiàn)再生。

為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案：

一種非水體系中連續(xù)合成氯丁烷的方法，所述非水體系由離子液體、正丁醇和氯化氫組成，離子液體既是溶劑同時也作為氯化反應(yīng)的催化劑；所述離子液體為1-丁基-3-甲基咪唑氯鹽或1-丁基吡啶鹽酸鹽；所述連續(xù)合成氯丁烷，原料正丁醇和氯化氫的化學(xué)反應(yīng)與反應(yīng)產(chǎn)物1-氯丁烷的精餾在反應(yīng)精餾塔中同步連續(xù)進(jìn)行。

以下是對上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)：

反應(yīng)精餾塔底加入適量1-丁基-3-甲基咪唑氯鹽或1-丁基吡啶鹽酸鹽，反應(yīng)精餾塔整個系統(tǒng)內(nèi)升溫至88~152℃，降膜蒸發(fā)器溫度升至100~120℃。開啟第二循環(huán)泵，離子液體經(jīng)降膜蒸發(fā)器后從反應(yīng)精餾塔的第一塔節(jié)頂端以噴淋形式進(jìn)入反應(yīng)精餾塔內(nèi)，噴淋的流速為205~210g/min，然后在第一塔節(jié)頂端以70~74g/min 的流速通入正丁醇，同時在塔底以29~31g/min的流速通入氯化氫氣體，10或30分鐘后塔頂開始出現(xiàn)回流，塔頂采出的氣體經(jīng)冷凝后進(jìn)入產(chǎn)品儲罐得到高純1-氯丁烷，控制塔頂回流比5~7:1，控制回流溫度在69~92℃。含水分的1-丁基-3-甲基咪唑氯鹽或1-丁基吡啶鹽酸鹽積聚在塔底，由第一循環(huán)泵泵入降膜蒸發(fā)器中，蒸出其中的水分，這些水分收集后集中處理，脫除水分的1-丁基-3-甲基咪唑氯鹽或1-丁基吡啶鹽酸鹽，其水分含量為1.3~1.7%，脫除水分的1-丁基-3-甲基咪唑氯鹽或1-丁基吡啶鹽酸鹽再次從第一塔節(jié)頂端噴淋進(jìn)反應(yīng)精餾塔內(nèi)循環(huán)使用。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明取得以下有益效果：

1、本發(fā)明反應(yīng)時間短，氣液兩相接觸后幾乎發(fā)生瞬時反應(yīng)生成1-氯丁烷；

2、本發(fā)明中離子液體作為催化劑僅需通過除出部分水分即可實現(xiàn)催化性能的恢復(fù)；