專利名稱：一種5-氯戊酰氯合成裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及化工生產裝置技術領域，特別是一種5-氯戊酰氯合成裝置。
背景技術：
5-氯戊酰氯是一種重要的醫藥、農藥中間體，主要用于新型農藥雙唑草腈和醫藥西洛他唑的合成。制備5-氯戊酰氯的方法現在都是采用1，4-二氯丁烷和氰化鈉為起始主要起始原料，在催化劑催化下于9(TlO(rC進行氰化反應，然后和鹽酸于8(T9(TC進行水解反應，接著和二氯亞砜于6(T70°C進行酰化反應，最后精餾出成品。現有的合成方法采用一鍋法合成，如公開號為CN102153459A的專利就報道了一鍋法合成5-氯戊酰氯。一鍋法采用的合成裝置為氰化鈉儲存罐、催化劑儲存罐、1，4_ 二氯丁烷儲存罐、鹽酸儲存罐、二氯亞砜儲存罐、氰化反應釜、水解反應釜、酰化反應釜、5-氯戊酰氯精餾塔、成品接收罐。連接方式為氰化鈉儲存罐、催化劑儲存罐、1，4_ 二氯丁烷儲存罐分別通過計量泵連接到氰化反應釜，然后從氰化反應釜和鹽酸儲存罐上連接出管道接水解反應釜，再從水解反應釜和二氯亞砜儲存罐連接出管道接酰化反應釜，酰化反應釜連接出管道接5-氯戊酰氯精餾塔，最后 5-氯戊酰氯蒸餾塔用管道連接到成品接收罐。因為第一步氰化反應為了保證反應的選擇性，1，4_ 二氯丁烷相比氰化鈉要過量2個摩爾當量以上，所以這種合成裝置的缺點是過量很多的1，4_ 二氯丁烷進入到下一步水解反應和酰化反應，這兩步反應的釜空間利用率非常的低，導致生產效率很低，而且第一步產生的副產物己二腈經過水解和酰化轉化成己二酰氯，這樣最后的5-氯戊酰氯精餾塔要分離出1，4- 二氯丁烷、5-氯戊酰氯和己二酰氯，這三種物質的沸點很接近，分離難度很大，需要很高塔板數的精餾塔，而且產品含量只能達到 98%-98. 5% 之間。
發明內容
本發明的目的是為了克服現有5-氯戊酰氯合成裝置的上述缺點，提供一種新型 5-氯戊酰氯合成裝置。通過在氰化反應釜和水解反應釜中間加裝連續性1，4_ 二氯丁烷回收塔和和5-氯戊腈精餾塔，因為三者的沸點相差較大，回收的1，4-二氯丁烷含量達到轉回其儲存罐可以套用，精餾出的5-氯戊腈再往下進行水解和酰化反應，最后只需要普通的蒸餾塔就可以得到合格的產品。5-氯戊腈精餾塔的高沸己二腈排出后含量也在99%以上，可以進行銷售。為了實現上述目的，本發明的技術方案是，新型5-氯戊酰氯合成裝置，包括氰化鈉儲存罐1、催化劑儲存罐2、1，4_ 二氯丁烷儲存罐3、鹽酸儲存罐4、二氯亞砜儲存罐5、氰化反應釜6、水解反應釜9、酰化反應釜10、5_氯戊酰氯精餾塔11、成品接收罐12，在氰化反應釜6、水解反應釜9中間安裝1，4_ 二氯丁烷回收塔7、5_氯戊腈精餾塔8。連接方式為 氰化鈉儲存罐1、催化劑儲存罐2、1，4- 二氯丁烷儲存罐3分別與氰化反應釜6相連接，然后從氰化反應釜6連接出管道到1，4- 二氯丁烷回收塔7，1，4- 二氯丁烷回收塔7頂用管道連接到1，4_ 二氯丁烷儲存罐3，1,4- 二氯丁烷回收塔7底用管道連接到5-氯戊腈精餾塔8，5-氯戊腈精餾塔8頂和鹽酸儲存罐4上連接出管道接水解反應釜9，再從水解反應釜9和二氯亞砜儲存罐5連接出管道接酰化反應釜10，酰化反應釜10連接出管道接5-氯戊酰氯蒸餾塔8，最后5-氯戊酰氯蒸餾塔8用管道連接到成品接收罐12。1，4_ 二氯丁烷回收塔、 5-氯戊腈精餾塔能夠實現1，4_ 二氯丁烷、5-氯戊腈和己二腈的連續分離精餾，純品5-氯戊腈進行水解反應和酰化反應，大大提高了設備的空間利用率，提高了生產效率，而且酰化后的產品純度很高，只需經過簡單的5-氯戊酰氯蒸餾塔就能得到純度很高的成品，而不需要很高塔板數的5-氯戊酰氯精餾塔。本發明的氰化鈉儲存罐(1)、催化劑儲存罐(2)、1，4_ 二氯丁烷儲存罐(3)分別與氰化反應釜相連優選通過計量泵連接。物料在本裝置中的反應如下
(1)氰化反應將1，4-二氯丁烷、催化劑、氰化鈉三種物料從各自的儲罐通過計量泵打入氰化反應釜。投料比例為摩爾比3. 2 :0.01 1 ；加熱到9(T10(TC進行反應3小時，冷卻至室溫；
(2)回收和精餾氰化后的粗品直接轉化至1，4_二氯丁烷回收塔，升溫控制回流采出比，低沸物為1，4_ 二氯丁烷進入其儲存罐，高沸物進入5-氯戊腈精餾塔，升溫控制回流采出比，低沸物為5-氯戊腈，進行水解反應釜，高沸物排出為己二腈；
(3)水解反應待5-氯戊腈從其精餾塔采出至水解反應釜后，從鹽酸儲存罐用計量泵打出質量比為1. 7:1的濃鹽酸到水解反應釜，升溫至8(T90°C進行水解反應，反應4小時，冷卻至室溫，靜置分層，下層物料5-氯戊酸進行酰化反應釜；
(4)酰化反應待5-氯戊酸進行到酰化反應釜，從二氯亞砜儲存罐用計量泵打出質量比為1. 5 :1的二氯亞砜，升溫至6(T70°C進行酰化反應，反應3小時，冷卻至室溫，物料轉入 5-氯戊酰氯蒸餾塔；
(5)物料進入5-氯戊酰氯蒸餾塔后，開始升溫，前沸物為少許未反應的二氯亞砜，采出后加堿中和排污，正餾分為成品5-氯戊酰氯進入成品接收罐。本發明具有以下優點
第一步氰化反應中大量的1，4_ 二氯丁烷不進行水解反應和酰化反應，大大提高了這兩步設備利率用，提高了產能；第一步副產的己二腈也不進入下面反應流程，不會產出己二酰氯，大大降低了成品的蒸餾難度；回收的1，4_二氯丁烷含量達到99. 5%以上，可以直接套用；精餾出的5-氯戊腈含量也達到99. 5%以上，因水解和酰化反應不產生副產物，所以酰化后只需通過普通蒸餾塔蒸餾，就可得到含量大于99. 5%的5-氯戊酰氯。
圖1是5-氯戊酰氯合成裝置。圖示標識
1-氰化鈉儲存罐；2-催化劑儲存罐；3-1，4-二氯丁烷儲存罐；4-鹽酸儲存罐；5-二氯亞砜儲存罐；6-氰化反應釜；7-1，4-二氯丁烷回收塔；8-5-氯戊腈精餾塔；9-水解反應釜； 10-酰化反應釜；11-5-氯戊酰氯蒸餾塔；12-成品接收罐。
具體實施方式
實施例如圖1所示，新型5-氯戊酰氯合成裝置，氰化鈉儲存罐1、催化劑儲存罐2、 1,4- 二氯丁烷儲存罐3分別通過計量泵連接到氰化反應釜6，然后從氰化反應釜連接出管道到1，4- 二氯丁烷回收塔7，1，4- 二氯丁烷回收塔頂用管道連接到1，4- 二氯丁烷儲存罐， 1，4_二氯丁烷回收塔底用管道連接到5-氯戊腈精餾塔8，5_氯戊腈精餾塔頂和鹽酸儲存罐 4上連接出管道接水解反應釜9，再從水解反應釜和二氯亞砜儲存罐5連接出管道接酰化反應釜10，酰化反應釜連接出管道接5-氯戊酰氯蒸餾塔11，最后5-氯戊酰氯蒸餾塔用管道連接到成品接收罐12。
反應過程從各自的儲存罐通過計量泵打入1600kgl，4- 二氯丁烷、645kg30%液體氰化鈉和3kg催化劑至氰化反應釜，開始升溫至9(T10(TC反應3小時，然后冷卻至室溫。靜置分層0. 5小時，下層轉入1，4- 二氯丁烷回收塔，升溫控制回收采出比和真空度，真空度控制在 3kPa左右，收集85、6°C餾分，回收1，4_ 二氯丁烷1200kg左右，含量大于99. 5%，直接轉至其儲存罐接收。1，4_ 二氯丁烷回收塔兩批高沸底料進入5-氯戊腈精餾塔，升溫控制回流采出比和真空度，真空度控制在IkPa左右，收集102 104°C餾分，得到5-氯戊腈650kg左右，含量大于99. 5%，另得到高沸底料己腈120kg左右。5-氯戊腈650kg轉入水解反應釜， 且從鹽酸儲存罐用計量泵打入約IlOOkg濃鹽酸至水解反應釜，升溫至8(T90°C進行水解反應，反應4小時，冷卻至室溫，靜置分層0. 5小時，下層物料5-氯戊酸約600kg轉入酰化反應釜，且從二氯亞砜儲存罐用計量泵打入900kg 二氯亞砜至酰化反應釜，升溫至6(T70°C進行酰化反應，反應3小時，冷卻至室溫，物料轉入5-氯戊酰氯蒸餾塔。物料進入5-氯戊酰氯蒸餾塔后，開始升溫，先控制內溫60°C以下，真空度為3kPa，蒸出前沸物為少許未反應的二氯亞砜，采出后加堿中和排污，然后升高真空度至1.2 Ua左右，收集105 106°C正餾分， 為成品5-氯戊酰氯約550kg左右，含量大于99. 5%，進入成品接收罐。本發明所述的實施例僅僅是對本發明的優選實施方式進行的描述，并非對本發明構思和范圍進行限定，在不脫離本發明設計思想的前提下，本領域中工程技術人員對本發明的技術方案作出的各種變型和改進，均應落入本發明的保護范圍，本發明請求保護的技術內容，已經全部記載在權利要求書中。
權利要求
1.一種5-氯戊酰氯合成裝置，包括氰化鈉儲存罐(1)、催化劑儲存罐(2)、1，4-二氯丁烷儲存罐(3)、鹽酸儲存罐(4)、二氯亞砜儲存罐(5)、氰化反應釜(6)、1，4_ 二氯丁烷回收塔 (7)、5_氯戊腈精餾塔(8)、水解反應釜(9)、酰化反應釜(10)、5_氯戊酰氯蒸餾塔(11)、成品接收罐(12)，其特征在于在氰化反應釜(6)和水解反應釜(9)之間增加1，4_ 二氯丁烷回收塔(7)、5_氯戊腈精餾塔(8)，氰化鈉儲存罐(1)、催化劑儲存罐(2)、1，4_ 二氯丁烷儲存罐(3)分別與氰化反應釜相連，氰化反應釜通過管道連到1，4_ 二氯丁烷回收塔(7)，1，4_ 二氯丁烷回收塔(7)頂用管道連接到1，4_ 二氯丁烷儲存罐(3)，1，4_ 二氯丁烷回收塔(7)底用管道連接到5-氯戊腈精餾塔(8)，5_氯戊腈精餾塔(8)頂和鹽酸儲存罐(4)上連接出管道接水解反應釜，再從水解反應釜(9)和二氯亞砜儲存罐(5)連接出管道接酰化反應釜 (10 )，酰化反應釜(10 )連接出管道接5-氯戊酰氯蒸餾塔(8 )，最后5-氯戊酰氯蒸餾塔(8 ) 用管道連接到成品接收罐(12)。
2.根據權利要求1的5-氯戊酰氯合成裝置，其特征在于所述的氰化鈉儲存罐(1)、催化劑儲存罐(2 )、1，4- 二氯丁烷儲存罐(3 )分別與氰化反應釜相連是通過計量泵連接。
全文摘要
本發明涉及一種5-氯戊酰氯合成裝置，包括氰化鈉儲存罐、催化劑儲存罐、1，4-二氯丁烷儲存罐、鹽酸儲存罐、二氯亞砜儲存罐、氰化反應釜、1，4-二氯丁烷回收塔、5-氯戊腈精餾塔、水解反應釜、酰化反應釜、5-氯戊酰氯蒸餾塔、成品接收罐，其特點是在氰化反應釜和水解反應釜之間增加1，4-二氯丁烷回收塔、5-氯戊腈精餾塔，實現了1，4-二氯丁烷、5-氯戊腈和己二腈的連續分離。本合成裝置可提高反應轉化率，縮短反應時間，提高生產效率，大大降低了生產成本，提高了產品質量。
文檔編號C07C253/14GK102516058SQ20111044377
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月27日 優先權日2011年12月27日
發明者吳頂, 李中瑞, 鄭德炳 申請人:岳陽亞王精細化工有限公司