專利名稱：一種化學(xué)反應(yīng)-滲透汽化耦合法制備二氯丙醇的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制備二氯丙醇的方法，具體地說，是采用化學(xué)反應(yīng)-滲透汽化耦合法制備二氯丙醇的方法。
背景技術(shù)：
環(huán)氧氯丙烷是一種重要的有機化工原料和精細(xì)化工產(chǎn)品，主要用于生產(chǎn)環(huán)氧樹月旨、硝化甘油炸藥、玻璃鋼、電絕緣品、(縮)水甘油衍生物、氯醇橡膠等多種產(chǎn)品，同時它·還可以用于合成表面活性劑、醫(yī)藥、農(nóng)藥、涂料、橡膠、離子交換樹脂等多種產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于化學(xué)穩(wěn)定劑、化工染料和水處理的生產(chǎn)，此外，它還可以直接用作纖維素酯、樹脂、纖維素醚的溶劑。眾所周知，目前，環(huán)氧氯丙烷的生產(chǎn)方法主要有美國Shell公司在1948年開發(fā)的丙烯高溫氯化法和前蘇聯(lián)及其日本先后開發(fā)的乙酸丙烯酯法，由于反應(yīng)本身溫度高、能耗大、副產(chǎn)物多或者反應(yīng)工藝流程過長導(dǎo)致投資相對較高，加之近年來能源緊張，國際石油價格一路高漲，反應(yīng)初始原料丙烯的成本增大，因此，上述兩種傳統(tǒng)的生產(chǎn)環(huán)氧氯丙烷的成本越來越高。與此同時，進入二十一世紀(jì)以來，作為可再生能源之一的生物柴油迅猛發(fā)展，據(jù)統(tǒng)計，2011年全球范圍內(nèi)生產(chǎn)生物柴油約2050萬噸，而每生產(chǎn)10噸生物柴油便產(chǎn)生I噸多副產(chǎn)甘油，因此，甘油作為生物柴油生產(chǎn)中的副產(chǎn)品大量過剩，其價格開始走低，由此全球興
起利用甘油研發(fā)制取二氯丙醇的新方法，其具體合成路線有兩步
權(quán)利要求
1.一種化學(xué)反應(yīng)-滲透汽化耦合法制備二氯丙醇的方法，其特征是它是將預(yù)熱的甘油和催化劑加入到反應(yīng)器中，同時從反應(yīng)器的底部通入氯化氫氣體，在常壓操作條件下，反應(yīng)器頂部蒸汽經(jīng)過冷凝后輸入到滲透汽化裝置入口，滲透汽化的膜材料優(yōu)先透過水，在膜下游側(cè)抽真空并通過低溫冷凝收集透過的水，直接排除，不能透過滲透汽化膜的物流返回反應(yīng)器繼續(xù)反應(yīng)，并從反應(yīng)器底部采出二氯丙醇；或在加壓操作條件下，則在反應(yīng)器底部引出物料，冷卻后進入滲透汽化裝置脫水，在膜上游的濃縮物流一部分循環(huán)至反應(yīng)器再反應(yīng)，另一部分作為產(chǎn)品二氯丙醇采出。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的化學(xué)反應(yīng)-滲透汽化耦合法制備二氯丙醇的方法，其特征是所述的催化劑為有機酸，羧酸基的弱酸性陽離子交換樹脂或磺酸基的強酸性陽離子交換樹月旨，有機羧酸如乙酸、草酸或丙二酸，陽離子交換樹脂如漂萊特(中國)有限公司生產(chǎn)的漂萊特系列C100、C100E、C120E、C10X 120、C160型帶磺酸基的強酸性離子交換樹脂和漂萊特系列C104E、C105、C107E型帶羧酸基的弱酸性離子交換樹脂，天津波鴻樹脂科技有限公司生產(chǎn)的南大牌D152、D072、D061、D001-CC、NKC-9型帶磺酸基的強酸性陽離子交換樹脂和南大牌D151、D152、D113型帶羧酸基的弱酸性離子交換樹脂，陶氏化學(xué)公司生產(chǎn)的羅門哈斯系列 Amberjet 1200Na、AMBERJET lOOONa、AMBERLI TE 252H、Amberlyst 15 wet、Amberlyst15 dry、Amberlyst 35 wet、Amberlyst 36 wet、Amberlyst 36 dry 型帶橫酸基的強酸性離子交換樹脂和Amberlite IRC76C型帶羧酸基的弱酸性離子交換樹脂。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的化學(xué)反應(yīng)-滲透汽化耦合法制備二氯丙醇的方法，其特征是所述的催化劑用量為甘油質(zhì)量的1_20%，反應(yīng)物氯化氫和甘油的摩爾比為2-5。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的化學(xué)反應(yīng)-滲透汽化耦合法制備二氯丙醇的方法，其特征是所述的攪拌釜式反應(yīng)器包括江蘇工搪化工設(shè)備有限公司生產(chǎn)的K型VN50，K型VN6300，F(xiàn)型VN1500, F型VN20000型號的攪拌釜式反應(yīng)器，佛山市特賽化工設(shè)備有限公司生產(chǎn)的DJ35，DJ45，DJ55，DJ70, DJ90攪拌釜式反應(yīng)器，管式反應(yīng)器包括泰安市金泰山石墨化工設(shè)備有限公司生產(chǎn)的108型號管式反應(yīng)器；反應(yīng)精餾塔為常規(guī)的板式塔，或者板式塔和填料塔的組合塔，板式塔包括篩板塔、浮閥塔、泡罩塔、垂直篩板塔，塔板所用材料為耐酸腐蝕的材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的化學(xué)反應(yīng)-滲透汽化耦合法制備二氯丙醇的方法，其特征是所述甘油的氯化反應(yīng)，操作壓力為常壓-lOatm，操作溫度為110-180°C，反應(yīng)時間為為3-llh。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的化學(xué)反應(yīng)-滲透汽化耦合法制備二氯丙醇的方法，其特征是所述的滲透汽化組件選用板框式，卷式或中空纖維式。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的化學(xué)反應(yīng)-滲透汽化耦合法制備二氯丙醇的方法，其特征是所述的滲透汽化膜為耐氯化氫腐蝕、且為水優(yōu)先透過膜，它們是聚乙烯醇膜、分子篩膜或殼聚糖制備的滲透汽化膜，對水和有機物分離因子為20-90。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的化學(xué)反應(yīng)-滲透汽化耦合法制備二氯丙醇的方法，其特征是所述的聚乙烯醇膜材料為日本合成化學(xué)工業(yè)株式會社的聚乙烯醇GM-14s、GM-17s、NM-Il或N1-15 ;或殼聚糖制備的上海卡博工貿(mào)有限公司生產(chǎn)的HA型滲透汽化膜；或分子篩膜選用的分子篩為上海同星分子篩有限公司生產(chǎn)的3A、4A或5A型分子篩，或上海沸石分子篩有限公司生產(chǎn)的13X，3A、4A或5A型分子篩。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的化學(xué)反應(yīng)-滲透汽化耦合法制備二氯丙醇的方法，其特征是所述的滲透汽化裝置滲透汽化下游側(cè)壓力為1500Pa飛OOOPa之間，下游側(cè)透過的水蒸氣通 過低溫乙醇或液氮冷凝下來后直接排除。
全文摘要
一種化學(xué)反應(yīng)-滲透汽化耦合法制備二氯丙醇的方法，它是將甘油和液體催化劑經(jīng)預(yù)熱后直接加入到化學(xué)反應(yīng)器當(dāng)中(若使用固體催化劑則預(yù)先裝入到反應(yīng)器當(dāng)中)，同時向反應(yīng)器內(nèi)部通入氯化氫氣體，甘油和氯化氫在反應(yīng)器內(nèi)部進行氯化反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物即時引入滲透汽化裝置，該裝置內(nèi)的透水膜優(yōu)先透過并移除反應(yīng)中生成的水，促使氯化反應(yīng)高效進行，最終得到高濃度的二氯丙醇。本發(fā)明將滲透汽化和化學(xué)反應(yīng)器耦合，即時脫出反應(yīng)中生成的水，提高了氯化反應(yīng)的效率，減少了后續(xù)二氯丙醇精餾塔脫水過程的熱負(fù)荷，提高了氯化氫的利用效率。
文檔編號C07C29/62GK102887816SQ20121038891
公開日2013年1月23日 申請日期2012年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月15日
發(fā)明者李磊, 呂權(quán), 殷海燕, 武法文 申請人:南京大學(xué)