一种连续制备1,4-二氯丁烷的方法
阅读说明：本技术 一种连续制备1,4-二氯丁烷的方法 (Method for continuously preparing 1, 4-dichlorobutane ) 是由 董亮 陶文平 马凯 王顺利 张驰 郝祥忠 张明 吴发明 孙运林 于 2021-09-16 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种连续制备1,4-二氯丁烷的方法,属于化学产品制备技术领域。本发明公开了一种连续制备1,4-二氯丁烷的方法,将四氢呋喃与氯化氢在装有惰性填料的强化管道反应器中加路易斯酸催化剂强制循环反应得到粗品,经过两次减压精馏得到1,4-二氯丁烷,同时第一精馏塔塔顶主要得到的四氢呋喃可以循环套用,第二精馏塔塔釜的少量催化剂残液作高沸处理。本发明提供的工艺方法物料利用率高、产品纯度高,反应过程容易控制,可以连续化生产。(The invention relates to a method for continuously preparing 1, 4-dichlorobutane, belonging to the technical field of chemical product preparation. The invention discloses a method for continuously preparing 1, 4-dichlorobutane, which comprises the steps of adding Lewis acid catalyst into tetrahydrofuran and hydrogen chloride in a reinforced pipeline reactor filled with inert filler for forced circulation reaction to obtain a crude product, carrying out vacuum rectification twice to obtain 1, 4-dichlorobutane, recycling tetrahydrofuran mainly obtained from the top of a first rectifying tower, and carrying out high-boiling treatment on a small amount of catalyst residual liquid in the bottom of a second rectifying tower. The process method provided by the invention has the advantages of high material utilization rate, high product purity, easy control of reaction process and continuous production.)
技术领域
本发明涉及一种连续制备1,4-二氯丁烷的方法，属于化学产品制备技术领域。
背景技术
目前，1,4-二氯丁烷是一种重要的精细化工产品，可用作有机合成原料、溶剂，用于合成己二腈、药物咳必清等。取代氯化工艺中有大量氯化氢副产品，在作副产酸时容易夹带少量有机物，且需要将其中的有机物处理到50ppm以下，才能作为产品销售，因而大大提高了生产成本。如将副产氯化氢简单处理作为生产1,4-二氯丁烷的原料，加以综合利用，不仅可以变废为宝，还可以提高工艺的经济性，体现循环经济理念。
有鉴于上述的缺陷，本发明以期创设一种连续制备1,4-二氯丁烷的方法，使其更具有产业上的利用价值。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种连续制备1,4-二氯丁烷的方法。
本发明的一种连续制备1,4-二氯丁烷的方法，具体制备步骤为：
(1)将含路易斯酸催化剂的四氢呋喃加入强化反应器中预热至93～97℃；
(2)将氯化氢通入强化管道反应器进行强制循环反应，得到反应液；
(3)将步骤(2)所得反应液加入第一精馏塔，进行减压精馏分离，在塔顶处得到主要组分为四氢呋喃的馏分，在塔釜处得到含1,4-二氯丁烷的馏分，其中塔顶处得到的主要组分为四氢呋喃的馏分循环至步骤(1)再利用；
(4)将步骤(3)在塔釜处得到的含1,4-二氯丁烷的馏分加入第二精馏塔进行减压精馏分离，在塔顶处得到1,4-二氯丁烷，在塔釜处得到主要组分为含有路易斯酸催化剂的塔釜残液作高沸处理。
进一步的，所述强化管道反应器为带有体外泵打循环的管道反应器，且强化管道反应器内充满惰性θ环填料、马鞍环填料或鲍尔环填料中的一种。
进一步的，所述路易斯酸催化剂选用氯化铁、氯化铝、氯化锌中一种或者多种混合。
进一步的，所述氯化氢在文丘里混合器中与四氢呋喃充分混合后送入强化管道反应器中。
进一步的，所述步骤(2)中强制循环反应的反应温度为120～150℃、反应压力为1.2～1.5Mpa，所述四氢呋喃与氯化氢的摩尔比为1：2.05～2.1；每隔0.5h取样分析，当四氢呋喃转化率达到85～95％停止反应。
进一步的，所述步骤(3)中，第一精馏塔精馏温度为25～60℃，精馏压力为-0.09～-0.05MPa。
进一步的，所述步骤(4)中，第二精馏塔精馏温度61～96℃，精馏压力为-0.09～-0.098MPa。
进一步的，所述步骤(4)中，塔釜处得到的主要组分为催化剂的塔釜残液排出体系。
借由上述方案，本发明至少具有以下优点：
1)本发明连续制备1,4-二氯丁烷的方法中控制氯化氢过量，在强化管道反应器中与四氢呋喃一步法制得1,4-二氯丁烷，原料转化率高、副反应少，产品收率高且经精馏获得产品纯度不低于99.5％；
2)本发明连续制备1,4-二氯丁烷的方法中第一精馏塔塔顶馏分可循环使用，废弃物产生少；
3)本发明连续制备1,4-二氯丁烷的方法使用强化反应器，可以提高反应物料的分散性，加速反应速率。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某个实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是本发明1,4-二氯丁烷的制备工艺流程示意图；
其中图中，1、预热釜；2、强化反应器；3、循环泵；4、气液混合器；5、第一精馏塔；6、第二精馏塔。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
参见图1，本发明一较佳实施例所述的一种连续制备1,4-二氯丁烷的方法，强化反应器选用内径为φ100mm，长2.0m的带有体外泵打循环的管道反应器，内部填料为惰性θ环填料、马鞍环填料或鲍尔环填料中的一种；
所述1,4-二氯丁烷的制备工艺流程为：
(1)将四氢呋喃加入强化反应器中预热至93～97℃；
(2)将强化反应器加热升温至120～150℃，然后将氯化氢进料量按照四氢呋喃与氯化氢摩尔比1:2.05～2.1缓慢通入强化反应器，并控制强化反应器压力为1.2～1.5MPa，强制循环反应，反应过程中每隔0.5h取样分析，当四氢呋喃转化率达到85～95％时停止反应，得到反应液；
(3)将步骤(2)所得反应液加入第一精馏塔，控制第一精馏塔塔釜温度为25～60℃，第一精馏塔压力为-0.09～-0.05Mpa，精馏过程中于塔顶得到氯化氢、四氢呋喃馏分回收，循环至步骤(1)再利用，塔釜得到的粗1,4-二氯丁烷进入第二精馏塔进行高真空精馏；
(4)控制第二精馏塔的塔釜温度为61～96℃，精馏压力为-0.09～-0.098Mpa，粗1,4-二氯丁烷在第二精馏塔经高真空精馏2.0h后，于塔顶得到1,4-二氯丁烷，收率为88～93％，其纯度为99.5％，塔釜催化剂残液排出体系作废液处理。
实施例
实施例1
一种连续制备1,4-二氯丁烷的方法，强化反应器选用内径为φ100mm，长2.0m的带有体外泵打循环的管道反应器，内部填料为惰性θ环填料；1,4-二氯丁烷的制备工艺流程为：
(1)将四氢呋喃加入强化反应器中预热至93℃；
(2)将强化反应器加热升温至120℃，然后将氯化氢进料量按照四氢呋喃与氯化氢摩尔比1:2.05缓慢通入强化反应器，并控制强化反应器压力为1.2MPa，强制循环反应，反应过程中每隔0.5h取样分析，当四氢呋喃转化率达到85％时停止反应，得到反应液；
(3)将步骤(2)所得反应液加入第一精馏塔，控制第一精馏塔塔釜温度为25℃，第一精馏塔压力为-0.09Mpa，精馏过程中于塔顶得到氯化氢、四氢呋喃馏分回收，塔釜得到的粗1,4-二氯丁烷进入第二精馏塔进行高真空精馏；
(4)控制第二精馏塔的塔釜温度为61℃，精馏压力为-0.096Mpa，粗1,4-二氯丁烷在第二精馏塔经高真空精馏2.0h后，于塔顶得到1,4-二氯丁烷，收率为88％，其纯度为99.5％，塔釜残液回收。
实施例2
一种连续制备1,4-二氯丁烷的方法，强化反应器选用内径为φ100mm，长2.0m的带有体外泵打循环的管道反应器，内部填料为惰性θ环填料；1,4-二氯丁烷的制备工艺流程为：
(1)将四氢呋喃加入强化反应器中预热至95℃；
(2)将强化反应器加热升温至136℃，然后将氯化氢进料量按照四氢呋喃与氯化氢摩尔比1:2.07缓慢通入强化反应器，并控制强化反应器压力为1.35MPa，强制循环反应，反应过程中每隔0.5h取样分析，当四氢呋喃转化率达到90％时停止反应，得到反应液；
(3)将步骤(2)所得反应液加入第一精馏塔，控制第一精馏塔塔釜温度为35℃，第一精馏塔压力为-0.067Mpa，精馏过程中于塔顶得到氯化氢、四氢呋喃馏分回收，塔釜得到的粗1,4-二氯丁烷进入第二精馏塔进行高真空精馏；
(4)控制第二精馏塔的塔釜温度为78℃，精馏压力为-0.094Mpa，粗1,4-二氯丁烷在第二精馏塔经高真空精馏2.0h后，于塔顶得到1,4-二氯丁烷，收率为93％，其纯度为99.5％，塔釜残液回收。
实施例3
一种连续制备1,4-二氯丁烷的方法，强化反应器选用内径为φ100mm，长2.0m的带有体外泵打循环的管道反应器，内部填料为惰性θ环填料；1,4-二氯丁烷的制备工艺流程为：
(1)将四氢呋喃加入强化反应器中预热至97℃；
(2)将强化反应器加热升温至150℃，然后将氯化氢进料量按照四氢呋喃与氯化氢摩尔比1:2.1缓慢通入强化反应器，并控制强化反应器压力为1.5MPa，强制循环反应，反应过程中每隔0.5h取样分析，当四氢呋喃转化率达到95％时停止反应，得到反应液；
(3)将步骤(2)所得反应液加入第一精馏塔，控制第一精馏塔塔釜温度为50℃，第一精馏塔压力为-0.05Mpa，精馏过程中于塔顶得到氯化氢、四氢呋喃馏分回收，塔釜得到的粗1,4-二氯丁烷进入第二精馏塔进行高真空精馏；
(4)控制第二精馏塔的塔釜温度为96℃，精馏压力为-0.098Mpa，粗1,4-二氯丁烷在第二精馏塔经高真空精馏2.0h后，于塔顶得到1,4-二氯丁烷，收率为95％，其纯度为99.6％，塔釜残液回收。
实施例2、实施例3和实施例1相比，区别在于强化反应器温度、氯化氢和四氢呋喃比例、强化反应器内压力、精馏反应的条件发生了改变，最终1,4-二氯丁烷的产品收率和纯度在实施例1的基础上有所上升，由此可以看出，本发明的工艺参数，对工艺结果也具有影响，存在优化参数。以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
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