阅读说明：本技术 一种反应精馏制备生产硫酰氯的工艺 (Process for preparing sulfuryl chloride by reactive distillation ) 是由 刘辉 刘春江 谢省宾 郭凯 项文雨 魏东旭 韦昌鹏 付娜 李月坤 于 2020-08-31 设计创作，主要内容包括：本发明提出一种反应精馏制备生产硫酰氯的工艺,包括反应精馏塔、再沸器和冷凝器；其特征是反应精馏塔由精馏段、反应段和提馏段组成；反应段装有催化精馏模块,催化剂为活性炭或樟等；反应精馏塔塔底设有再沸器、塔顶设有冷凝器。二氧化硫从反应精馏塔塔反应段的上部进料,氯气从反应精馏塔塔反应段下部进料,产品硫酰氯塔底采出,塔顶为采出过量的氯气,二氧化硫转化率超过93.0％,硫酰氯纯度在99.0％以上。本发明可以实现硫酰氯连续化生产、流程简单、设备投资少、提高了硫酰氯生产工艺的经济效益。(The invention provides a process for preparing sulfuryl chloride by reactive distillation, which comprises a reactive distillation tower, a reboiler and a condenser; it is characterized in that the reaction rectifying tower consists of a rectifying section, a reaction section and a stripping section; the reaction section is provided with a catalytic rectification module, and the catalyst is active carbon or camphor wood and the like; the tower bottom of the reaction rectifying tower is provided with a reboiler, and the tower top is provided with a condenser. Sulfur dioxide is fed from the upper part of the reaction section of the reaction rectifying tower, chlorine is fed from the lower part of the reaction section of the reaction rectifying tower, the product sulfuryl chloride is extracted from the bottom of the tower, the excessive chlorine is extracted from the top of the tower, the conversion rate of the sulfur dioxide is over 93.0 percent, and the purity of the sulfuryl chloride is over 99.0 percent. The invention can realize the continuous production of the sulfuryl chloride, has simple flow and less equipment investment and improves the economic benefit of the sulfuryl chloride production process.)

一种反应精馏制备生产硫酰氯的工艺

技术领域

本发明属于精细化工生产领域，尤其涉及一种反应精馏生产硫酰氯的生产工艺。

背景技术

硫酰氯主要用作有机合成的氯化剂、磺化剂、氯磺化剂，如芳香族化合物的氯化、羧酸的氯化及其他各种有机和无机化合物的氯化；也用于制造医药品、染料、表面活性剂等。因此应用市场和发展前景十分广阔。生产方法之一是氯化法，反应式为:

国内制备方法主要包括三种：(1)将二氧化硫气化后和氯气在活性炭催化剂存在下进行反应，生成的硫酰氯经冷凝，制得硫酰氯成品；(2)用活性炭或樟脑为催化剂使二氧化硫与氯气直接反应可制得硫酰氯；(3)由三氟三氯乙烷(CFC-113a或R113a)和三氧化硫通过固定床催化反应。以上不论那种制备方法，基本都是采用固定床式反应器，反应完后需要通过精馏进行产品提纯分离，投资大，占地多。

发明内容

本发明在于提供一种反应精馏制备生产硫酰氯的工艺，本发明具有连续操作、工艺流程简单，产品收率高、质量稳定。

本发明利用反应精馏技术，在化学反应进行的同时将生成的产物分离出反应体系，从而促进反应的进行。因此本工艺可以有效提高产物的收率，减少后续分离的成本。

本发明采用活性炭或樟等作为催化剂，具有设备投资少，工艺流程简单，经济效益高等优势。

本发明采用如下的技术方案来实现：一种反应精馏制备生产硫酰氯的工艺包括：反应精馏塔、再沸器和冷凝器；其特征是反应精馏塔由精馏段、反应段和提馏段组成；反应段装有催化精馏模块，催化剂为活性炭或樟等；反应精馏塔塔底设有再沸器、塔顶设有冷凝器。二氧化硫从反应精馏塔塔反应段的上部进料，氯气从反应精馏塔塔反应段下部进料，产品硫酰氯塔底采出，塔顶为采出过量的氯气。

二氧化硫又称亚硫酸酐，化学式为SO₂，分子量64.06，无色气体，有强烈刺激性气味，熔点-75.5℃，沸点-10℃，相对密度2.26kg/m³。氯气，化学式为Cl₂，分子量71，常温常压下为黄绿色，有强烈刺激性气味的有毒气体，熔点-101℃，沸点-34℃，相对密度3.21kg/m³。硫酰氯亦称“二氯二氧化硫”。化学式SO₂Cl₂，分子量134.97，无色液体。有强烈刺鼻气味。熔点-54.1℃，沸点69.1℃，相对密度1.667kg/m³。

本发明提供的一种反应精馏制备生产硫酰氯的工艺，步骤如下：

(1)反应精馏塔由精馏段、反应段和提馏段组成，反应精馏段装有催化精馏模块，催化剂为活性炭或樟脑等；

(2)二氧化硫从反应精馏塔反应段的上部进料，氯气从反应精馏塔塔反应段下部进料；

(3)反应精馏塔采用常压或者加压连续操作，反应段温度-20～60℃；

(4)顶部气相经冷凝器冷凝，冷凝后的液体二氧化硫作为回流进入反应精馏塔，氯气采出或回用；

(5)产品硫酰氯塔底采出。

本发明具有的优点是：

本发明将反应过程与精馏分离过程有机的耦合在一起，在化学反应进行的同时将生成的产物分离出反应体系，从而促进反应的进行，可实现二氧化硫转化率超过93.0％，硫酰氯纯度在99.0％以上。本发明实现了连续操作、流程简单、设备投资少、无废水，提高了硫酰氯生产工艺的经济效益。

附图说明

图1：装置流程图

R1-反应精馏塔、E1-反应精馏塔再沸器、E2-反应精馏冷凝器，1-二氧化硫、2-氯气、3- 反应精馏塔塔气相、4-反应精馏塔回流液相、5-硫酰氯。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明：

如图1所示：

一种反应精馏制备生产硫酰氯的工艺包括：反应精馏塔R1、反应精馏塔再沸器E1、反应精馏冷凝器E2。其特征是反应精馏塔(R1)由精馏段、反应段和提馏段组成，反应精馏段装有催化精馏模块，催化剂为活性炭或樟脑等；二氧化硫(1)从反应精馏塔(R1)反应段的上部进料，氯气(2)从反应精馏塔(R1)反应段下部进料；反应精馏塔(R1)采用常压或者加压连续操作，反应段温度-20～60℃；反应精馏塔(R1)顶部气相(3)经冷凝器冷凝，冷凝后的液相二氧化硫作为回流进入反应精馏塔，氯气(4)采出或回用；塔釜液相硫酰氯(5) 作为产品采出。

下面结合具体实试例来对本发明进行进一步说明，但并不能将本发明局限于这些具体实施方式。本领域技术人员应该认识到，本发明涵盖了权利要求范围内所可能包括的所有备选方案、改进方案和等效方案。

实施例1

二氧化硫(1)以650kg/h的流量从反应精馏塔(R1)反应段的上部连续进料，氯气(2) 以750kg/h的流量从反应精馏塔(R1)反应段下部进料；反应精馏塔(R1)采用常压连续操作，反应段温度为-20℃、顶部温度为-29℃、塔釜温度为68℃；反应精馏塔(R1)顶部气相(3)以65kg/h的流量经冷凝器冷凝，冷凝后的液相二氧化硫作为回流进入反应精馏塔，未反应的氯气(4)以52kg/h的流量采出或回用；塔釜液相硫酰氯(5)以1334kg/h的流量作为产品采出。二氧化硫转化率位97％，硫酰氯纯度为99.5％

实施例2

二氧化硫(1)以650kg/h的流量从反应精馏塔(R1)反应段的上部连续进料，氯气(2) 以750kg/h的流量从反应精馏塔(R1)反应段下部进料；反应精馏塔(R1)采用常压连续操作，反应段温度为60℃、顶部温度为-18℃、塔釜温度为68℃；反应精馏塔(R1)顶部气相(3)以126kg/h的流量经冷凝器冷凝，冷凝后的液相二氧化硫作为回流进入反应精馏塔，未反应的氯气(4)以80kg/h的流量采出或回用；塔釜液相硫酰氯(5)以1274kg/h的流量作为产品采出。二氧化硫转化率位93％，硫酰氯纯度为99.99％

实施例3

二氧化硫(1)以650kg/h的流量从反应精馏塔(R1)反应段的上部连续进料，氯气(2) 以750kg/h的流量从反应精馏塔(R1)反应段下部进料；反应精馏塔(R1)控制压力为0.1MPa，反应段温度为-10℃、顶部温度为-9℃、塔釜温度为88℃；反应精馏塔(R1)顶部气相(3) 以65kg/h的流量经冷凝器冷凝，冷凝后的液相二氧化硫作为回流进入反应精馏塔，未反应的氯气(4)以52kg/h的流量采出或回用；塔釜液相硫酰氯(5)以1334kg/h的流量作为产品采出。二氧化硫转化率位97％，硫酰氯纯度为99.5％。

实施例4

二氧化硫(1)以650kg/h的流量从反应精馏塔(R1)反应段的上部连续进料，氯气(2) 以750kg/h的流量从反应精馏塔(R1)反应段下部进料；反应精馏塔(R1)控制压力为0.2MPa，反应段温度为20℃、顶部温度为2℃、塔釜温度为104℃；反应精馏塔(R1)顶部气相(3) 以65kg/h的流量经冷凝器冷凝，冷凝后的液相二氧化硫作为回流进入反应精馏塔，未反应的氯气(4)以52kg/h的流量采出或回用；塔釜液相硫酰氯(5)以1334kg/h的流量作为产品采出。二氧化硫转化率位97％，硫酰氯纯度为99.5％。