[发明专利]一种定向氯化催化剂及其制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明涉及催化剂技术领域，尤其是一种定向氯化催化剂及其制备方法与应用。

背景技术

对二氯苯被用于皮革防腐、农药、有机合成等。作为有机合成原料，用于合成染料(大红色基GG以及红色基3GL、活性嫩黄和红色RC)及农药中间体，用作熏蒸杀虫剂、织物防蛀剂、防霉剂、空气脱臭剂，65％-70％用于制造卫生球，少量用于特压润滑剂，腐蚀抑制剂；还可以用于医药、溶剂和诱变剂。

目前，比较成熟的对二氯苯的制备方法主要有两种，一种是联产法，另一种是苯的定向催化氯化法。联产法生产的对二氯苯的纯度不高，质量差；苯的定向催化氯化法所得产品不仅质量好，而且收率高。苯氯化催化剂主要有一下几类：金属氯化物、硫化物，如氯化铁、氯化铝、氯化锑、硫化亚铁、硫化锑，该类催化剂的优点是原料转化率高，对二氯苯选择性差；金属及非金属单质催化剂，如硫、碘、铁、锑等，该类催化剂需要加入强酸作为定位剂，如对氯苯磺酸，虽然对位选择性有所提高，但同时增加了二氯化液分离的难度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种定向氯化催化剂。

本发明所要解决的另一技术问题在于提供上述定向氯化催化剂的制备方法。

本发明所要解决的另一技术问题在于提供上述定向氯化催化剂的应用。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种定向氯化催化剂，由催化剂和定向剂组成，所述催化剂由含Fe化合物和助剂组成，所述助剂为含Zn化合物和/或含Ga化合物，所述含Fe化合物和助剂的重量比为＝6-9:1-4，所述定向剂为苯并噻唑类有机物，所述催化剂和定向剂的重量比为1:1。

优选的，上述定向氯化催化剂，所述含Fe化合物为氯化铁或硫化亚铁。

优选的，上述定向氯化催化剂，所述助剂为氧化锌和/或氧化镓。

优选的，上述定向氯化催化剂，所述定向剂具有式(Ⅰ)所示结构，其中，R₁为-CH₂Cl、-CH₂F，R₂为Cl、F、I，

优选的，上述定向氯化催化剂，所述定向剂为2-氯-6氟甲基苯并噻唑。

上述定向氯化催化剂的制备方法，具体步骤如下：按重量比将含Fe化合物、助剂和定向剂混合均匀，加入塑性粘结剂后送入压片机压制成型，在80℃下烘干2h即可。

优选的，上述定向氯化催化剂的制备方法，所述塑性粘结剂为石墨和稀硝酸。

优选的，上述定向氯化催化剂的制备方法，具体步骤如下：将每0.6kg氯化铁、0.2kg氧化锌或氧化镓以及0.8kg苯并噻唑类有机物混合均匀，并加入50g石墨和50ml稀硝酸以改善凝结效果，然后将混合好的物料送入压片机制成圆柱形，在80℃的烘箱内烘干即可。

上述定向氯化催化剂的应用，以苯或氯苯为原料在反应釜内进行氯化反应，定向氯化催化剂的用量为每1吨苯或氯苯加入所述定向氯化催化剂0.1kg-3kg，反应温度为45℃-80℃，压力-0.005Mpa-0.5MPa，在此条件下苯转化率100％，氯苯转化率大于95％，产物中不含间二氯苯，多氯苯小于1％，对二氯苯选择性高达90％。

本发明的有益效果是：

上述定向氯化催化剂，通过对定向剂的特定选择，可以提高产品的选择性，降低副产物的生成量，大幅提高对二氯苯和邻二氯苯的比例至9.0，降低多氯苯的生成，不产生间二氯苯，这使得两种同分异构体的分离更加容易；同时特定助剂Zn或Ga的加入使苯的转化率达到100％，氯苯的转化率达到95％以上；另外，反应过程中使用的催化剂为固相，反应后通过静置、过滤即可达到与产物分离的目的。

具体实施方式

下述实施例中所使用的定向剂为2-氯-6氟甲基苯并噻唑。Fe-Zn催化剂是氯化铁和氧化锌形成的催化剂(氯化铁和氧化锌的重量比为3:1)，Fe-Ga催化剂是氯化铁和氧化镓形成的催化剂(氯化铁和氧化镓的重量比为4:1)；

定向氯化催化剂的制备方法为：将氯化铁、氧化锌或氧化镓以及2-氯-6氟甲基苯并噻唑混合均匀，并加入石墨和稀硝酸以改善凝结效果(氯化铁与石墨和稀硝酸的重量体积比为12:1:1(g/g/ml))，然后将混合好的催化剂送入压片机制成圆柱形，在80℃的烘箱内烘干即可。

实施例1

釜式反应器有效容积为5L，通过加料泵向反应釜内加入45mol苯，然后加入定向氯化催化剂，所述定向氯化催化剂由Fe-Zn催化剂3.5g、定向剂3.5g组成。