[发明专利]一种3,4-二氯三氟甲苯的连续化生产方法及连续生产设备

说明书

本发明公开了一种3,4‑二氯三氟甲苯的连续化生产方法及连续生产设备,采用氯气和对氯三氟甲苯为原料，进行多级连续反应，对氯三氟甲苯自第一级管式反应器的顶部进入；氯气自每一级管式反应器的底部进入进行逆流反应；每一级管式反应器内的物料自管式反应器底部溢流进入下一级管式反应器，与底部进入的氯气继续进行逆流反应；多级连续反应采用逐级梯度降温的反应方式。生产设备包括相互串联的多级管式反应器；所述相互串联的多级管式反应器呈阶梯状按一定高度差排列；位于上一级管式反应器的底部和下一级管式反应器的顶部之间设有溢流管道。本发明不仅可实现连续生产，而且降低了反应能耗，反应效果好，反应副产物少，产品收率高。

技术领域

本发明涉及有机化工技术领域，具体设计一种3,4-二氯三氟甲苯的连续生产技术。

背景技术

3,4二氯三氟甲苯是一种无色透明的液体，有卤代苯气味，不溶于水，能与苯、甲苯、乙醇、乙醚、卤代烃等混溶。3,4-二氯三氟甲苯分子结构中的氟原子使得其具有特殊的活性，是重要的农药、医药中间体，可用作杀虫剂氟虫腈的中间体，用作合成二苯醚类含氟除草剂的中间体，在医药、农药、染料等精细有机合成领域应用广泛。

3,4二氯三氟甲苯的合成，可以用甲苯为起始原料，经苯环氯化得到对氯甲苯或3,4-二氯甲苯；对氯甲苯再经侧链氯化得到对氯三氯甲苯，3,4-二氯甲苯再经侧链氯化得到3,4-二氯三氯甲苯；对氯三氯甲苯经氟化得到对氯三氟甲苯后再氯化得到目标产物3,4二氯三氟甲苯，3,4-二氯三氯甲苯经氟化后得到目标产物3,4-二氯三氟甲苯。现有的生产3,4二氯三氟甲苯的方法均为间歇法生产，能耗高，污染严重。已见公开报道的合成方法有如下几种：

《农药》1995年第34卷第4期，刊登的，王秋玲发表的“3,4-二氯三氟甲苯的合成方法”，文中以对氯甲苯为原料，经过氯化反应合成对氯三氯甲苯、然后氟化合成对氯三氟甲苯，对氯三氟甲苯再经氯化合成3,4-二氯三氟甲苯。该方法为间歇生产工艺。

《河南化工》2016年第33卷，刊登的杨明霞，缪立华，张照坡，李霞，司腾飞等人发表的“3,4-二氯三氟甲苯的合成工艺研究”，文中提出以对氯甲苯为原料，经侧链光氯化、常温常压下进行氟化、苯环氯化反应得到目标产品，该方法为间歇生产工艺。

CN103896728A公开了“一种3,4-二氯三氟甲苯的制备方法”，该方法以生产2,4-二氯甲苯时的副产品3,4-二氯甲苯为原料，经侧链氯化制取3,4-二氯三氯甲苯，然后再氟化制取3,4-二氯三氟甲苯。以生产2,4-二氯甲苯时的副产品3,4-二氯甲苯为原料，原料来源受限制，无法大规模生产，若2,4-二氯甲苯市场低迷导致装置开工率低，副产品3,4-二氯甲苯产量相应减少，产能将会受到严重限制，受市场行情影响严重。该方法也为间歇工艺法。

而以对氯甲苯为起始原料经氯化、氟化、氯化步骤生产3,4-二氯三氟甲苯，则原料对氯甲苯可由甲苯氯化制备，原料来源不受限制。

CN102746108A公开了“3,4-二氯三氟甲苯的制备方法”，以对氯三氟甲苯、氯气为原料，以铁粉、三氯化铁为催化剂，进行氯化反应制取3,4-二氯三氟甲苯，由于原料来源不受限制，该方法是目前3,4-二氯三氟甲苯的主要制备方法，但该方法也为间歇工艺法，存在能耗高、污染严重的问题。

现有的以对氯三氟甲苯、氯气为原料，进行氯化反应制取3,4-二氯三氟甲苯的工艺，反应需要在铁离子的催化下才能进行，现有生产方法以铁粉、三氯化铁混合物为催化剂，生产1吨3,4-二氯三氟甲苯需要的催化剂约3kg，固体催化剂非流体，输送不便，难以实现密闭加料，催化剂加料过程有挥发性物料溢出，对生产场所设备管道有腐蚀，并且对员工健康有害，反应结束还需经沉降过滤分离催化剂，分离出的催化剂铁泥无法重复使用，并且铁泥中还残留有反应物料，储存和处理困难，不利于清洁生产，环境污染严重。

间歇生产工艺，一个生产周期包括进料、反应、出料等步骤，辅助生产时间长，降低了设备利用率，产能低。氯化反应为强放热反应，间歇法反应前需要对原料进行预热，需要额外提供热源，无法有效利用反应热，能耗高。