[发明专利]用于气液相反应的反应系统及其用途

说明书

公开了用于气液相反应的反应系统及其用途。所述反应系统包括多个串联的反应釜，每个反应釜带有气体入口和气体出口；每个反应釜的气体入口均通过阀门与气源流体相连；第一个反应釜的气体入口还通过阀门与其本身的气体出口及其它反应釜的气体出口流体相连；其余反应釜的气体入口还与前一级反应釜的气体出口通过阀门流体相连。

技术领域

本发明涉及一种用于气液相反应的反应系统，该反应系统能确保气液相反应连续进行，无需由于装填反应原料、反应催化剂等因素而使整个反应系统停车，极大地提高了生产效率。本发明还涉及所述反应系统在二氯吡啶氯化制备更多氯吡啶中的用途。

背景技术

气液相反应是一种非常常见的化学反应。以常见的多氯吡啶合成为例，其合成技术以氯气为氯源，使含1-3个氯原子的氯代吡啶在氯化铁、溴化铁等路易斯酸催化剂的作用下进行反应。例如，陈熙等的“2,3,6-三氯吡啶的合成”(《精细石油化工》，第三期，2000年5月)公开了以2,6-二氯吡啶为原料通过亲电取代反应 (使用路易斯酸催化剂)合成2,3,6-三氯吡啶。所述亲电取代反应在在一个单独的反应容器中在180-220℃下进行，反应产率为93％。

中国专利CN1944408A提出了一种生产2,3,5,6-四氯吡啶的方法，它以含1-3个氯原子的氯代吡啶和氯气为原料，采用三级串联反应釜进行反应。具体地说，其氯化反应在串联的三级反应器中进行：首次反应时，往串联的三只反应器中投入相同的氯代吡啶和催化剂后加热，当一级反应器中的物料达到反应终点时，放出一级反应器中的产物，然后将二级反应器中的物料放入一级反应器，三级反应器中的物料放入二级反应器，再向空的三级反应器中投入相同的氯代吡啶和催化剂。反应过程中，氯气从一级氯化器通入，经一级氯化器内的氯代吡啶吸收反应后，出来的尾气进入二级氯化器，其中未反应的氯气与二级氯化器内的氯代吡啶进行氯化反应，从二级氯化器出来的尾气进入三级氯化器，其中未反应的氯气与三级氯化器内的氯代吡啶进行氯化反应，从三级氯化器出来的尾气经缓冲罐被送入吸收塔，用水吸收制成盐酸。尽管该方法能有效地提高氯气的利用率，但是每当一级反应釜达到反应终点后必须进行停车并转移反应物料的操作，不利于连续生产，该缺点随反应釜串联个数增加时越发明显。

因此，本领域仍需要开发用于气液相反应的反应系统，这种反应系统不仅能提高气体的利用效率，而且整个系统可连续运行，无需由于装填反应原料、反应催化剂等因素而使整个反应系统停车，极大地提高了生产效率。

发明内容

本发明的一个发明目的是提供一种用于气液相反应的反应系统，这种反应系统不仅能提高气体的利用效率，而且整个系统可连续运行，无需由于装填反应原料、反应催化剂等因素而使整个反应系统停车，极大地提高了生产效率。

本发明的另一个发明目的是提供一种气液相反应方法，这种方法不仅能提高气体的利用效率，而且整个反应系统可连续运行，无需由于装填反应原料、反应催化剂等因素而使整个反应系统停车，极大地提高了生产效率。

因此，本发明的一个方面涉及一种用于气液相反应的反应系统，包括多个串联的反应釜和气体吸收塔，每个反应釜带有气体入口和气体出口；

每个反应釜的气体入口均通过阀门与气源流体相连，每个反应釜的气体出口均通过阀门与气体吸收塔相连；

第一个反应釜的气体入口还通过阀门与最后一个反应釜的气体出口流体相连；其余反应釜的气体入口还与前一级反应釜的气体出口通过阀门流体相连。

本发明的另一方面涉及一种气液相反应方法，它包括如下步骤：

提供本发明用于气液相反应的反应系统；

在各反应釜中装填液相原料和任选的催化剂；

调节各阀门使得反应系统中气流以这样的方式流动，即气流从上一级反应釜气体入口流入，反应后的尾气从该级反应釜的气体出口流至下一级反应釜的气体入口，最后一级反应釜的气体从该级反应釜的气体出口流至气体吸收塔；