一种环保氯化苯生产工艺的制作方法

1.本发明属于有机合成技术领域，具体地，涉及一种环保氯化苯生产工艺。


背景技术：

2.氯化苯，也叫氯苯，是无色透明易挥发的液体，有苦杏仁味。熔点-45.6℃，沸点131.6℃，相对密度1.107(20/4℃)，折光率1.5248，闪点23℃，自燃点637.78℃，易燃。在空气中爆炸极限为1.83-9.23％(体积)。不溶于水，易溶于醇、醚、苯和氯仿等。氯化苯是一种重要的基本有机合成原料，用作染料、医药、农药、有机合成中间体。
3.目前常用的苯氯化的催化剂为三氯化铁等路易斯酸催化剂，因其易溶于反应液中，故需对氯化反应液采用水洗、中和等工序，以去除催化剂，不仅造成催化剂的一次性消耗，而且导致工艺过程复杂，且产生大量的废水和废渣，对环境造成极大的污染。由反应机理中知，苯在氯化过程中有氯化氢生成，若水含量较大，则氯化氢溶于水生成较多盐酸，与铁环剧烈反应、生成氢气和二氯化铁，加上氯气与水反应生成的盐酸和氧气，不仅消耗了氯气，也“吃掉”了铁环，而二氯化铁的大量存在，还会影响氯化反应的进行，生成的氢气和氧气也增大了系统的不安全因素。


技术实现要素：

4.为了解决背景技术中提到的技术问题，本发明提供一种环保氯化苯生产工艺。
5.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
6.一种环保氯化苯生产工艺，包括如下步骤：
7.第一步、对工业纯苯进行无水化处理，得到无水苯，备用；
8.第二步、氯气、无水苯和铁触媒催化剂在反应器中混合，设置温度为80-90℃，反应1-1.5h，反应结束后，将得到的反应液进行水洗、水洗后的溶液用氨水中和、用无水苯进行萃取，有机相减压浓缩，得到氯化苯。
9.进一步地，无水化处理包括如下步骤：
10.将吸附材料和工业纯苯混合，在温度为30℃条件下混合10-12h，然后在磁场条件下过滤，得到无水苯。
11.进一步地，所述吸附材料通过如下步骤制备：
12.向丙烯酸中滴加碳酸钠溶液至中和度为80％，然后加入丙烯酰胺、过硫酸钾、交联剂，加完后，搅拌5min，加入添加剂，混合均匀后在-10℃条件下，冷冻12h，冷冻后取出，加入司盘-80和环己烷，在温度为45℃，搅拌1h，然后升温至70℃，搅拌4h，反应结束后，将得到的反应液过滤，滤饼用无水乙醇洗涤，洗涤结束后，在80℃条件下，真空干燥至恒重，然后粉碎，过20目筛，在350℃条件活化3-4h，得到吸附材料。
13.进一步地，碳酸钠溶液的质量分数为13％，丙烯酸、丙烯酰胺、过硫酸钾、交联剂和添加剂的用量质量比为100：30：0.2：0.04：7-8；丙烯酸、司盘-80和环己烷的用量质量比为1：0.02：1；交联剂为n,n-亚甲基双丙烯酰胺和二亚乙基三胺中的一种。
14.进一步地，添加剂通过如下步骤制备：
15.将壳聚糖和乙酸溶液混合，然后加入磁性四氧化三铁，搅拌1h，然后加入4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯、辛酸亚锡搅拌2h，过滤洗涤，过滤、干燥，得到磁性颗粒，4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯作为交联剂，将磁性四氧化三铁固载在壳聚糖上，便于后续反应，将mcm-41和二甲基亚砜混合，然后加入磁性颗粒，加入辛酸亚锡，在25℃条件下，搅拌2h，反应结束后，过滤，用无水乙醇洗涤，洗涤结束后，冷冻干燥得到添加剂。
16.进一步地，乙酸溶液的质量分数为2％，壳聚糖和乙酸溶液的用量比为0.2g：50ml；壳聚糖、磁性四氧化三铁、4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯和辛酸亚锡的用量比为0.2g：0.1g：0.2ml：0.06g；mcm-41、二甲基亚砜、磁性颗粒和辛酸亚锡的用量比为0.2g：50ml：0.2g：0.06g。
17.进一步地，中和所用氨水的质量分数为20-30％。
18.进一步地，水洗时设置温度为20-30℃。
19.本发明的有益效果：
20.本发明一种环保氯化苯生产工艺利用制得的添加剂和丙烯酸、丙烯酰胺进行复合，作为吸附材料，进行脱水处理，通过试验，可以使纯苯中水分可以控制在100ppm以下，对于氯化反应水分降低，铁环消耗减少，每年节约200吨；氯化反应二氯苯杂质含量降低，二氯苯含量降低2.5％。氯化反应水分降低，生成的三氯化铁量减少，减少了洗涤次数，更加环保。制得的添加剂中mcm-41具有多孔性，孔壁表面具有丰富的硅醇羟基，利用壳聚糖的联结作用，将mcm-41固定在磁性颗粒上制得添加剂，mcm-41的加入可以提高微量水的脱除效率。
具体实施方式
21.下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
22.实施例1
23.制备添加剂：
24.将壳聚糖和乙酸溶液混合，然后加入磁性四氧化三铁，搅拌1h，然后加入4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯、辛酸亚锡搅拌2h，过滤洗涤，过滤、干燥，得到磁性颗粒，将mcm-41和二甲基亚砜混合，然后加入磁性颗粒，加入辛酸亚锡，在25℃条件下，搅拌2h，反应结束后，过滤，用无水乙醇洗涤，洗涤结束后，冷冻干燥得到添加剂。控制乙酸溶液的质量分数为2％，壳聚糖和乙酸溶液的用量比为0.2g：50ml；壳聚糖、磁性四氧化三铁、4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯和辛酸亚锡的用量比为0.2g：0.1g：0.2ml：0.06g；mcm-41、二甲基亚砜、磁性颗粒和辛酸亚锡的用量比为0.2g：50ml：0.2g：0.06g。
25.实施例2
26.制备吸附材料：
27.向丙烯酸中滴加碳酸钠溶液至中和度为80％，然后加入丙烯酰胺、过硫酸钾、交联剂，加完后，搅拌5min，加入添加剂，混合均匀后在-10℃条件下，冷冻12h，冷冻后取出，加入司盘-80和环己烷，在温度为45℃，搅拌1h，然后升温至70℃，搅拌4h，反应结束后，将得到的
反应液过滤，滤饼用无水乙醇洗涤，洗涤结束后，在80℃条件下，真空干燥至恒重，然后粉碎，过20目筛，在350℃条件活化3h，得到吸附材料。控制碳酸钠溶液的质量分数为13％，丙烯酸、丙烯酰胺、过硫酸钾、交联剂和添加剂的用量质量比为100：30：0.2：0.04：7；丙烯酸、司盘-80和环己烷的用量质量比为1：0.02：1；交联剂为n,n-亚甲基双丙烯酰胺。
28.实施例3
29.制备吸附材料：
30.向丙烯酸中滴加碳酸钠溶液至中和度为80％，然后加入丙烯酰胺、过硫酸钾、交联剂，加完后，搅拌5min，加入添加剂，混合均匀后在-10℃条件下，冷冻12h，冷冻后取出，加入司盘-80和环己烷，在温度为45℃，搅拌1h，然后升温至70℃，搅拌4h，反应结束后，将得到的反应液过滤，滤饼用无水乙醇洗涤，洗涤结束后，在80℃条件下，真空干燥至恒重，然后粉碎，过20目筛，在350℃条件活化4h，得到吸附材料。控制碳酸钠溶液的质量分数为13％，丙烯酸、丙烯酰胺、过硫酸钾、交联剂和添加剂的用量质量比为100：30：0.2：0.04：8；丙烯酸、司盘-80和环己烷的用量质量比为1：0.02：1；交联剂为二亚乙基三胺。
31.实施例4
32.一种环保氯化苯生产工艺，包括如下步骤：
33.第一步、将实施例3制得的吸附材料和工业纯苯混合，在温度为30℃条件下混合10h，然后在磁场条件下过滤，得到无水苯，备用；
34.第二步、氯气、无水苯和铁触媒催化剂在反应器中混合，设置温度为80℃，反应1h，反应结束后，将得到的反应液在温度为20℃条件下进行水洗、水洗后的溶液用质量分数为20％的氨水中和、用无水苯进行萃取，有机相减压浓缩，得到氯化苯。相对于未进行无水处理的苯，收率提高2.4％。无水苯、氯气的摩尔比为1.8：1.3，铁触媒催化剂占无水苯和氯气总重量的1％。
35.实施例5
36.一种环保氯化苯生产工艺，包括如下步骤：
37.第一步、将实施例3制得的吸附材料和工业纯苯混合，在温度为30℃条件下混合11h，然后在磁场条件下过滤，得到无水苯，备用；
38.第二步、氯气、无水苯和铁触媒催化剂在反应器中混合，设置温度为85℃，反应1.2h，反应结束后，将得到的反应液在温度为25℃条件下进行水洗、水洗后的溶液用质量分数为25％的氨水中和、用无水苯进行萃取，有机相减压浓缩，得到氯化苯。相对于未进行无水处理的苯，收率提高2.5％。
39.实施例6
40.一种环保氯化苯生产工艺，包括如下步骤：
41.第一步、将实施例3制得的吸附材料和工业纯苯混合，在温度为30℃条件下混合12h，然后在磁场条件下过滤，得到无水苯，备用；
42.第二步、氯气、无水苯和铁触媒催化剂在反应器中混合，设置温度为90℃，反应1.5h，反应结束后，将得到的反应液在温度为30℃条件下进行水洗、水洗后的溶液用质量分数为30％的氨水中和、用无水苯进行萃取，有机相减压浓缩，得到氯化苯。相对于未进行无水处理的苯，收率提高2.5％。
43.对实施例4-6使用后的吸附材料进行回收，在350℃条件干燥4h，再次使用，吸水率
未降低，可见本发明制得的吸附材料具有良好的再生效果。
44.在说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
45.以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。