專利名稱：一種由鹽酸和環(huán)氧乙烷合成氯乙醇的方法
技術領域：
本發(fā)明屬于有機化工生產技術領域，具體涉及氯乙醇的合成方法。
背景技術：
氯乙醇是無色液體，是重要的有機溶劑，是聚硫橡膠的重要原料，并廣泛用作醫(yī) 藥、農藥、染料的中間體原料，隨著西方國家產業(yè)升級，醫(yī)藥、農藥、染料的中間體產業(yè)逐步 轉移到發(fā)展中國家，我國醫(yī)藥、農藥、染料的中間體產業(yè)獲得較快發(fā)展，也帶動了氯乙醇需 求。氯乙醇早在1859年由伍茨氏從乙二醇與氯化氫反應而得，目前氯乙醇的工業(yè)生 產方法基本上還是1919年Gomberg提出的乙烯次氯酸化法，該工藝副反應多，產品雜質多， 應用受限制；初始濃度低，精餾過程耗能多；廢水、廢氣排放多，污染嚴重；原料乙烯運輸難 度大，產品成本高；工藝路線繁雜，安全性差。為克服次氯酸化法工藝的缺點，國內外進行了很多研究，鹽酸法工藝是近年來最 受關注的路線。田德在《甘肅化工》1993(1) “鹽酸法合成氯乙醇的工藝及其研究”一文中， 提出了負壓下環(huán)氧乙烷和鹽酸反應制備質量分數(shù)為32 %氯乙醇水溶液的方法。該方法工藝 簡單，但負壓操作易造成氯化氫損失，并增加了動力消耗，另外，與使用催化劑工藝相比，該 方法副產物較多，增加了產品中雜質含量。劉錦貴等在《精細化工》1999 (5) "CaCl2/Na2HP04 催化下合成氯乙醇新工藝”一文中，提出了 CaCl2/Na2HP04作催化劑，由鹽酸和環(huán)氧乙烷間 歇、均相反應合成氯乙醇的方法。該方法產品中殘存著催化劑，影響產品的純度和外觀，需 進一步精制處理。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于開發(fā)一種用鹽酸和環(huán)氧乙烷合成氯乙醇的工藝路線，首次利用 氯化鋅為催化，避免氯化氫氣體為原料的氯乙醇工藝中氯化氫儲存、運輸困難，以及副產物 較多的問題，使氯乙醇的生產擺脫對氯化氫氣體的依賴，并降低生產成本。本發(fā)明公開了一種由質量分數(shù)為30% 36%工業(yè)鹽酸和環(huán)氧乙烷合成氯乙醇的 方法。本發(fā)明的技術方案包含如下步驟質量分數(shù)為30 % 36 %工業(yè)鹽酸和環(huán)氧乙烷按物料比例(分子比值環(huán)氧乙烷/ 氯化氫=1.01 1.05)，連續(xù)由底口通入裝有負載型催化劑的固定床反應器，用外循環(huán)冷 卻器控制反應溫度在30°C 60°C，制得質量分數(shù)為47% 53%的氯乙醇水溶液，合成的氯 乙醇由固定床反應器上口溢流進入產品儲罐。其反應原理為HCl+ C2H4O ji^W C2H5OCl所述負載型催化劑的制備強酸性苯乙烯系陽離子交換樹脂在質量分數(shù)為5% 10%氯化鋅水溶液中浸泡20 28小時，抽濾干燥后制得。所述強酸性苯乙烯系陽離子交換樹脂的質量全交換容量大于等于4. 35mmol/g。
目前尚無氯化鋅用作制備氯乙醇催化劑的報道，氯化鋅與現(xiàn)有報道中的氯化鈣、 三氯化鐵等相比，能抑制環(huán)氧乙烷水解生成乙二醇的副反應，提高氯乙醇產率。氯化鋅負載 催化劑比均相催化劑更有利于實現(xiàn)連續(xù)化反應，減少物料停留時間，從而減少副反應發(fā)生。 強酸性苯乙烯系陽離子交換樹脂作為負載使得氯化鋅附著在負載上，避免氯化鋅溶于氯乙 醇溶液中，從而造成產品中催化劑的殘料。本發(fā)明的有益的效果在于，與氯醇法相比流程簡單、產品純度高、成本低。與均相 催化鹽酸法和無催化鹽酸法相比，產品純度高，該連續(xù)化工藝，更適合于工業(yè)化生產。氯乙 醇可以用于聚硫橡膠生產，也可用作醫(yī)藥和染料中間體。


圖1為固定床反應器示意圖。1.循環(huán)冷卻進口 ；2.鹽酸進口 ；3.產品溢流出口 ；4.放空口 ；5.循環(huán)冷卻出口 ； 6.環(huán)氧乙烷進口。
具體實施例方式實施例1負載型催化劑制備將大孔強酸性苯乙烯系陽離子交換樹脂在質量分數(shù)為5%氯 化鋅水溶液中浸泡24小時，抽濾干燥后制得。固定床反應器見附圖，為內徑500mm，高3m，搪瓷設備，催化劑層高度lm，在反應器 中間。外循環(huán)冷卻器為列管式石墨換熱器，換熱面積10m2。反應壓力為常壓，該反應器的生 產能力為200kg/h。質量分數(shù)為31%工業(yè)鹽酸和環(huán)氧乙烷按分子比值環(huán)氧乙烷/氯化氫=1.01，連 續(xù)由底口通入裝有負載型催化劑的固定床反應器，用外循環(huán)冷卻器控制反應溫度在51°C， 制得質量分數(shù)48. 9%的氯乙醇水溶液，合成的氯乙醇由固定床反應器上口溢流進入產品儲罐。實施例2負載型催化劑制備將大孔強酸性苯乙烯系陽離子交換樹脂在質量分數(shù)為7%氯 化鋅水溶液中浸泡24小時，抽濾干燥后制得。固定床反應器見附圖，為內徑500mm，高3m，搪瓷設備，催化劑層高度lm，在反應器 中間。外循環(huán)冷卻器為列管式石墨換熱器，換熱面積10m2。反應壓力為常壓，該反應器的生 產能力為200kg/h。質量分數(shù)為33%工業(yè)鹽酸和環(huán)氧乙烷按分子比值環(huán)氧乙烷/氯化氫=1.02，連 續(xù)由底口通入裝有負載型催化劑的固定床反應器，用外循環(huán)冷卻器控制反應溫度在45°C， 制得質量分數(shù)50. 3%的氯乙醇水溶液，合成的氯乙醇由固定床反應器上口溢流進入產品儲罐。實施例3負載型催化劑制備將大孔強酸性苯乙烯系陽離子交換樹脂在質量分數(shù)為10% 氯化鋅水溶液中浸泡26小時，抽濾干燥后制得。固定床反應器見附圖，為內徑500mm，高3m，搪瓷設備，催化劑層高度lm，在反應器中間。外循環(huán)冷卻器為列管式石墨換熱器，換熱面積10m2。反應壓力為常壓，該反應器的生 產能力為200kg/h。質量分數(shù)為31%工業(yè)鹽酸和環(huán)氧乙烷按分子比值環(huán)氧乙烷/氯化氫=1.03，連 續(xù)由底口通入裝有負載型催化劑的固定床反應器，用外循環(huán)冷卻器控制反應溫度在50°C， 制得質量分數(shù)48. 5%的氯乙醇水溶液，合成的氯乙醇由固定床反應器上口溢流進入產品儲罐。
實施例4負載型催化劑制備將大孔強酸性苯乙烯系陽離子交換樹脂在質量分數(shù)為10% 氯化鋅水溶液中浸泡28小時，抽濾干燥后制得。固定床反應器見附圖，為內徑500mm，高3m，搪瓷設備，催化劑層高度lm，在反應器 中間。外循環(huán)冷卻器為列管式石墨換熱器，換熱面積10m2。反應壓力為常壓，該反應器的生 產能力為200kg/h。質量分數(shù)為31%工業(yè)鹽酸和環(huán)氧乙烷按分子比值環(huán)氧乙烷/氯化氫=1.03，連 續(xù)由底口通入裝有負載型催化劑的固定床反應器，用外循環(huán)冷卻器控制反應溫度在32°C， 制得質量分數(shù)47. 3%的氯乙醇水溶液，合成的氯乙醇由固定床反應器上口溢流進入產品儲罐。實施例5負載型催化劑制備將大孔強酸性苯乙烯系陽離子交換樹脂在質量分數(shù)為8%氯 化鋅水溶液中浸泡24小時，抽濾干燥后制得。固定床反應器見附圖，為內徑500mm，高3m，搪瓷設備，催化劑層高度lm，在反應器 中間。外循環(huán)冷卻器為列管式石墨換熱器，換熱面積10m2。反應壓力為常壓，該反應器的生 產能力為200kg/h。質量分數(shù)為36%工業(yè)鹽酸和環(huán)氧乙烷按分子比值環(huán)氧乙烷/氯化氫=1.04，連 續(xù)由底口通入裝有負載型催化劑的固定床反應器，用外循環(huán)冷卻器控制反應溫度在55°C， 制得質量分數(shù)52. 2%的氯乙醇水溶液，合成的氯乙醇由固定床反應器上口溢流進入產品儲罐。實施例6負載型催化劑制備將大孔強酸性苯乙烯系陽離子交換樹脂在質量分數(shù)為5%氯 化鋅水溶液中浸泡28小時，抽濾干燥后制得。固定床反應器見附圖，為內徑500mm，高3m，搪瓷設備，催化劑層高度lm，在反應器 中間。外循環(huán)冷卻器為列管式石墨換熱器，換熱面積10m2。反應壓力為常壓，該反應器的生 產能力為200kg/h。質量分數(shù)為31%工業(yè)鹽酸和環(huán)氧乙烷按分子比值環(huán)氧乙烷/氯化氫=1.05，連 續(xù)由底口通入裝有負載型催化劑的固定床反應器，用外循環(huán)冷卻器控制反應溫度在60°C， 制得質量分數(shù)48. 2%的氯乙醇水溶液，合成的氯乙醇由固定床反應器上口溢流進入產品儲罐。對比例1在IOOOmL帶攪拌和冷卻裝置的三口燒瓶中，加入31 %鹽酸400g，在4小時內通入 173g環(huán)氧乙烷，反應溫度為50°C，pH值到6，結束反應。所得產品為淡黃色半透明液體。氣相色譜儀分析氯乙醇濃度為44. 5%。說明在沒有氯化鋅催化劑的作用下，氯乙醇的產量較 低。對比例2
在IOOOmL帶攪拌和冷卻裝置的三口燒瓶中，加入31%鹽酸400g和氯化鋅4g，在 4小時內通入162g環(huán)氧乙烷，反應溫度為50°C，pH值到6，結束反應。所得產品為淡黃色半 透明液體，靜置一段時間后，產生少量沉淀物。氣相色譜儀分析氯乙醇濃度為46.2%。說明 在有氯化鋅催化劑但沒有負載的情況下，氯乙醇的產量比有負載的氯化鋅催化劑的情況下 的氯乙醇產量略低，并且由于催化劑氯化鋅溶解于產品，造成產品較渾濁，雜質多。
權利要求
一種氯乙醇水溶液的合成方法，其特征在于包含如下步驟質量分數(shù)為30％～36％工業(yè)鹽酸和環(huán)氧乙烷按分子比值為環(huán)氧乙烷/氯化氫＝1.01～1.05，連續(xù)由底口通入裝有負載型催化劑的固定床反應器，用外循環(huán)冷卻器控制反應溫度在30℃～80℃，制得質量分數(shù)47％～53％的氯乙醇水溶液，合成的氯乙醇由固定床反應器上口溢流進入產品儲罐。
2.根據(jù)權利要求1所述的氯乙醇合成方法，其特征在于所述負載型催化劑是將強酸性 苯乙烯系陽離子交換樹脂在氯化鋅水溶液中浸泡20小時 28小時，抽濾干燥后制得。
3.根據(jù)權利要求2所述的方法其特征在于所述強酸性苯乙烯系陽離子交換樹脂的質 量全交換容量大于等于4. 35mmol/g。
4.根據(jù)權利要求2所述的方法，其特征在于所述氯化鋅水溶液質量分數(shù)為5% 10%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種由質量分數(shù)為30％～36％工業(yè)鹽酸和環(huán)氧乙烷反應合成氯乙醇的方法?？刂骗h(huán)氧乙烷與氯化氫的分子比值為1.01～1.05，利用自制負載型催化劑，可以有效抑制副反應，提高轉化率，采用固定床反應器，控制反應溫度30℃～60℃，可以得到質量分數(shù)為47％～53％的氯乙醇水溶液。本發(fā)明簡化了生產過程，降低生產成本。
文檔編號C07C31/36GK101811935SQ20101015661
公開日2010年8月25日 申請日期2010年4月27日 優(yōu)先權日2010年4月27日
發(fā)明者劉鵬, 孫建國, 張全成, 王紹民, 鄭曉秋 申請人:錦西化工研究院