常压转位制间二氯苯的试验研究_庞琰玲

无水三氯化铝 化学纯试剂 气相色谱仪 1 .2 反应原理 对二氯苯在催化剂无水三氯化铝存在下发生 转位反应 , 生成以间二氯苯为主要产品的 3 种二 氯苯异构体 。 反应式如下 :
1 .3 试验装置及试验方法 在装有搅拌器 、回流冷凝管 、温度计的 250 ml
三口瓶中加入 147 g 对二氯苯 、一定量的氯化铝 和水在 160 ～ 170 ℃反应 2 ～ 4 h , 通过减压蒸馏除 去无机树脂杂质 , 分析混合二氯苯中各组分含量 。 1 .4 产品分析
社 , 1992 .245 .
STUDY ON THE SYNTHESIS OF m-DICHLOROBENZENE
PANG Yan-ling , YANG Jun , ZHAO Yan-hong (Henan CAPA Chemical Dev lopment Co .L td ., Gongyi 451200 , China)
加料方式为化料后加催化剂 , 所得反应结果见表
1 、表 2 。
表 1 反应温度下ຫໍສະໝຸດ Baidu催化剂试验结果
序号
反应温度 /℃
反应时间 /h
混合二氯苯质量分数/ % 间位 对位 邻位 杂质
1
160
2 57 .196 0 39 .859 2 2 .795 7 0 .1492
2
160
4 61 .637 0 33 .689 3 4 .382 0 0 .291 8
产品的含量分析采用气相色谱法分析 。
2 问题与讨论
(1)对二氯苯转位成间二氯苯的反应是一个 在氯化氢和三氯化铝存在下的异构化反应 。 此反 应为分子内位移 , 本实验中的氯化铝不仅是一种 良好的异构化催化剂 , 而且还能与水结合 , 在一定 温度下放出氯化氢气体 , 起到了提供催化剂的作 用 。由于氯化氢气体 的生成要消耗 催化剂氯化 铝 , 因此 , 合适的催化剂无水氯化铝和水的用量及 二者的摩尔比是对二 氯苯异构化反 应的必要前
2
160
4 55 .007 8 42 .482 9 2 .430 8 0 .078 5
3
170
2 59 .805 2 35 .776 7 3 .682 1 0 .736 0
4
170
4 52 .308 4 45 .257 7 2 .096 7 0 .337 4
由以上试验数据可知 , 在不同的加料方式下 , 反应温度和反应时间对间二氯苯收率的影响是不 同的 。由表 1 可以看出 , 在反应温度下加催化剂 , 升高温度对反应不利 , 但延长反应时间对反应有 利 。 由表 2 可以看出 , 化料完加催化剂时 , 高温对 反应有利 , 而低温对反应不 利 。 反应温度为 160 ℃时 , 延长反应时间对反应有利 , 而反应温度为 170 ℃时 , 延长反应时间反而对反应不利 。
关键词 :常压 ;催化剂 ;转位 ;合成 ;间二氯苯 ;选择性 中图分类号 :T Q 242 .1 文献标识码 :A 文章编号 :1008-0511(2000)05-0017-02
由于氯苯深度氯化的产物混合二氯苯中绝大 部分为对 、邻位 , 其 中间二氯苯的质量分数仅为 2 %～ 3 %, 因此 , 间二氯苯的制备通常采用其它方 法 。 传统的从间氯苯胺中提取间二氯苯或熔化间 二硝基苯发生氯化作用时提取间二氯苯的方法由 于间氯苯胺合成复杂 , 产生大量污水 , 还必须使用 玻璃 设备 和剧 毒的 间二 硝 基苯 。欧 洲 专利 EP0334 025 报道了用一种处理过的酸型 ZSM-5 作催化 剂 , 邻 二氯 苯 在 300 ℃, 3 MP a 下反 应 4 .5 h , 可得到混合二氯苯的邻 、间 、对位的质量比 为 58∶27∶15 。此方法不仅反应温度高 , 反应时间 长 , 需要带压操作 , 而且得到的混合物中二氯苯的 质量分数仅 27 %。目前 , 国内已有了由混合二氯 苯异构化制间二氯苯的报道 , 在催化剂三氯化铝 和氯化氢存在下 , 邻 、对二氯苯混合物经 160 ℃加 热 , 能生成含有 54 %(w)间二氯苯 、16 %(w )邻 二氯苯和 30 %(w )对二氯苯的平衡产物 。 为此 , 作者进行了由对二氯苯常压转位制取间二氯苯的 试验研究 。
科研开发
化工科技 , 2000 , 8(5):17 ～ 18 SCIENCE & T ECHNO LOG Y IN CHEM ICA L I ND UST RY
常压转位制间二氯苯的试验研究 ＊
庞琰玲 , 杨 军 , 赵艳红
(河南开普化工股份有限公司研究所 , 河南 巩义 451200)
摘要 :阐 述了常压下对二氯苯在催化剂无水三氯化铝及助催化剂水的存在下发生转 位反应 , 高选择 地制取间二氯苯的工艺过程 ;讨论了影响产物选择性的有关因素 , 确定出适宜的工艺条件 。
1 实验部分
1 .1 原料及仪器 对二氯苯 化学纯试剂
收稿日期 :1999 -05 -17 修回日期 :2000-07-20 作者简介 :庞琰玲(1968-), 女(汉 族), 河 南巩义人 , 河 南 开普化工股份有限公司研究所 工程师 , 学 士 , 主 要从事 相 转移催化合成对硝基苯甲(乙)醚 和间二 氯苯的 制备及 分 离的试验研究 。 ＊该文获中南六省(区)第 18 届有 机高 分子 石油 化工 学 术年会优秀论文 。
起着非常重要的作用 。 为探求反应温度 、反应时
间及加料方式对间二氯苯收率的影响 , 对反应温
度选择 2 个较优的温度 160 ℃和 170 ℃作水平 ,
对反应时间选择较优的 2 个时间 2 h 和 4 h 作水
平 , 在不同的加料方式下分别作试验 。 表 1 的反
应加料方式为反应温度下加催化剂 , 表 2 的反应
衡混合产物 , 这里所说的平衡仅仅是指在这个条
件下的平衡 。 由于反应物的改变 , 对二氯苯在无
水氯化铝和水存在下 , 加热至 160 ～ 170 ℃, 反应
2 ～ 4 h , 可以生成 62 %(w)的间二氯苯 、34 %(w)
对二氯苯和 4 %(w)邻二氯苯的异构体混合物 。 (3)反应温度 、反应时间及加料方式对转化率
3 结 论
通过对二氯苯转位制间二氯苯的试验研究 , 找到了比较理 想的反应条 件 , 对 二氯苯在 AlCl3 和 H2O 存在下 , 于 160 ℃反应 4 h , 可制得间二氯 苯质量分数高达 62 %的异构体混合物 。
[ 参 考 文 献 ]
[ 1] K anai , Takashi .EP0334 025[ P] .1989 . [ 2] 姚蒙正 .精细化 工产品合 成原理[ M ] .北 京 :中国 石化出 版
3
170
4
170
2 53 .784 6 43 .838 9 2 .172 8 0 .203 7 4 59 .180 4 36 .739 1 3 .806 8 0 .273 9
表 2 化料后加催化剂试验结果
序号
反应温度 /℃
反应时间 /h
混合二氯苯质量分数/ % 间位 对位 邻位 杂质
1
160
2 47 .550 9 50 .040 3 1 .816 0 0 .592 8
Abstract:A process fo r preparing m-dichlorobenzene by atmospheric selective transfer reaction of pdichlorobenzene in the presence of AlCl3 and H2O is described .Effect of selectivity of the reaction is discussed .T he best technological condit ions are determined . Key words:Atmosphere ;Cataly st ;T ransfer ;Synthesis;m -Dichlo robenzene ;Selectivity
· 1 8 ·
化 工 科 技
第8卷
提 。 实验选取对二氯苯与氯化铝的摩尔比范围为
0 .1 到 1 , 氯化铝与水的摩尔比范围为 1 到 6 。
(2)国内报道的混合二氯苯在三氯化铝和氯 化氢存在下 , 经 160 ℃加热 , 能生成 54 %(w )间
二氯苯 、16 %邻二氯苯和 30 %(w)对二氯苯的平