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混硝基氯苯氯化制備3,4—/2,5— 二氯硝基苯

2014-10-30 01:14楊樹斌王芳丁克鴻
今日農(nóng)藥 2014年9期
關(guān)鍵詞:氯苯硝基苯硝基

楊樹斌+王芳+丁克鴻

氯苯硝化生產(chǎn)對(duì)硝基氯苯和鄰硝基氯苯過程中,會(huì)有少量間硝基氯苯產(chǎn)生,在分離對(duì)硝基氯苯、鄰硝基氯苯的精餾、結(jié)晶過程中,間硝基氯苯會(huì)逐漸富集,并對(duì)鄰硝基氯苯和對(duì)硝基氯苯的質(zhì)量和能耗產(chǎn)生很大的影響,所以必須定期排放間硝基氯苯、對(duì)硝基氯苯、鄰硝基氯苯的混合物(俗稱間位油)。間位油中的間硝基氯苯含量約30%~40%、對(duì)硝基氯苯40%~50%、鄰硝基氯苯10%~20%,由于這三種組分的物性比較接近,難以進(jìn)一步分離。

目前間位油主要用途有三種,一是通過恒沸精餾分離間硝基氯苯,進(jìn)一步精餾、結(jié)晶,提純對(duì)硝基氯苯和鄰硝基氯苯;二是生產(chǎn)氨基苯甲醚等產(chǎn)品,供下游染料企業(yè)使用;三是加氫后利用三種氯代苯胺的沸點(diǎn)、熔點(diǎn)以及酸堿性差異進(jìn)行分離。

3,4-/2,5- 二氯硝基苯(3,4-/2,5-DCNB)是重要的農(nóng)藥、醫(yī)藥和染料中間體,可以采用精餾和結(jié)晶聯(lián)合的方法分離。本文研究了間位油氯化制備3,4-/2,5-DCNB,具有原料成本低、工藝流程短、“三廢”少等優(yōu)勢(shì),可產(chǎn)生可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要試劑及儀器

儀器:玻璃四口瓶、溫度計(jì)、分液漏斗、氯氣流量計(jì)、橡膠管、硅膠管、電動(dòng)攪拌裝置(予華儀器有限責(zé)任公司)、蠕動(dòng)泵(蘭格恒流泵有限公司)、GC-14C氣相色譜儀(日本島津公司)、DB-1701 色譜柱(安捷倫科技有限公司)等。

原料:間位油(含間硝基氯苯約37.8%、對(duì)硝基氯苯45.9%、鄰硝基氯苯15.8%,揚(yáng)農(nóng)化工集團(tuán)有限公司對(duì)鄰硝分廠);KClO3 (99.0%,百靈威科技有限公司);I2 (99.8%,亞盛化工有限公司);濃硫酸(98%,國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司);無水FeCl3 (98.0%,上海精化科技研究所);氯氣;硫鐵礦;鐵絲。

1.2 反應(yīng)原理

以間位油為原料氯化生成二氯硝基苯,推測(cè)其反應(yīng)機(jī)理如式(1)所示。

氯化過程主要副產(chǎn)物是2,3-DCNB,另外隨著氯化時(shí)間延長(zhǎng),有深度氯化產(chǎn)物三氯硝基苯、四氯硝基苯等多氯代硝基苯(簡(jiǎn)稱TCNB)產(chǎn)生,反應(yīng)分別見式(2)、(3)、(4)。

1.3 實(shí)驗(yàn)過程

500 mL 四口瓶投入250 g 間位油(約1.58mol)、8.68 g 無水FeCl3 (約0.05 mol)和0.90 g 水;升溫至80 ℃物料熔融狀態(tài),開動(dòng)攪拌通干燥Cl2,流量5 L/h(約0.22 mol/h);升溫至100 ℃保溫,反應(yīng)5 h后開始中控氯化進(jìn)度及副反應(yīng)情況,反應(yīng)結(jié)束關(guān)閉Cl2,在100 ℃通N2 約30 min 置換體系內(nèi)殘余Cl2 和HCl;堿洗,分層,取油層樣溶解到苯中進(jìn)行分析。

1.4 產(chǎn)品檢測(cè)

間位油氯化反應(yīng)液采用日本島津GC-14C 氣相色譜儀進(jìn)行檢測(cè),色譜柱為安捷倫DB-1701,采用N-2000 離線工作站讀圖,面積歸一法計(jì)算各物質(zhì)的組成。色譜條件為:空氣壓0.05 MPa,氫氣壓0.05MPa,氮?dú)鈮?.05 MPa;柱溫130 ℃保留8 min,升溫速率30 ℃/min,終溫270 ℃保留10 min,汽化室、檢測(cè)室溫度270 ℃。

2 結(jié)果與討論

2.1 不同催化體系對(duì)氯化反應(yīng)的影響

間位油氯化制備3,4-/2,5-DCNB 屬于芳香烴上的鹵代反應(yīng),是典型的親電取代反應(yīng),進(jìn)攻芳環(huán)的活潑質(zhì)點(diǎn),都是氯正離子(Cl+),另外由于間位油芳環(huán)上有吸電子硝基(—NO2)的存在,對(duì)反應(yīng)要求比較苛刻。目前報(bào)道催化硝基氯苯氯化的體系有KClO3-H2SO4、I2-H2SO4和金屬鹵化物等,其中KClO3-H2SO4體系中KClO3為氯化劑,需要加入其當(dāng)量,而I2-H2SO4和金屬鹵化物(無水FeCl3)采用氯氣作為氯化劑。不同催化體系間位油氯化效果如表1 所示。采用KClO3-H2SO4體系氯化,反應(yīng)速度較快,但是3,4-/2,5-DCNB 選擇性偏低,氯化過程消耗當(dāng)量KClO3成本較高。I2-H2SO4 和FeCl3作催化劑,轉(zhuǎn)化率相差不大,采用I2-H2SO4 體系3,4-/2,5-DCNB 選擇性較好,但是反應(yīng)結(jié)束會(huì)有大量廢酸產(chǎn)生,不利于工業(yè)化實(shí)施。綜合考慮選用FeCl3作催化劑。

2.2 水分對(duì)氯化反應(yīng)的影響

間位油的氯化通常采用無水FeCl3作催化劑,為了避免水分的影響,通常對(duì)氯氣作干燥處理。但是也有資料表明,最有效的催化劑可能是三氯化鐵的水合物,當(dāng)兩者摩爾比為1∶1 時(shí),反應(yīng)速率常數(shù)為

最大值。向反應(yīng)體系加入一定量的水,并與無水體

系進(jìn)行對(duì)比,結(jié)果如表2 所示。

從表2可以看出,當(dāng)水與催化劑的摩爾比為1∶1 時(shí),間位油氯化轉(zhuǎn)化率最高,反應(yīng)效果最好;進(jìn)一步增加水用量,間位油轉(zhuǎn)化率及3,4-/2,5-DCNB選擇性呈下降趨勢(shì),這可能與過量水的存在影響Cl+活性有關(guān)。

2.3 反應(yīng)溫度對(duì)氯化反應(yīng)的影響

硝基氯苯間位油苯環(huán)上有—NO2和—Cl 等鈍化基團(tuán)存在,影響苯環(huán)活潑性,增加了進(jìn)一步氯代制3,4-/2,5-DCNB 的難度。控制合適的反應(yīng)溫度,能夠加快反應(yīng)速度,同時(shí)避免過度氯化生成多氯硝基苯。

從表3 可以看出,反應(yīng)溫度低于100 ℃,間位油轉(zhuǎn)化率偏低,反應(yīng)溫度提高至110 ℃,間位油轉(zhuǎn)化率提高,但是副反應(yīng)發(fā)生幾率增加,深度氯化產(chǎn)物迅速增加,因此合適的反應(yīng)溫度為100 ℃。

2.4 氯化深度考察

在確定催化體系、優(yōu)化工藝條件的基礎(chǔ)上,進(jìn)一

步考察氯化反應(yīng)時(shí)間對(duì)間位油轉(zhuǎn)化率和3,4-/2,5-DCNB 選擇性的影響,以確定合適的氯化反應(yīng)深度。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,反應(yīng)時(shí)間4 h 左右時(shí)氯化反應(yīng)深度控制較合適,在該條件下間位油轉(zhuǎn)化率約78.8%,3,4-/2,5-DCNB 選擇性83.0%,縮短反應(yīng)時(shí)間,則間位油轉(zhuǎn)化率偏低,繼續(xù)延長(zhǎng)時(shí)間原料間位油氯化速度減緩,同時(shí)3,4-/2,5-DCNB 以及2,3-DCNB 選擇性明顯下降,深度氯化產(chǎn)物TCNB 明顯增加。

3 結(jié)論

研究了以硝基氯苯間位油為原料通氯氣氯化制備3,4-/2,5-二氯硝基苯的工藝。通過工藝優(yōu)化,確定采用FeCl3作為氯化催化劑,反應(yīng)體系中水與Fe-Cl3的摩爾比為1∶1,反應(yīng)溫度為100 ℃,時(shí)間為4h。在最佳工藝條件下間位油轉(zhuǎn)化率約78.8%,3,4-/2,5-DCNB 選擇性為83.0%。

(摘自《上?;ぁ罚〆ndprint

氯苯硝化生產(chǎn)對(duì)硝基氯苯和鄰硝基氯苯過程中,會(huì)有少量間硝基氯苯產(chǎn)生,在分離對(duì)硝基氯苯、鄰硝基氯苯的精餾、結(jié)晶過程中,間硝基氯苯會(huì)逐漸富集,并對(duì)鄰硝基氯苯和對(duì)硝基氯苯的質(zhì)量和能耗產(chǎn)生很大的影響,所以必須定期排放間硝基氯苯、對(duì)硝基氯苯、鄰硝基氯苯的混合物(俗稱間位油)。間位油中的間硝基氯苯含量約30%~40%、對(duì)硝基氯苯40%~50%、鄰硝基氯苯10%~20%,由于這三種組分的物性比較接近,難以進(jìn)一步分離。

目前間位油主要用途有三種,一是通過恒沸精餾分離間硝基氯苯,進(jìn)一步精餾、結(jié)晶,提純對(duì)硝基氯苯和鄰硝基氯苯;二是生產(chǎn)氨基苯甲醚等產(chǎn)品,供下游染料企業(yè)使用;三是加氫后利用三種氯代苯胺的沸點(diǎn)、熔點(diǎn)以及酸堿性差異進(jìn)行分離。

3,4-/2,5- 二氯硝基苯(3,4-/2,5-DCNB)是重要的農(nóng)藥、醫(yī)藥和染料中間體,可以采用精餾和結(jié)晶聯(lián)合的方法分離。本文研究了間位油氯化制備3,4-/2,5-DCNB,具有原料成本低、工藝流程短、“三廢”少等優(yōu)勢(shì),可產(chǎn)生可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要試劑及儀器

儀器:玻璃四口瓶、溫度計(jì)、分液漏斗、氯氣流量計(jì)、橡膠管、硅膠管、電動(dòng)攪拌裝置(予華儀器有限責(zé)任公司)、蠕動(dòng)泵(蘭格恒流泵有限公司)、GC-14C氣相色譜儀(日本島津公司)、DB-1701 色譜柱(安捷倫科技有限公司)等。

原料:間位油(含間硝基氯苯約37.8%、對(duì)硝基氯苯45.9%、鄰硝基氯苯15.8%,揚(yáng)農(nóng)化工集團(tuán)有限公司對(duì)鄰硝分廠);KClO3 (99.0%,百靈威科技有限公司);I2 (99.8%,亞盛化工有限公司);濃硫酸(98%,國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司);無水FeCl3 (98.0%,上海精化科技研究所);氯氣;硫鐵礦;鐵絲。

1.2 反應(yīng)原理

以間位油為原料氯化生成二氯硝基苯,推測(cè)其反應(yīng)機(jī)理如式(1)所示。

氯化過程主要副產(chǎn)物是2,3-DCNB,另外隨著氯化時(shí)間延長(zhǎng),有深度氯化產(chǎn)物三氯硝基苯、四氯硝基苯等多氯代硝基苯(簡(jiǎn)稱TCNB)產(chǎn)生,反應(yīng)分別見式(2)、(3)、(4)。

1.3 實(shí)驗(yàn)過程

500 mL 四口瓶投入250 g 間位油(約1.58mol)、8.68 g 無水FeCl3 (約0.05 mol)和0.90 g 水;升溫至80 ℃物料熔融狀態(tài),開動(dòng)攪拌通干燥Cl2,流量5 L/h(約0.22 mol/h);升溫至100 ℃保溫,反應(yīng)5 h后開始中控氯化進(jìn)度及副反應(yīng)情況,反應(yīng)結(jié)束關(guān)閉Cl2,在100 ℃通N2 約30 min 置換體系內(nèi)殘余Cl2 和HCl;堿洗,分層,取油層樣溶解到苯中進(jìn)行分析。

1.4 產(chǎn)品檢測(cè)

間位油氯化反應(yīng)液采用日本島津GC-14C 氣相色譜儀進(jìn)行檢測(cè),色譜柱為安捷倫DB-1701,采用N-2000 離線工作站讀圖,面積歸一法計(jì)算各物質(zhì)的組成。色譜條件為:空氣壓0.05 MPa,氫氣壓0.05MPa,氮?dú)鈮?.05 MPa;柱溫130 ℃保留8 min,升溫速率30 ℃/min,終溫270 ℃保留10 min,汽化室、檢測(cè)室溫度270 ℃。

2 結(jié)果與討論

2.1 不同催化體系對(duì)氯化反應(yīng)的影響

間位油氯化制備3,4-/2,5-DCNB 屬于芳香烴上的鹵代反應(yīng),是典型的親電取代反應(yīng),進(jìn)攻芳環(huán)的活潑質(zhì)點(diǎn),都是氯正離子(Cl+),另外由于間位油芳環(huán)上有吸電子硝基(—NO2)的存在,對(duì)反應(yīng)要求比較苛刻。目前報(bào)道催化硝基氯苯氯化的體系有KClO3-H2SO4、I2-H2SO4和金屬鹵化物等,其中KClO3-H2SO4體系中KClO3為氯化劑,需要加入其當(dāng)量,而I2-H2SO4和金屬鹵化物(無水FeCl3)采用氯氣作為氯化劑。不同催化體系間位油氯化效果如表1 所示。采用KClO3-H2SO4體系氯化,反應(yīng)速度較快,但是3,4-/2,5-DCNB 選擇性偏低,氯化過程消耗當(dāng)量KClO3成本較高。I2-H2SO4 和FeCl3作催化劑,轉(zhuǎn)化率相差不大,采用I2-H2SO4 體系3,4-/2,5-DCNB 選擇性較好,但是反應(yīng)結(jié)束會(huì)有大量廢酸產(chǎn)生,不利于工業(yè)化實(shí)施。綜合考慮選用FeCl3作催化劑。

2.2 水分對(duì)氯化反應(yīng)的影響

間位油的氯化通常采用無水FeCl3作催化劑,為了避免水分的影響,通常對(duì)氯氣作干燥處理。但是也有資料表明,最有效的催化劑可能是三氯化鐵的水合物,當(dāng)兩者摩爾比為1∶1 時(shí),反應(yīng)速率常數(shù)為

最大值。向反應(yīng)體系加入一定量的水,并與無水體

系進(jìn)行對(duì)比,結(jié)果如表2 所示。

從表2可以看出,當(dāng)水與催化劑的摩爾比為1∶1 時(shí),間位油氯化轉(zhuǎn)化率最高,反應(yīng)效果最好;進(jìn)一步增加水用量,間位油轉(zhuǎn)化率及3,4-/2,5-DCNB選擇性呈下降趨勢(shì),這可能與過量水的存在影響Cl+活性有關(guān)。

2.3 反應(yīng)溫度對(duì)氯化反應(yīng)的影響

硝基氯苯間位油苯環(huán)上有—NO2和—Cl 等鈍化基團(tuán)存在,影響苯環(huán)活潑性,增加了進(jìn)一步氯代制3,4-/2,5-DCNB 的難度。控制合適的反應(yīng)溫度,能夠加快反應(yīng)速度,同時(shí)避免過度氯化生成多氯硝基苯。

從表3 可以看出,反應(yīng)溫度低于100 ℃,間位油轉(zhuǎn)化率偏低,反應(yīng)溫度提高至110 ℃,間位油轉(zhuǎn)化率提高,但是副反應(yīng)發(fā)生幾率增加,深度氯化產(chǎn)物迅速增加,因此合適的反應(yīng)溫度為100 ℃。

2.4 氯化深度考察

在確定催化體系、優(yōu)化工藝條件的基礎(chǔ)上,進(jìn)一

步考察氯化反應(yīng)時(shí)間對(duì)間位油轉(zhuǎn)化率和3,4-/2,5-DCNB 選擇性的影響,以確定合適的氯化反應(yīng)深度。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,反應(yīng)時(shí)間4 h 左右時(shí)氯化反應(yīng)深度控制較合適,在該條件下間位油轉(zhuǎn)化率約78.8%,3,4-/2,5-DCNB 選擇性83.0%,縮短反應(yīng)時(shí)間,則間位油轉(zhuǎn)化率偏低,繼續(xù)延長(zhǎng)時(shí)間原料間位油氯化速度減緩,同時(shí)3,4-/2,5-DCNB 以及2,3-DCNB 選擇性明顯下降,深度氯化產(chǎn)物TCNB 明顯增加。

3 結(jié)論

研究了以硝基氯苯間位油為原料通氯氣氯化制備3,4-/2,5-二氯硝基苯的工藝。通過工藝優(yōu)化,確定采用FeCl3作為氯化催化劑,反應(yīng)體系中水與Fe-Cl3的摩爾比為1∶1,反應(yīng)溫度為100 ℃,時(shí)間為4h。在最佳工藝條件下間位油轉(zhuǎn)化率約78.8%,3,4-/2,5-DCNB 選擇性為83.0%。

(摘自《上?;ぁ罚〆ndprint

氯苯硝化生產(chǎn)對(duì)硝基氯苯和鄰硝基氯苯過程中,會(huì)有少量間硝基氯苯產(chǎn)生,在分離對(duì)硝基氯苯、鄰硝基氯苯的精餾、結(jié)晶過程中,間硝基氯苯會(huì)逐漸富集,并對(duì)鄰硝基氯苯和對(duì)硝基氯苯的質(zhì)量和能耗產(chǎn)生很大的影響,所以必須定期排放間硝基氯苯、對(duì)硝基氯苯、鄰硝基氯苯的混合物(俗稱間位油)。間位油中的間硝基氯苯含量約30%~40%、對(duì)硝基氯苯40%~50%、鄰硝基氯苯10%~20%,由于這三種組分的物性比較接近,難以進(jìn)一步分離。

目前間位油主要用途有三種,一是通過恒沸精餾分離間硝基氯苯,進(jìn)一步精餾、結(jié)晶,提純對(duì)硝基氯苯和鄰硝基氯苯;二是生產(chǎn)氨基苯甲醚等產(chǎn)品,供下游染料企業(yè)使用;三是加氫后利用三種氯代苯胺的沸點(diǎn)、熔點(diǎn)以及酸堿性差異進(jìn)行分離。

3,4-/2,5- 二氯硝基苯(3,4-/2,5-DCNB)是重要的農(nóng)藥、醫(yī)藥和染料中間體,可以采用精餾和結(jié)晶聯(lián)合的方法分離。本文研究了間位油氯化制備3,4-/2,5-DCNB,具有原料成本低、工藝流程短、“三廢”少等優(yōu)勢(shì),可產(chǎn)生可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要試劑及儀器

儀器:玻璃四口瓶、溫度計(jì)、分液漏斗、氯氣流量計(jì)、橡膠管、硅膠管、電動(dòng)攪拌裝置(予華儀器有限責(zé)任公司)、蠕動(dòng)泵(蘭格恒流泵有限公司)、GC-14C氣相色譜儀(日本島津公司)、DB-1701 色譜柱(安捷倫科技有限公司)等。

原料:間位油(含間硝基氯苯約37.8%、對(duì)硝基氯苯45.9%、鄰硝基氯苯15.8%,揚(yáng)農(nóng)化工集團(tuán)有限公司對(duì)鄰硝分廠);KClO3 (99.0%,百靈威科技有限公司);I2 (99.8%,亞盛化工有限公司);濃硫酸(98%,國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司);無水FeCl3 (98.0%,上海精化科技研究所);氯氣;硫鐵礦;鐵絲。

1.2 反應(yīng)原理

以間位油為原料氯化生成二氯硝基苯,推測(cè)其反應(yīng)機(jī)理如式(1)所示。

氯化過程主要副產(chǎn)物是2,3-DCNB,另外隨著氯化時(shí)間延長(zhǎng),有深度氯化產(chǎn)物三氯硝基苯、四氯硝基苯等多氯代硝基苯(簡(jiǎn)稱TCNB)產(chǎn)生,反應(yīng)分別見式(2)、(3)、(4)。

1.3 實(shí)驗(yàn)過程

500 mL 四口瓶投入250 g 間位油(約1.58mol)、8.68 g 無水FeCl3 (約0.05 mol)和0.90 g 水;升溫至80 ℃物料熔融狀態(tài),開動(dòng)攪拌通干燥Cl2,流量5 L/h(約0.22 mol/h);升溫至100 ℃保溫,反應(yīng)5 h后開始中控氯化進(jìn)度及副反應(yīng)情況,反應(yīng)結(jié)束關(guān)閉Cl2,在100 ℃通N2 約30 min 置換體系內(nèi)殘余Cl2 和HCl;堿洗,分層,取油層樣溶解到苯中進(jìn)行分析。

1.4 產(chǎn)品檢測(cè)

間位油氯化反應(yīng)液采用日本島津GC-14C 氣相色譜儀進(jìn)行檢測(cè),色譜柱為安捷倫DB-1701,采用N-2000 離線工作站讀圖,面積歸一法計(jì)算各物質(zhì)的組成。色譜條件為:空氣壓0.05 MPa,氫氣壓0.05MPa,氮?dú)鈮?.05 MPa;柱溫130 ℃保留8 min,升溫速率30 ℃/min,終溫270 ℃保留10 min,汽化室、檢測(cè)室溫度270 ℃。

2 結(jié)果與討論

2.1 不同催化體系對(duì)氯化反應(yīng)的影響

間位油氯化制備3,4-/2,5-DCNB 屬于芳香烴上的鹵代反應(yīng),是典型的親電取代反應(yīng),進(jìn)攻芳環(huán)的活潑質(zhì)點(diǎn),都是氯正離子(Cl+),另外由于間位油芳環(huán)上有吸電子硝基(—NO2)的存在,對(duì)反應(yīng)要求比較苛刻。目前報(bào)道催化硝基氯苯氯化的體系有KClO3-H2SO4、I2-H2SO4和金屬鹵化物等,其中KClO3-H2SO4體系中KClO3為氯化劑,需要加入其當(dāng)量,而I2-H2SO4和金屬鹵化物(無水FeCl3)采用氯氣作為氯化劑。不同催化體系間位油氯化效果如表1 所示。采用KClO3-H2SO4體系氯化,反應(yīng)速度較快,但是3,4-/2,5-DCNB 選擇性偏低,氯化過程消耗當(dāng)量KClO3成本較高。I2-H2SO4 和FeCl3作催化劑,轉(zhuǎn)化率相差不大,采用I2-H2SO4 體系3,4-/2,5-DCNB 選擇性較好,但是反應(yīng)結(jié)束會(huì)有大量廢酸產(chǎn)生,不利于工業(yè)化實(shí)施。綜合考慮選用FeCl3作催化劑。

2.2 水分對(duì)氯化反應(yīng)的影響

間位油的氯化通常采用無水FeCl3作催化劑,為了避免水分的影響,通常對(duì)氯氣作干燥處理。但是也有資料表明,最有效的催化劑可能是三氯化鐵的水合物,當(dāng)兩者摩爾比為1∶1 時(shí),反應(yīng)速率常數(shù)為

最大值。向反應(yīng)體系加入一定量的水,并與無水體

系進(jìn)行對(duì)比,結(jié)果如表2 所示。

從表2可以看出,當(dāng)水與催化劑的摩爾比為1∶1 時(shí),間位油氯化轉(zhuǎn)化率最高,反應(yīng)效果最好;進(jìn)一步增加水用量,間位油轉(zhuǎn)化率及3,4-/2,5-DCNB選擇性呈下降趨勢(shì),這可能與過量水的存在影響Cl+活性有關(guān)。

2.3 反應(yīng)溫度對(duì)氯化反應(yīng)的影響

硝基氯苯間位油苯環(huán)上有—NO2和—Cl 等鈍化基團(tuán)存在,影響苯環(huán)活潑性,增加了進(jìn)一步氯代制3,4-/2,5-DCNB 的難度。控制合適的反應(yīng)溫度,能夠加快反應(yīng)速度,同時(shí)避免過度氯化生成多氯硝基苯。

從表3 可以看出,反應(yīng)溫度低于100 ℃,間位油轉(zhuǎn)化率偏低,反應(yīng)溫度提高至110 ℃,間位油轉(zhuǎn)化率提高,但是副反應(yīng)發(fā)生幾率增加,深度氯化產(chǎn)物迅速增加,因此合適的反應(yīng)溫度為100 ℃。

2.4 氯化深度考察

在確定催化體系、優(yōu)化工藝條件的基礎(chǔ)上,進(jìn)一

步考察氯化反應(yīng)時(shí)間對(duì)間位油轉(zhuǎn)化率和3,4-/2,5-DCNB 選擇性的影響,以確定合適的氯化反應(yīng)深度。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,反應(yīng)時(shí)間4 h 左右時(shí)氯化反應(yīng)深度控制較合適,在該條件下間位油轉(zhuǎn)化率約78.8%,3,4-/2,5-DCNB 選擇性83.0%,縮短反應(yīng)時(shí)間,則間位油轉(zhuǎn)化率偏低,繼續(xù)延長(zhǎng)時(shí)間原料間位油氯化速度減緩,同時(shí)3,4-/2,5-DCNB 以及2,3-DCNB 選擇性明顯下降,深度氯化產(chǎn)物TCNB 明顯增加。

3 結(jié)論

研究了以硝基氯苯間位油為原料通氯氣氯化制備3,4-/2,5-二氯硝基苯的工藝。通過工藝優(yōu)化,確定采用FeCl3作為氯化催化劑,反應(yīng)體系中水與Fe-Cl3的摩爾比為1∶1,反應(yīng)溫度為100 ℃,時(shí)間為4h。在最佳工藝條件下間位油轉(zhuǎn)化率約78.8%,3,4-/2,5-DCNB 選擇性為83.0%。

(摘自《上?;ぁ罚〆ndprint

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