一种制造对甲苯磺酰氯的方法

背景技术

目前生产对甲苯磺酰氯的方法有几种，其中有以生产邻位体(邻甲苯磺酰氯)为主的方法，该法生成的对位体(对甲苯磺酰氯)为其副产品，有以生产对位体为主的方法，其邻位异构体为其副产物。而以对位体为主的方法中，也有几种不同的方法。如德国专利Ger P1172258，Ger p1112978。美国专利US3.686.300日本JP昭56-46860，其中对位体收率较高者当属US3.686.300的方法，此法已有工业化的报道(参见刘国梁中国《山西化工》)1，27，1990)。该法的主要过程为：甲苯同过量的氯磺酸在某些盐存在下进行反应，反应得到的混合物慢慢地滴加在冰水中，使过量的氯磺酸与水反应生成硫酸并放出大量的热。这样分离出的对甲苯磺酰氯中，尚夹杂有邻位体等杂质，进一步分离后得到最终的产品，该法的不足之处在于，产品中夹杂有较多的不纯物杂质，色泽外观较差，对于制药等工业用途产生不利影响。原料氯磺酸消耗尚显多，生产中产生的废硫酸太稀，不利于工业利用和治理，水解时需冷量较多，消耗大量的电能。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种制造对甲苯磺酰氯的方法。首先使甲苯同氯磺酸反应后的混合物中的目的产物在一定的条件下充分结晶出来，并使结晶颗粒增大。采用不加水解而是直接过滤的方法使对位氯从混合物中分离出来，使多数的副产物及不纯杂质尽量留在溶液中，从而使产品的纯度和色泽大为提高。同时使氯磺酸的耗毫降低。本发明也是为得到一种含有一定量未反应氯磺酸的废硫酸，使反应时必然过量存在的氯磺酸不被破坏而有被重新利用的可能。同时可得到90％以上的浓硫酸，这也为废硫酸的利用和治理提供了方便。

本发明的目的可以通过以下措施来达到：以上业甲苯和氯磺酸为原料，在碱金属，碱土金属或铵盐存在下，在一个反应器中进行反应，反应生成的氯化氢被导出。反应后得到一种混合物，经过一个结晶过程使目的产物结晶完全，然后用过滤的方法使结晶分出，再进一步水洗和分离异构物使得到纯度较高的对位氯产品。可用反应方程式表示为：

(少量)

反应时加料顺序为：在反应器中先导入反应所需一半的氯磺酸，加入一种盐，控制反应温度60～100℃，滴加入甲苯，使反应物料降温至10～40℃加入另一半氯磺酸，再反应1～4小时，反应物料的摩尔比为甲苯比氯磺酸1∶2～4，加入盐的摩尔比为甲苯比盐为1∶0.3～0.7。反应结束后，为使对位体充分结晶和增大结晶颗粒，在搅拌速率为2～50转/分的结晶器中充分结晶，其结晶温度为-10～30℃，结晶时间为1～8小时；充分结晶后进行直接过滤，滤饼经水洗，分出异构物，可得到纯度为95％、含水约4％的对甲苯磺酰氯和90％以上浓硫酸。

本发明的优点：

1、产品质量明显提高，原料消耗有所降低。由于反应生成的副产物及有色杂质在过滤时大部留在废硫酸母汇中，因而目的产物纯度较高色泽趋白，由于几乎全部固相从混合物中析出平衡的移动使产品收率有所提高。

2、由于反应混合物的分离不是采用在冰水中水解的方法，使生产时的分离操作速度加快，同时没有大量水解热放出，分离时减少冷量消耗、达到节能的目的。由于分离时没有水的参与，使副产品硫酸浓度很高，可达90％以上。

3、由于反应的需要，本法也需要较多过量的氯磺酸，采用干法分离后，过量的未反应氯磺酸仍留在母液废酸中，这就为再利用这部分氯磺酸提供了条件。

实施方法

在一个2000升的反应器中，装有搅拌器、滴液漏斗、温度计及气体导出器、导出气体的水吸收装置，烧瓶中先加入氯磺酸7.5摩尔，搅拌下加热至50℃左右，一份一份地加入氯化铵2摩尔，然后使反应内容物升温至79～86℃，滴加5摩尔的甲苯，滴完后降温至35～40℃，加入另一半氯磺酸，继续反应1小时，再降低内容物的温度至20～25℃放置2小时，此时对位氯结晶几乎全部析出，将此结晶过滤分出、水洗，再分出邻位异构体、即得最终产品对甲苯磺酰氯、含量95％以上，含水约40％熔点65℃左右，收率(以甲苯计)78％，包括邻位体的总收率为86～87％。