氯丙烯的应用
发布日期:2020/4/8 8:35:37
背景[1]
氯丙烯又名烯丙基氯,是一种有机合成原料,氯丙烯的物理性质是:无色易燃液体,有腐蚀性和刺激性嗅味。 微溶于水,与乙醇、氯仿、乙醚和石油醚混溶。其用途 :可作为生产环氧氯丙烷、丙烯醇、甘油等的中间体,用作特殊反应的溶剂,也是农药、医药、香料、涂料的原料。在农药上用于合成杀虫单、杀虫双及杀螟丹的中间体 N,N-二甲基丙烯胺和拟除虫菊酯中间体丙烯醇酮,此外也是医药、合成树脂、涂料、香料等的重要原料。兼有烯烃和卤代烃的反应性,是甘油、环氧氯丙烷、丙烯醇等的有机合成中间体。
特别的,氯丙烯是合成1- 烯丙基-3-甲基咪唑氯盐离子液体的两种原料之一,而后者是纤维素的直接溶剂,可广泛用 于制备纤维、膜等再生纤维素产品。然而氯丙烯稳定性较差,且在存储和运输过程中容易 吸水变质,并分解出氯化氢,不仅使其纯度降低,而且发黄变色,进而影响使用。
氯丙烯
应用[3]
可作为生产环氧氯丙烷、丙烯醇、甘油等的中间体,用作特殊反应的溶剂,也是农药、医药、香料、涂料的原料。用于有机合成及制药工业,3-氯丙烯又名烯丙基氯,是一种有机合成原料,在农药上用于合成杀虫单、杀虫双及杀螟丹的中间体 N,N-二甲基丙烯胺和拟除虫菊酯中间体丙烯醇酮,此外也是医药、合成树脂、涂料、香料等的重要原料。
该品兼有烯烃和卤代烃的反应性,是甘油、环氧氯丙烷、丙烯醇等的有机合成中间体。也用于农药、医药的原料。还可用作合成树脂、涂料、粘结剂、增塑剂、稳定剂、表面活性剂、润滑剂、土壤改良剂、香料等精细化学品的原料,主要用于制造环氧氯丙烷、甘油、氯丙醇、丙烯醇、农药杀虫双、医药、树脂、涂料、粘合剂,以及丙烯磺酸钠,润滑剂等。用于有机合成、农药、涂料、合成树脂,也用作粘合剂、润滑剂等。
制备 [2]
氯丙烯的生产方法有如下几种:
(1)高温氯化法,将干燥的丙烯经350~400℃预热,液氯经加热气化,两种物料在高速喷射状态下混合并进行反应,丙烯与氯气的配比为4~5∶1(摩尔比),反应器停留时间1.5~2s,反应温度470~500℃。反应产物急冷至50~100℃以除去HCl和丙烯,再经分馏即得到产品。
(2)丙烯氧氯化法,按2.5~ (1∶1∶1) ~0.2 (摩尔比) 比例混合的丙烯、氯化氢和氧气在流化床反应器中进行反应,选用催化剂为载于载体上的Te、V2O5 或 H3PO4,并添加含氮物作促进剂,于240~260℃进行常压氧氯化反应,制得3-氯丙烯。
(3)烯丙醇氯化法,此法适用于小批量生产。
目前常用的为高温氯化法。氯化反应得到的氯丙烯收率75%-80%,副反应多,反应生成物包括氯丙烯、1,2-二氯丙烷+1,3-二氯丙烯(简称D-D混剂)、过量的丙烯、氯化氢及其他有机氯化物(即氯丙烯低沸物,主要组成为原料丙烯中的杂质丙烷与氯反应生成的氯丙烷)。现有技术中,制得的氯丙烯产品纯度不高,仅有98%。
1.氯丙烯纯化方法
包括如下步骤:首先将100份氯丙烯与1份无水氯化钙混合, 进行初步纯化,纯化的温度为25℃,时间为30min;初步纯化后通过蒸馏收集氯丙烯馏分, 在100份馏分中加入0.1份二硝基苯肼进行再次纯化,再次纯化的温度为25℃,时间为2h; 再次纯化后通过蒸馏收集氯丙烯馏分,在100份馏分中加入2份氧化钙进行最后纯化,纯 化的温度为25℃,时间为2h;纯化后的氯丙烯经过蒸馏,将馏分进行收集得到高纯度的氯 丙烯。三个纯化过程均进行搅拌,提高纯化效率。纯化后的氯丙烯无色透明,纯度达到99.7wt%,各项性能指标达到以氯丙烯为原料的化 学反应的使用要求。
2.氯丙烯脱色工艺:
将氯丙 烯加热到45℃,然后通入含有磺酸基的强酸型阳离子交换树脂,加入 质量分数为10%左右的氢氧化钠水溶液,调节强酸型阳离子交换树脂 吸附体系PH值在7.0-7.5的中性或弱碱性,此时强酸型阳离子表面活 性剂具有最高的吸附效果,控制氯丙烯的进料压力在1.0公斤/cm3。
然后在进料压力的驱动下,经过初步吸附的氯丙烯进入到二级预热器中,加热原料温度至50℃,然后通入至含有羧基的弱酸型阳离子交换树脂内,加入质量分数为10%的氢氧化钠水溶液,控制弱酸型阳离 子交换树脂二级吸附体系的PH值在7.5-8.0的弱碱性氛围内,进行二 次的精制;然后将经过二次脱色精制的氯丙烯产品降温到20-30℃, 然后用HCl调节溶液PH至中性,然后过滤除去溶液中存在的部分固 体沉淀,即可得到脱色完成的氯丙烯成品。
主要参考资料
[1] 孙渝 奚祖威 曹国英. (1999). 氯丙烯直接环氧化制取环氧氯丙烷研究进展. 石油与天然气化工, 28(4), 246-249.
[2] 姚明恺, 杨俊霞, 赵松, 刘月明, 吴海虹, & 吴鹏. (2008). Ti-mww催化氯丙烯环氧化固定床工艺研究. 催化学报, 29(12), 1271-1276.
[3] 周颖. (2006). TS-1膜的合成及催化氯丙烯环氧化性能的研究. (Doctoral dissertation, 天津大学).
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