Способ получения третичного бутилхлорида

 

Изобретение относится к получению третичного бутилхлорида, используемого в качестве промежуточного продукта в органическом синтезе. Третичный бутилхлорид получают гидрохлорированием изобутилена хлористым водородом в жидкой фазе в реакторе, в качестве которого используют блочный графитовый теплообменник полочного типа с соотношением длины реактора к его сечению (375-1250): 1, при температуре от -20 до -25^oC, объемном соотношении хлористого водорода и изобутилена (1,03-1,05):1, объемной скорости подачи реагентов 803,9-1265 ч^-1. Способ позволяет увеличить выход третичного бутилхлорида до 98,7%. 1 табл.

Изобретение относится к химической промышленности, в частности к способу получения третичного бутилхлорида, используемого в качестве алкирующего агента в процессе получения присадок к минеральным маслам, а также для получения катализатора полимеризации.

Известен способ получения третичного бутилхлорида, заключающийся в том, что смесь 50 мл третичного бутилового спирта и 250 мл концентрированной соляной кислоты сильно встряхивают в делительной воронке в течение 10 минут. Органический слой отделяют, сушат на хлористом кальции и перегоняют. Выход целевого продукта - 91,7% (Физер Л., Физер М. Реагенты для органического синтеза. -М.: Мир, 1970, с. 177).

Недостатком способа является большой расход соляной кислоты, невысокий выход третичного бутилхлорида, необходимость стадии сушки.

Известен способ получения третичного бутилхлорида взаимодействием трет-бутилового спирта с тионилом хлористым в среде диметилформамида с последующей промывкой 5%-ным раствором натрия гидроокиси и вакуум-перегонкой (Промышленные хлороорганические продукты. Справочник под ред. Л.А.Ошина. -М. : Химия, 1978, с. 296-302).

Недостаток метода - использование токсичного и корродирующего активного растворителя и тионил хлористого и многостадийность.

Наиболее близким к заявляемому является способ получения третичного бутилхлорида хлорированием изобутилена при производстве фумиганта металлилхлорида, где третичный бутилхлорид образуется в качестве побочного продукта в незначительном количестве - 25 кг на 1 г металлилхлорида (г. Стерлитамак, ЗАО "Каустик". Постоянный Технологический регламент N 33-89 по производству металлилхлорида. Утвержден 18.09.89).

Недостатком способа является низкий выход третичного бутилхлорида вследствие того, что он является побочным продуктом.

Задача изобретения - повышение выхода третичного бутилхлорида.

Сущность изобретения заключается в том, что третичный бутилхлорид получают гидрохлорированием изобутилена в жидкой фазе в реакторе, представляющем блочный графитовый теплообменник полочного типа с соотношением длины реактора к его сечению (375-1250) : 1, при температуре от -20 до -25^oC, объемном соотношении изобутилен : хлористый водород (1,03-1,05) : 1, объемной скорости подачи реагентов 803,9-1265 ч^-1.

Скорость процесса зависит от растворимости хлористого водорода в изобутилене. Опытным путем установлено, что проведение процесса гидрохлорирования при минусовых температурах приводит к тому, что изобутилен реагирует с хлористым водородом мгновенно, т. е. скорость процесса увеличивается по мере охлаждения реакционной массы от -20 до -25^oC.

Проведение процесса в блочном графитовом теплообменнике полочного типа обеспечивает движение реагентов противотоком по полкам теплообменника. Каждая полка представляет собой реактор продольного вытеснения. Перемешивание реакционной массы происходит при перетоке с полки на полку.

Использование блочного графитового теплообменника полочного типа и проведение процесса при минусовых температурах обеспечивает интенсивное перемешивание, что приводит к увеличению выхода третичного бутилхлорида. В процессе достигается почти полная конверсия изобутилена - 98,7%.

В гидрохлораторе происходит образование третичного бутилхлорида и как побочного продукта - хлористого водорода, так как процесс ведется в избытке хлористого водорода для достижения конверсии изобутилена На выходе из реактора газообразный хлористый водород и уносимую хлорорганику в виде газа отделяют от жидких продуктов реакции и подают в конденсатор, где хлорорганика отделяется от хлористого водорода, которые не сконденсировались вместе с основным потоком.

Конденсация хлорорганики и отпарка хлористого водорода ведется для отпарки растворенного хлористого водорода в трет-бутилхлориде-сырце, отгонки газообразного хлористого водорода, образующегося при получении трет-бутилхлорида.

Далее осуществляется абсорбция хлористого водорода оборотной водой с получением раствора соляной кислоты.

Трет-бутилхлорид-сырец после отгонки хлористого водорода подают на ректификацию в посадочную колонну, где выделяется технический трет-бутилхлорид, соответствующий требованиям стандарта. В готовый продукт вводят стабилизатор - кальцинированную соду.

Пример 1.

Третичный бутилхлорид получают гидрохлорированием изобутилена в жидкой фазе в реакторе, представляющем блочный графитовый теплообменник полочного типа с соотношением длины к его сечению 375 : 1. В реактор противотоком подают 32,6 м³/ч жидкого изобутилена и 35,7 м³/ч хлористого водорода, которые движутся противотоком по полкам теплообменника. Каждая полка представляет собой реактор продольного вытеснения. Перемешивание реакционной массы происходит при перетоке с полки на полку.

Съем тепла осуществляют подачей хладагента, который движется в направлении движения реакционной массы. Процесс гидрохлорирования осуществляется при объемной скорости подачи реагентов 1265 ч^-1, температуре -10^oC и соотношении хлористого водорода и изобутилена 1,09 : 1. Выход третичного бутилхлорида - 93,2%.

Пример 2.

Аналогично примеру 1, гидрохлорирование изобутилена осуществляют в реакторе с соотношением длины к его сечению 500 : 1. В реактор противотоком подают 30,5 м³/ч изобутилена и 31,4 ч^-1 хлористого водорода при объемной скорости подачи реагентов 948,6 ч^-1, температуре -10^oC, соотношении хлористого водорода и изобутилена 1,03 : 1. Выход третичного бутилхлорида - 95,7%.

Пример 3.

Аналогично примеру 1, гидрохлорирование изобутилена осуществляют в реакторе с соотношением длины к его сечению 625 : 1. В реактор противотоком подают 30,5 м³/ч изобутилена и 31,4 ч^-1 хлористого водорода при объемной скорости подачи реагентов 677,7 ч^-1, температуре -20^oC, соотношении хлористого водорода и изобутилена 1,03 : 1. Выход третичного бутилхлорида - 97,7%.

Пример 4.

Аналогично примеру 1, гидрохлорирование изобутилена осуществляют в реакторе с соотношением длины к его сечению 750 : 1. В реактор противотоком подают 45,5 м³/ч изобутилена и 46,3 ч^-1 хлористого водорода при объемной скорости подачи реагентов 850 ч^-1, температуре -20^oC, соотношении хлористого водорода и изобутилена 1,02 : 1. Выход третичного бутилхлорида - 98,4%.

Пример 5.

Аналогично примеру 1, гидрохлорирование изобутилена осуществляют в растворе с соотношением длины к его сечению 875 : 1. В реактор противотоком подают 50,1 м³/ч изобутилена и 52,5 ч^-1 хлористого водорода при объемной скорости подачи реагентов 814,3 ч^-1, температуре -25^oC, соотношении хлористого водорода и изобутилена 1,05 : 1. Выход третичного бутилхлорида - 98,6%.

Пример 6.

Аналогично примеру 1, гидрохлорирование изобутилена осуществляют в реакторе с соотношением длины к его сечению 1000 : 1. В реактор противотоком подают 61,4 м³/ч изобутилена и 63,2 ч^-1 хлористого водорода при объемной скорости подачи реагентов 865,3 ч^-1, температуре -20^oC, соотношении хлористого водорода и изобутилена 1,03 : 1. Выход третичного бутилхлорида - 98,7%.

Пример 7.

Аналогично примеру 1, гидрохлорирование изобутилена осуществляют в реакторе с соотношением длины к его сечению 1125 : 1. В реактор противотоком подают 65,1 м³/ч изобутилена и 67,4 ч^-1 хлористого водорода при объемной скорости подачи реагентов 818 ч^-1, температуре -20^oC, соотношении хлористого водорода и изобутилена 1,04 : 1. Выход третичного бутилхлорида - 98,5%.

Пример 8.

Аналогично примеру 1, гидрохлорирование изобутилена осуществляют в реакторе с соотношением длины к его сечению 1250 : 1. В реактор противотоком подают 70,4 м³/ч изобутилена и 74,3 ч^-1 хлористого водорода при объемной скорости подачи реагентов 803,9 ч^-1, температуре -20^oC, соотношении хлористого водорода и изобутилена 1,06 : 1. Выход третичного бутилхлорида - 98,5%.

Пример 9.

Аналогично примеру 1, гидрохлорирование изобутилена осуществляют в реакторе с соотношением длины к его сечению 25 : 1. В реактор противотоком подают 50,2 м³/ч изобутилена и 52,4 ч^-1 хлористого водорода при объемной скорости подачи реагентов 685 ч^-1, температуре -20^oC, соотношении хлористого водорода и изобутилена 1,04 : 1. Выход третичного бутилхлорида - 66,9%.

Данные примеров сведены в таблицу.

Из таблицы видно, что максимальный выход третичного бутилхлорида при соотношении хлористого водорода и изобутилена (1,03 - 1,05) : 1 при температуре проведения процесса от -20 до -25^oC.

Формула изобретения

Способ получения третичного бутилхлорида хлорированием изобутилена хлористым водородом, отличающийся тем, что хлорирование осуществляют в жидкой фазе в графитовом теплообменнике полочного типа с отношением длины к сечению (375 - 1250) : 1, при температуре от -20 до -25^oС, объемном соотношении хлористого водорода и изобутилена (1,03 - 1,05) : 1.

РИСУНКИ

Рисунок 1