[发明专利]用于氯化法制备6-氯-2-硝基甲苯的催化剂及其使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种催化剂及其使用方法，特别是一种用于氯化法制备6-氯-2-硝基甲苯的催化剂及其使用方法。

背景技术

6-氯-2-硝基甲苯是重要的有机中间体，主要用于农药、医药、染料的生产，是一种高附加值的精细化工产品。目前6-氯-2-硝基甲苯的制备通常是以邻硝硝基甲苯为原料，采用氯化工艺而制得；它是将邻硝基甲苯和作为催化剂的无水三氯化铁加入反应器中，于50～60℃通入氯气进行氯化反应，对反应产物进行酸洗水洗后，再加碱调节pH至7～8，然后分尽水层，再经精馏后得到6-氯-2-硝基甲苯，以及副产物4-氯-2-硝基甲苯。该采用无水三氯化铁作为催化剂的制备方法，6-氯-2-硝基甲苯的收率约为64％。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于氯化法制备6-氯-2-硝基甲苯的催化剂及其使用方法，以提高6-氯-2-硝基甲苯的收率。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：用于氯化法制备6-氯-2-硝基甲苯的催化剂为四氯化锆。

所述的用于氯化法制备6-氯-2-硝基甲苯的催化剂除包括四氯化锆外，还有三氯化铁、三氯化锑、四氯化铪、四氯化钛、四氯化锡中的一种或几种，其中四氯化锆占催化剂总重量的50％～99.5％。

上述催化剂的用量占邻硝基甲苯重量的0.5％～3％。

本发明所述的用于氯化法制备6-氯-2-硝基甲苯的催化剂的使用方法为：将邻硝基甲苯和上述催化剂加入反应容器内，所述催化剂占邻硝基甲苯重量的0.5％～3％；加热至35℃～50℃，开始通入氯气，继续升温至50℃～70℃，进行氯化反应15～45小时，对反应产物进行水洗后，加碱调节pH至7～8，然后分尽水层，再经精馏后得到6-氯-2-硝基甲苯，以及副产物4-氯-2-硝基甲苯。

上述通入的氯气与反应消耗掉的邻硝基甲苯的摩尔比为1.02～1.10。

为了使氯气与物料充分接触反应、缩短反应时间，上述氯化反应在搅拌状态下进行。

本发明的有益效果是：有效地提高了6-氯-2-硝基甲苯的收率，提高了资源的利用率，具有良好的经济效益和社会效益。

具体实施方式

实施例1

在带搅拌器的1000毫升四口烧瓶中，加入邻硝基甲苯1000g(含量99.7％)和四氯化锆5g，加热至40℃开始通入干燥的氯气，继续升温，在55～60℃、搅拌速度120转/分钟的条件下，氯化反应15小时，通氯量110克。抽取反应产物样品，采用气相色谱法分析，邻硝基甲苯含量80.3％，6-氯-2-硝基甲苯含量14.9％，4-氯-2-硝基甲苯4.6％，按照已转化的邻硝基甲苯计，6-氯-2-硝基甲苯的收率为75.6％。

实施例2

在带搅拌器的1000毫升四口烧瓶中，加入邻硝基甲苯1000g(含量99.7％)、四氯化锆17g和三氯化锑3g，加热至40℃，开始通入干燥的氯气，继续升温，在50～55℃、搅拌速度120转/分钟条件下，氯化反应45小时，通氯量500克。抽取反应物样品，采用气相色谱法分析，邻硝基甲苯含量11.1％，6-氯-2-硝基甲苯含量66.8％，4-氯-2-硝基甲苯21.6％，按照已转化的邻硝基甲苯计，6-氯-2-硝基甲苯的收率为75.1％。

实施例3

在带搅拌器的1000毫升四口烧瓶中，加入邻硝基甲苯1000g(含量99.7％)、四氯化锆10g、四氯化钛4g和三氯化锑4g，加热至40℃开始通入干燥的氯气，继续升温，在55～65℃下，氯化反应30小时，通氯量488克。抽取反应物样品，采用气相色谱法分析，邻硝基甲苯含量9.5％，6-氯-2-硝基甲苯含量65.3％，4-氯-2-硝基甲苯24.7％，按照已转化的邻硝基甲苯计，6-氯-2-硝基甲苯的收率为72.1％。

实施例4

在带搅拌的1000毫升四口烧瓶中，加入邻硝基甲苯1000g(含量99.7％)、四氯化锆15g、三氯化铁1g、三氯化锑1g、四氯化铪1g和四氯化锡1g，加热至40℃开始通入干燥的氯气，继续升温，在60～70℃、搅拌速度150转/分条件下，氯化反应44小时，通氯量500克。抽取反应物样品，采用气相色谱法分析，邻硝基甲苯含量9.3％，6-氯-2-硝基甲苯含量66.5％，4-氯-2-硝基甲苯23.7％，按照已转化的邻硝基甲苯计，6-氯-2-硝基甲苯的收率为73.3％。

实施例5

在带搅拌器的1000毫升四口烧瓶中，加入邻硝基甲苯1000g(含量99.7％)，四氯化锆25g，加热至40℃开始通入干燥的氯气，继续升温，在45～55℃、搅拌速度150转/分条件下，氯化反应16小时，通氯量490克。抽取反应物样品，采用气相色谱法分析，邻硝基甲苯含量10.6％，6-氯-2-硝基甲苯含量67.8％，4-氯-2-硝基甲苯5.1％，按照已转化的邻硝基甲苯计，6-氯-2-硝基甲苯的收率为75.8％。