[发明专利]一种采用三氧化硫进行氯磺化反应的方法

说明书

本发明涉及一种采用三氧化硫进行氯磺化反应的方法，步骤如下：将被氯磺化物质溶于有机溶剂中，然后按照Ar‑H和氯离子摩尔比1∶2的比例加入氯盐，设定反应温度110‑150℃；到达反应温度条件后，到达反应温度条件后，在磺化反应器中加入氯磺酸理论添加量0.1‑2％的氯磺酸作为引发剂，再向氯磺酸合成器中通三氧化硫气体开始进行磺化反应，或者直接向氯磺酸合成器中通三氧化硫气体和氯化氢气体然后开始进行磺化反应；磺化反应过程中副产氯化氢气体，通过管道不断进入氯磺酸合成器中，与外界持续不断的通入三氧化硫气体合成反应；该方法的优点在于：反应过程中不直接使用氯磺酸，反应易于处理，由于是无水环境，硫酸盐直接析出，氯化氢直接返回反应釜中，产物易于处理。

技术领域

本发明涉及一种采用三氧化硫进行氯磺化反应的方法，属于氯磺化反应技术领域。

背景技术

氯磺化反应是向有机物分子中引入氯磺酰基(-SO₂Cl)形成磺酰氯(R-SO₂Cl)的过程。它是一种取代反应，反应物中的一个氢原子在反应后转变为氯磺酰基。芳香族化合物(Ar-H)的氯磺化一般以氯磺酸(ClSO₃H)和浓硫酸作为氯磺化试剂。

1.氯磺酸法：

芳香族化合物与过量的氯磺酸(摩尔比1∶6)进行反应，反应式如下：

Ar-H+2ClSO₃H→Ar-SO₃H+2HCl

后一反应式为平衡反应，若将硫酸及时转化，可促使反应向右进行，有利于反应进行完全。该方法会产生大量的废酸废水，环保上难以处理，并且使得产物的收率下降。

2.浓硫酸法

芳香族化合物先用浓硫酸磺化，然后再用三氯氧磷或三氯化磷氯化而得到最终产物。反应式如下：

Ar-SO₃H+POCl₃→Ar-SO₂Cl+HCl+HPO₃

前一反应式是平衡反应，体系中有水产生。为使反应进行完全，通常在真空下操作，以除去反应生成的水，而且除水后有利于下一步的氯化。通常为使反应完全，浓硫酸需过量，而浓硫酸中含有水，三氯氧磷遇水即分解为磷酸和氯化氢，这大大降低了反应的效率，而且产生的氯化氢和磷酸难以处理。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术的不足，提出一种采用三氧化硫进行氯磺化的方法，该方法是利用三氧化硫与HCl反应可以直接生成氯磺酸的特点，反应初始按照摩尔比例加入被磺化物质和氯盐，并加入有机溶剂，反应初始需按照比例加入氯化氢气体，然后再通入三氧化硫气体进行反应，在后续的反应中副产HCl直接返回到氯磺酸合成器中，无需再加氯化氢气体作为反应原料。反应结束压力会升高，即反应结束，停止通三氧化硫气体。该方法的优点在于：反应过程中不在直接使用氯磺酸，氯磺酸难以储存、运输，副产稀硫酸、盐酸数量很大，环保上难以处理。反应易于处理，由于是无水环境，硫酸盐直接析出，氯化氢直接返回反应釜中，产物易于处理。本发明的反应式如下：

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种采用三氧化硫进行氯磺化反应的方法，该方法的操作步骤如下：

步骤S1，首先将被氯磺化物质溶于有机溶剂中，然后按照Ar-H和氯离子摩尔比1∶2的比例加入氯盐，设定反应温度110-150℃；

步骤S2，到达反应温度条件后，在磺化反应器中加入氯磺酸理论添加量0.1-2％的氯磺酸作为引发剂，再向氯磺酸合成器中通三氧化硫气体开始进行磺化反应，或者直接向氯磺酸合成器中通三氧化硫气体和氯化氢气体然后开始进行磺化反应；