[发明专利]间苯二甲腈氯化制四氯间苯二甲腈

说明书

本发明属于杀菌剂四氯间苯二甲腈的生产方法。

本发明是采用新型的反应器-复合床由间苯二甲腈气相催化制造杀菌剂四氯间苯二甲腈的生产方法。

间苯二甲腈气相催化氯化是一种热效应较大（生成热103千卡/摩尔）的不可逆串联反应，反应前期尤为激烈，放热量集中（反应2～3秒时，将放出全部热量的70～80%）。因此，对于这一反应，若仅采用单一的固定床反应器。如：美专利3652637、日特许43-22298和特许43-22589。由于固定床本身固有的缺点即传热效能低，床层将会出现局部升温，即热点，甚至引起飞温、失控、最终烧结催化剂层，造成停工。日特许43-22298用废催化剂串连在主催化剂层前面，两段反应的办法来延长主催化剂的使用寿命。但是，都是用的固定床反应器，第一段所用废催化剂的时间有限，氯化反应的负荷很快也会危及到作为第二段的主催化剂的使用寿命，同样带来了如同只采用一段固定床反应器时所引起的弊端。而要使主催化剂层负荷不至过大，延长寿命，势必频繁更换失效了的予催化剂。众所周知，固定床触媒的卸装是件十分繁重麻烦的事，并且，频繁更换也会减少开工时间。美国专利3839401报道，采用单一的流化床反应器来完成这一反应。由于流化床的特点，床内催化剂粒子和气流的返混、反应器出口处的物质浓度与反应器内部的浓度相当，要达到较高的转化率，催化剂的用量势必增多。为此，根据对该反应的动力学特征研究和催化剂寿命较短的特点;又结合对固定床和流化床各自的优缺点作充分地分析比较之后，我们采用流化床和固定床相组合的反应器形式，即复合床来完成该氯化反应。它避开了固定床传热效能低，对该氯化反应易引起烧结堵塞和催化剂装卸困难的缺点。避开了流化床转化率不如固定床高的缺点，而又充分发挥了流化床传热效能高，床内温度分布均一，不易堵塞，催化剂装卸方便的优点，发挥了固定床转化率比流化床高，产品质量好的优点。经这样组合后的反应器形式，明显优于仅采用单一类型的反应器，极好地适应了该氯化反应的特点和要求。

本发明的要点：附图1是本发明的工艺流程图。间苯二甲腈由管线（1）加入汽化器（2），管线（15）来的氯化氢气或氮气载气汽化间苯二甲腈与管线（3）来的氯气和由管线（16）来的循环稀释气氯化氢或氮气混合，间苯二甲腈与氯气之摩尔比在6～12范围，以0.18～0.3米/秒的线速自流化床分布板下进入流化床（4），床内装有催化剂，反应温度280～360℃，在床内进行第一步反应，流化床（4）出口转化率维持在50～75%范围，混合气体经管线（5）进入旋风分离器（6）分离大部分催化剂粉尘之后，经管线（7）以800时^-1～400时^-1的空速进入列管式固定床反应器（8），进行最后阶段的氯化。固定床内装有催化剂，反应温度300～360℃，自固定床反应器（8）出来的混合气体，经管线（9）进入收集器（10），经冷凝收集产品四氯间苯二甲腈后自管线（11）取出，其余气体经管线（12）到尾气处理系统（13），分离回收氯后的氯化氢或分离回收氯和氯化氢后的氮气再经管线（14）部分循环经管线（15）作间苯二甲腈载气和经管线（16）作流化床稀释气。管线（9）的固定床出口转化率＞98%。管线（11）出来的四氯间苯二甲腈摩尔收率＞95%，四氯化物含量＞98%。

本发明具有以下特点：由于采用流化床与固定床串联反应器，其操作弹性大，流化床出口转化率在42%～90%范围内波动，固定床出口转化率均能保持在98%以上，在放热量集中的前期，反应采用了流化床反应器，因而传热效能高，产品质量好。美国3839401专利所得产品四氯间苯二甲腈在96%，本发明在98%以上，未反应的间苯二甲腈美专利低于0.5%，本发明在产品中则根本没有未反应的间苯二甲腈，只有极少量的三氯化物。美专利总收率达94%，本发明总收率＞95%，能长周期连续稳定运转。由于前面采用流化床部分氯化，减小了后面固定床的负荷。固定床催化剂的寿命是很长的，流化床催化剂采取定时部分更换的办法，整个设备的连续运转周期相当于固定床催化剂的寿命。

为了维持流化床出口转化率在50～75%范围，必须定期（如每8小时或24小时）对催化剂实行交换，即吹出一部分催化剂，再补加同样数量的新催化剂。

这种复合床反应器不仅适用于间苯二甲腈的氯化，而且也适宜于苯二甲腈的其他异构体如邻、对位苯二甲腈的氯化。除以上提到的化学品制造外，主要适宜于放热量大，尤其前期反应放热量较为集中。付反应少，反应时间较长，而催化剂寿命又较短，需要经常更换的化学反应，如三聚氯腈的生产，由乙炔制氯乙烯，和由乙炔、醋酸制醋酸乙烯的生产，采用这种复合床反应器形式也是适宜的。