危化反应 | 连续流技术在氯化工艺的新应用

氯化反应

氯化反应是一类重要的有机合成反应，广泛应用于农用和YY化学品的研发和生产。由于这类反应的危险系数高，在传统的釜式反应器中更存在产率，环保，质量等问题。

微通道反应器具有良好的传质和换热特性，应用于氯化反应对于选择性和收率有很大的提升，有利于绿色工艺的开发。

本文摘自贾志远等人于2021年5月发表在《燃料与染色》上的一篇综述文章：微通道技术在氯化反应工艺中的应用^[1]。向您介绍连续流技术在氯化反应的特色应用，希望对您有所启发。

1.连续光氯化反应

连续流光化学反应近两年发展迅速。在微通道反应器中进行光氯化反应，反应混合物可以受到强烈而均匀的光照，不仅会提高氯气的利用率，而且可以缩短反应时间，提高产率。

研究者利用微反应器开展了甲苯-2，4-二异氰酸酯的选择性光化学氯化反应[2]。如图所示，甲苯-2，4-二异氰酸酯的四氯乙烷溶液由液相管路进入微通道反应器中，与当量摩尔比的氯气在微反应器中混合，光照下生成产品1-氯甲基-2，4二异氰基苯，经水解和缩合过程形成副产物甲苯5-氯-2，4-二异氰酸酯。

2. 较慢的氯化反应连续化工艺研究

陈光文等人采用微通道氯化反应装置，设计合成了橡胶防焦剂CTP（N-环己基硫代邻苯二甲酰亚胺)的工艺^[3]，来解决反应时间长、釜式反应混合不均匀、收率低等问题。

原料和溶剂通过计量泵输送到微混合器中形成浓度12%的二环己基二硫化合物溶液，然后降温到10℃，降温后的原料液和当量比的氯气在微通道反应。反应过程中氯气通入二环己基二硫化物的时间大幅缩短，收率达到93%，高出现有生产技术3～4个百分点。

参考文献

[1]贾志远,刘嵩,杨林涛,闫士杰,刘东,鄢冬茂.微通道技术在氯化反应工艺中的应用[J].染料与染色,2021,58(02):49-54.

[2]上海泰禾国际贸易有限公司. 一种在微通道连续流反应器中进 行酚类氯化反应的方法: CN107488107 [P]. 2017-12-19. 

[3]ZG科学院大连化学物理研究所，山东阳谷华泰化工股份有限公司. 一种橡胶防焦剂 CTP 合成的微反应系统及方法: CN110681326 [P]. 2020-01-14.

编者语

在康宁AFR反应器上，也做过很多的氯化反应，绝大部分都得到了比釜式更好的结果（参考文末推荐阅读）。

康宁玻璃反应器具有良好的透光性，非常适合光氯化反应。例如：

• 利用康宁反应器在进行某个烷烃的氯化反应时，在光照下，其选择性是釜式的1.5倍，几乎能选择性地进行单氯代。

• 在进行吡啶化合物的氯代时，其选择性高于釜式约10个百分点。关键是选择性高了之后，可以不进行后处理而直接进入下一步反应，极大降低了损耗。

康宁反应器无缝放的技术优势有利于光氯化反应放到到工业化生产。

如果想了解康宁AFR®高通量-微通道反应器技术以及康宁反应器在连续化反应生产中的应用实例，请访问康宁公司反应器技术相关网站www.corning.com/reactors 

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