一種用氯油與二甲胺聯產三氯甲烷與N，N-二甲基甲酰胺的方法技術

一種用氯油和二甲胺為原料，生產氯仿并聯產二甲基甲酰胺（簡稱ＤＭＦ）的方法，其特征在于二甲胺為二甲胺溶液，三氯乙醛為氯油溶液，生成的反應液靜置分層為水相和油相，采用萃取法提取水相中的ＤＭＦ，蒸發分離油相中的氯仿和ＤＭＦ、萃取相中的萃取劑和ＤＭＦ所得氯仿水洗和精餾式純得成品，所得ＤＭＦ精餾純得成品，本發明專利技術萃取過程中ＤＭＦ收率可達９８％，該工藝方法具有成本低，質量優的特點，適于工業化大生產。（*該技術在2020年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及三氯甲烷的生產方法，特別涉及以氯油與二甲胺為原料聯產三氯甲烷與N.N—二甲基甲酰胺的方法。三氯甲烷，商品名氯仿，分子式CHCL3，分子量119.38，常溫下為無色、透明、易揮發、不易燃燒的液體。三氯甲烷現有工業化生產方法是以氯油為主要原料，與20％的石灰乳在攪拌狀態下充分混合堿解，生成粗三氯甲烷氣體，經過冷凍、水洗、沉降、蒸餾得三氯甲烷產品，其原料氯油的成份為三氯乙醛和水合三氯乙醛，主反應式為從主反應式中可知，原料氯油中的兩個碳原子只有一個進入主產物中，另一個生成污染環境的甲酸鈣，既浪費了碳資源，又對環境造成嚴重污染。另有一種方法是以二甲胺和三氯乙醛生產氯仿并聯產N.N—二甲基甲酰胺(簡稱DMF)，其反應機理方程式如下 ②從上述反應式可看出該路線方法中主反應無副產物產生，理論上碳資源利用率達100％，是理想的工藝路線，但是由于DMF極易與水形成DMF水締合物，與水共存蒸餾時將形成共沸物，通常需加干燥劑或加苯助劑來破壞共沸以達到DMF與水分離的目的，因此不可避免地有大量DMF被干燥劑帶走而導致收率低，為避免DMF與水的結合，亦可采用無水二甲胺和無水三氯乙醛作原料生產，但是無水二甲胺常溫常壓下為氣態，需高壓貯運；貯運費用高，且安全要求高，無水三氯乙醛價格高，因原料價格高，設備造價高，該方法不具備工業化大生產的技術經濟可行性，如何有效分離DMF與水，使該方法能以二甲胺溶液和三氯乙醛溶液為原料生產，是有待探索的難題。本專利技術的目的在于提供一種以二甲胺溶液和三氯乙醛溶液為原料生產氯仿和DMF的方法，希望其既能有效實現DMF與水的分離、保證DMF收率達98％以上；而且具有生產成本低，工藝簡單的優點，使產品質量達國標優等品的要求。本專利技術的技術方案為，以40％二甲胺溶液和70％氯油溶液為主要原料，生產氯仿和DMF，其具體步驟為二甲胺和三氯乙醛分別配制成溶液，以二甲胺、三氯乙醛摩爾比為1.05-1.3∶1的配比，加入反應器內，充分混合使之發生堿解反應，生成氯仿和DMF，所生成的反應液靜置后自動分為水相和油相，將水相與油相分離，并采用萃取方式萃取水相中的DMF，采用蒸發的方式分離油相中的氯仿與DMF、萃取相中的萃取劑和DMF，然后對氯仿進行水洗，最后將氯仿和DMF，分別精餾提純得到合格的氯仿和DMF成品。作為對本專利技術的進一步改進，本專利技術對原料氯油可先進行除酸處理。即在原料氯油中加入固體NaHCO3、Na2CO3、K2CO3、KHCO3等任一種用以中和氯油中的HCL。作為對本專利技術的進一步改進，所述的反應可以是在管式反應器內的連續反應，也可是釜式反應器內間歇反應。作為本對專利技術的進一步改進，所述的萃取方式所選用的萃取劑可以是氯仿、四氯化碳、二氯甲烷。本專利技術的反應機理如下氯油中的主要成份為水合三氯乙醛、三氯乙醛及半縮合醛，它們分別與二甲胺發生反應。 由于氯油中含有氯化不完全產物一氯化氫及氯氣等雜質，二甲胺溶液中含有部分氨、一甲胺、三甲胺等雜質，導致了副反應的發生，主要有如下 ③④ 反應液中含氯仿、DMF、水及少量未反應完全的醛及少量雜質醇、酮等。由于主組分中氯仿與水不相溶，反應液靜置片刻后反應液即分層成水、油兩相，其中油相比重較大為重相，水相比重較小為輕相，油相中氯仿為主組分，占80％左右，DMF占15％左右，未反應的醛及雜質醇、酮等約占5％，水相中DMF占20％左右，含氯仿約4％，未反應的醛及雜質醇酮等約占5％。為實現水相中水與DMF的分離，同時減少體系中非成晶物料的進入以減輕回收精餾的負荷，本工藝利用DMF在水中溶解度小于氯仿的溶解度這一原理，采用氯仿、二氯甲烷、四氯化碳等作為萃取劑萃取水相中的DMF。氯仿沸點為61.3℃，DMF的沸點為153℃，本專利技術利用它們沸點不同，采用蒸發方式分離，蒸發所得的粗氯仿中含有乙醇、醛、丙酮、醚、酸及水和一些高沸物，這些雜質大部分能和水互混或在水中溶解度很大，而在水中溶解度很小。本專利技術通過水洗、去掉其中的醛類及酮類等大部分水溶性雜質。因為水洗過程中的劇烈攪拌，水洗后的氯仿中含有較多的水份，為盡量少降低水份含量，避免在精餾時形成過多的水-氯仿共沸物，本專利技術利用氯仿密度大于水的原理，將水洗后的氯仿進行沉降分層，實現水和氯仿的分離。水洗沉降后的氯仿中仍含有殘存的少量水，乙醇、酸、醛、酮、氯代烷等雜質，其中水、乙醇分別和氯仿形成共沸物，水-氯仿共沸物共沸點為56.1℃，乙醇--氯仿共沸物共沸點為59.3℃，控制蒸餾塔頂溫度，水和乙醇分別以氯仿共沸物的方式在塔頂蒸出收集、醛、酮等高沸物由塔釜排出。蒸發所得的粗DMF中含有少量水、乙醇和醛、酮等高沸物。本專利技術利用各組分沸點和相對揮發度不同的特性，在一定溫度壓力下，反復進行部分汽化和部分冷凝的傳熱傳質過程，從而達到分離不同沸點組分的目的。由于本專利技術采用二甲胺溶液與氯油反應生產氯仿和DMF，在理論上實現了碳資源利用率100％，主反應中無副產物產生，并采取萃取方式將DMF與水分離，有效避免了用干燥劑干燥時DMF被干燥劑帶走而造成收率低的缺陷，本專利技術中DMF萃取收率可達98％，由于氯油在投入反應前先經除酸處理，HCL被中和，有效降低了二甲胺消耗。本專利技術原料消耗為70％氯油2.03t/t，40％二甲胺1.1t/t，可聯產DMF0.5t/t。附圖說明圖1為本專利技術工藝流程方框圖采用二甲胺溶液與氯油經合成蒸發以后，一路經水洗形成氯仿產品，另一路由蒸發以后形成的DMF精餾，產生DMF成品。下面描述本專利技術的幾個實施例，但本專利技術的內容不局限于此。實施例一40％二甲胺溶液從地下槽由泵打入相應的高位槽備用。70％氯油溶液在配堿槽中加入與氯油含酸量等摩爾的固體碳酸鈉，進行中和處理，由泵打入相應的高位槽備用。二甲胺及氯油溶液由高位槽按1.05∶1.0的摩爾比通過合成反應管進行連續堿解反應，控制反應溫度45℃左右，生成含氯仿及DMF的反應液。反應過程中氯仿相對三氯乙醛的收率達到95％，DMF相對三氯乙醛的收率達到80％。反應液在油水自動分離器中靜置分層成水相和油相后從出口進入各自貯槽。水相、油相由各自貯槽經泵打入相應的高位槽備用。水相由水相高位槽按一定流量進入萃取槽，采用蒸發所得的粗氯仿對水相進行逆流萃取，控制溶劑比——萃取劑∶水相(重量)＝1.5∶1。萃取相進入油相貯槽，萃余相進入廢水槽供回收崗位進行回收氯仿處理。萃取過程DMF的收率達到98％。反應的油相及萃取所得的萃取相由油相高位槽按一定流量進入蒸發器，進行蒸發操作。控制塔頂溫度≤65℃，塔釜蒸發濃縮液由蒸發器底部進入濃縮液槽，由泵打入濃縮液高位槽備用。蒸發餾出氣經二級冷凝后進入氯仿中間槽。其中一部分作為萃取劑入萃取槽，進行萃取操作；另一部分進入水洗槽進行水洗精制，經連續四級逆流水洗后進入粗氯仿貯槽，由泵打入粗氯仿高位槽備用。水洗廢水及萃余相進入廢水槽供回收崗位進行回收處理。水洗后的粗氯仿由粗氯仿高位槽以一定流量進入精餾塔進行精餾提純，控制塔頂溫度58～61℃，收集合格氯仿成品。；單程氯仿收率為80％。其餾頭返回水洗崗位重新水洗，塔釜殘液返回蒸發崗位。蒸發濃縮的粗DMF由DMF高位槽以一定流量進入精餾塔進行精餾提純，控制真空度為0.03～0.08Mpa，塔頂溫度75～100℃，收集合格DMF本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用氯油和二甲胺生產三氯甲烷聯產Ｎ．Ｎ－二甲基甲酰胺的方法，其特征在于：所述的二甲胺為二甲胺水溶液，所述的三氯乙醛為二氯乙醛和水合三氯乙醛為主組分的氯油溶液，具體步驟為：一、將二甲胺和氯油分別配制成適用的溶液；二、按二甲胺、三氯乙醛的摩爾比為１．０５～１．３∶１配比加入到反應器內，充分混合使之發生堿解反應，生成氯仿和Ｎ．Ｎ－二甲基甲酰胺－ＤＭＦ；三、將反應溶液經靜置后分層為水相和油相，分離水相和油相；四、往水相中加入萃取劑萃取其中的ＤＭＦ；五、采用蒸發的方式分離油相中的氯仿與ＤＭＦ及萃取相中的萃取劑與ＤＭＦ；六、將所得的氯仿進行水洗后精餾提純得成品氯仿，所得ＤＭＦ直接精餾提純得成品ＤＭＦ。

【技術特征摘要】
1.一種用氯油和二甲胺生產三氯甲烷聯產N.N—二甲基甲酰胺的方法，其特征在于所述的二甲胺為二甲胺水溶液，所述的三氯乙醛為二氯乙醛和水合三氯乙醛為主組分的氯油溶液，具體步驟為一、將二甲胺和氯油分別配制成適用的溶液；二、按二甲胺、三氯乙醛的摩爾比為1.05～1.3∶1配比加入到反應器內，充分混合使之發生堿解反應，生成氯仿和N.N—二甲基甲酰胺—DMF；三、將反應溶液經靜置后分層為水相和油相，分離水相和油相；四、往水相中加入萃取劑萃取其中的DMF；五、采用蒸發的方式分離油相中的氯仿與DMF及萃取相中的萃取劑與DMF；六、將所得的氯仿進行水洗后精餾提純得成品氯仿，所得DMF直接精餾提純得成品DMF。2.根據權利要求1所述的用氯油和二甲胺生產三氯甲烷聯產N.N—二甲基甲酰胺的方法，其特征在于所述的反應器為反應方式連續的管式反應器。3.根據權利要求1所述的用氯油和二甲胺生產三氯甲烷聯產N.N—二甲基甲酰胺的方法，其特征在于所述的反應方式為間歇反應的釜式反應器。4.根據權利要求1所述的用氯油和二甲胺生產三氯甲烷聯產N.N—二甲基甲酰胺的方法，其特征在于所述的萃取劑為氯仿。5.根據權利要求1所述的用氯油和二甲胺生產三氯甲烷聯產N.N—二甲基甲酰胺的方法，其特征在于所述萃取劑為二氯甲烷。6.根據權利要求1所述的用氯油和二甲胺生產三氯甲烷...

【專利技術屬性】
技術研發人員：樂曉兵，曹卓，
申請(專利權)人：湖南株洲化工集團有限責任公司，
類型：發明
國別省市：43[中國|湖南]