背景技术
苯草醚为苯草醚属二苯醚类除草剂,2,3,4‑三氯硝基苯是苯草醚原药生产中的关键中间体,目前的生产工艺主要是由2,3,4‑三氯硝基苯经过2‑位氯的胺化后,再和苯酚发生醚化反应得到苯草醚。但是,现有技术在制备2,3,4‑三氯硝基苯的过程中,基本是釜式间歇式反应器,选择性不好,杂质比例较大且不易分离,产能和生产效率较低,生产成本相对比较高,而且反应放热比较严重及时移热能力较差,安全性较差,三废量大,所以安全地生产2,3,4‑三氯硝基苯非常有必要。

目前,制备2,3,4‑三氯硝基苯的方法主要有如下几种:
方案1:专利CN105801429。以1,2,3‑三氯苯为原料,加入溶剂,和硫酸以及硝酸的混酸,不加催化剂,釜式反应,时间2‑3小时,收率为86%。使用釜式间歇式反应器,生产效率较低,收率不高。
方案 2 :专利CN107325001,CN108778022,CN106854162等。如专利内容所示,以1,2,3‑三氯苯为原料,不加入溶剂,不加催化剂,和硫酸以及硝酸的混酸进行釜式反应,通过调整工艺参数和混酸的比例达到一定的优化效果,反应时间2‑3小时。方案中全部是使用釜式间歇式反应器,生产效率较低,选择性不好,杂质比例较大不易分离,产能和生产效率较低,生产成本较高,且反应放热严重,安全性较差,三废量大等方面的问题。
微通道连续流反应器是由特种玻璃,陶瓷或其他材料制造,其特征是在细小的管道中连续进行反应,管道周围有大面积的传热装置,可以在瞬间对反应物加热或把反应热移出,因而适用于高放热性的反应。在现有的利用微通道反应器硝化的实例中,特别是在一些原料的选择性硝化中,也客观存在一些需要克服的技术难点,比如原料的转化率不太高,硝化反应的选择性不太好,产物的后处理较困难,废酸的回收问题较大等等。因而寻找一种利用微通道连续流反应器,高效高产安全的制备2,3,4‑三氯硝基苯,同时又能高转化率和高选择性的得到产物,且能降低三废产出的方法非常重要。
制备方法
混酸配制:将98%硫酸和95%硝酸混合得混酸,其中,硝酸与硫酸的摩尔比为1: 4.0。
原料配制:将1,2,3‑三氯苯预热溶解,不加溶剂1,2‑二氯乙烷,其中1,2,3‑三氯苯和1,2‑二氯乙烷的摩尔比为1:0;不加入催化剂。
设置外部换热器温度为70℃,即预热温度为70℃,使得系统循环温度达到平衡。将1,2,3‑三氯苯和混酸分别通过四氟平流泵通入预热模块中进行预热,然后进入微通道连续流反应器的反应模块。调节1,2,3‑三氯苯的流速为4.2mL/min,调节混酸流速为12.1mL/min,使1,2,3‑三氯苯与硝酸的摩尔比1:1.15,控制反应温度为70℃,控制反应物在反应器内的停留时间为96s,使反应产物流入收集槽,为使反应24小时连续进行,本例收集槽设置8个,每个收集槽连续收集3小时的反应物,更换另一个收集槽,将收集槽收集的反应物冷却到65‑70℃,搅拌均匀,保温65‑70℃,静置1小时。使下层无机相流入到无机储槽,使有机层流入到有机储槽。
无机储槽中的物质经酸碱滴定出硫酸浓度,再用发烟硫酸调整浓度到98%,备用。有机槽中的物质保温65‑70℃,用少量水洗到中性后用气相色谱分析,结果为:1,2,3‑三氯苯3.5%,2,3,4‑三氯硝基苯93.7%,3,4,5‑三氯硝基苯2.8%。通过物料减重计算流入反应器的原料1,2,3‑三氯苯的总质量,和经过后处理的产物总质量,计算产物2,3,4-三氯硝基苯收率为 98.2%。
参考文献
[1]上海农帆生物科技有限公司. 一种微通道硝化反应制备2,3,4-三氯硝基苯的方法:CN202210127078.4[P]. 2023-09-29.