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95-57-8 / 2-氯苯酚的制備

背景及概述[1][2]

2-氯苯酚是重要的有機化工原料,2-氯苯酚可用于醫藥、農藥和染料及其他有機合成原料,2-氯苯酚經光氣化可得到氯甲酸鄰氯苯酯,是氨基甲酸酯類殺蟲劑害撲威的中間體,2-氯苯酚還是殺蟲劑丙溴磷的中間體。

2-氯苯酚是一種典型的苯酚類污染物。2-氯苯酚是一種無色有異味的液體,易溶于水,也溶于己醇、立酸等有機溶劑,是農藥、醫藥和染料等工業生產的中間體。2-氯苯酚易燃,可產生一氧化碳、氯化氨等有害氣體。同時有毒性(低毒),可經皮膚吸收,長期過量接觸會導致失眠、疲勞、頭痛等,嚴重影響人體健康。

氯酚類有機物可由酚類化合物直接氯化或氯苯水解而來,是一類典型的難降解有機污染物。由于其具有廣譜的抗、殺菌和殺蟲功效而被廣泛應用于染料、造紙、防腐劑、除草劑、殺菌劑等行業。此外,廢物焚燒、紙漿用氯漂白、飲用水氯化消毒過程中也都有可能產生氯酚類副產物。

理化性質及結構[1]

2-氯苯酚分子式為C6H5ClO,又稱為鄰氯酚,是一種無色有異味的液體,易溶于水,也溶于乙醇、乙醚等有機溶劑。2-氯苯酚易燃,可產生一氧化碳、氯化氫等有害氣體。同時有毒性,可經皮膚吸收對身體有害。一般用作醫藥、農藥和染料及其它有機合成原料。熔點7℃,易揮發,有不愉快的氣味,沸點174.5℃,閃點63.9℃。由苯酚經氧化成鄰位和對位異構體,再經分離而制得。也可由苯酚鈉經氯化、酸化制得,能與蒸氣一同揮發。

酚類化合物毒性強,很難被降解,美國的EPA把其作為優先污染物,酚類化合物是一種細胞原漿毒,其毒性作用是與細胞原漿中蛋白質發生化學反應,形成變性蛋白質,使細胞失去活性,它所引起的病理變化主要取決于毒物的濃度,低濃度時可使細胞變性,高濃度時使蛋白質凝固,低濃度對局部損害雖不如高濃度嚴重,但低濃度時由于其滲透力強,可向深部組織滲透,因而后果更加嚴重,出現不同程度的頭昏、頭疼、皮疹、皮膚瘙癢及各種神經系統癥狀。2-氯苯酚遇明火、高熱可燃。受高熱分解產生有毒腐蝕性煙氣。燃燒產物為一氧化碳、二氧化碳、氯化氫。

制備[2]

生產裝置,包括儲料罐1、反應裝置、廢氣吸收裝置8、分餾裝置以及提純裝置,儲料罐1與反應裝置相連接,反應裝置包括苯酚預熱器2、反應釜3、氯氣導入管4、溫度計5、蒸氣罐6以及粗品罐7,儲料罐1底端的一側通過輸送管與苯酚預熱器2的進料口相連接,苯酚預熱器2的出料口通過輸送管與反應釜3的進料口相連接,反應釜3上端的一側設有溫度計5,溫度計5的一端設于反應釜3的內部,反應釜3上端的另一側設有氯氣導入管4,反應釜3的出料口通過輸送管與蒸氣罐6的進料口相連接,蒸氣罐6的底端設有兩個出料口,其中一個出料口與廢氣吸收裝置8相連接,另一個出口與粗品罐7的進料口相連接。

分餾裝置包括精餾塔9以及冷凝器10,精餾塔9的進料口與粗品罐7的出料口相連接,精餾塔9的出料口通過輸送管與冷凝器10的進料口相連接;提純裝置包括結晶器11、精品罐12以及收料罐13,結晶器11的進料口與冷凝器10的出料口相連接,結晶器11的出料口與所述精品罐12的進料口相連接,精品罐12的底端設有兩個出料口,其中一個出料口與收料罐13相連接,另一個出料口與廢氣吸收裝置8相連接;

反應釜3內壁上還設有防腐涂層,防腐涂層由防腐涂料涂覆在反應釜3內壁上形成,的防腐涂料由甲乙兩組份混合而成,按質量比計甲:乙=1:2;甲組分中按質量份數計包括以下組分:有機硅改性環氧樹脂:25份,顏料:11份,填料:12份,分散劑:9份,成膜助劑:9份,消泡劑:11份;乙組分中按質量份數計包括以下組分:聚苯醚樹脂粉:18份,甲苯:8份,增塑劑:5份,偶聯劑:8份,阻燃劑:2份,復合稀土:18份;其中,顏料為鈦白粉、炭黑、硫酸鋇或氧化鉻綠中的一種。

填料玻璃鱗片或氧化鋁其中的一種,分散劑為四聚磷酸鈉或六偏磷酸鈉中的一種,成膜助劑為乙二醇乙醚、乙二醇或丙二醇中的一種,消泡劑為有機硅;增塑劑為鄰苯二甲酸二辛酯或鄰苯二甲酸二丁酯中的一種,偶聯劑為硅烷偶聯劑或鋯類偶聯劑中的至少一種,阻燃劑為磷酸三酯,復合稀土按質量百分比計包括以下組分:鏑:15%,鈰:22%,鐠:4%,釹:2%,其余為鑭元素,以上鑭系稀土各組分之和為100%。

儲料罐1與收料罐13中設有溫度傳感器,精餾塔9與冷凝器10相連接的輸送管上設有計量裝置,苯酚預熱器2中設有加熱槽,加熱槽中安裝設有加熱管,加熱管通過支撐板與苯酚桶相隔離,反應釜3中設有攪拌器,攪拌器為雙螺旋攪拌器,氯氣導入管4的進口端以及廢氣吸收裝置8的出口端分別設有閥門;還包括一種高純度鄰氯苯酚的生產工藝,生產工藝步驟如下:

(1)將儲料罐中的苯酚通過輸送管打入苯酚預熱器中,打開蒸氣閥門將苯酚加溫生成液態;

(2)生成液態的苯酚流入反應釜中,加入2-氯苯酚、溶劑和催化劑,然后攪拌20min,并逐漸加熱至66℃,打開氯氣導入管閥門向反應釜中通入氯氣,控制進氯氣速度為15g/h使氯氣在3h內加完,保持反應釜內部的溫度為150℃,繼續攪拌15min得到混合酚;

其中,按物質的量比計所述2-氯苯酚:氯氣:催化劑=1:1.6:0.005;

(3)混合酚進入蒸氣罐后逐漸升溫,升溫后驅趕至粗品罐接著進行精餾,精餾溫度175℃后停止精餾;

(4)步驟(3)中的精餾殘留液降至室溫后流入結晶器中過濾、干燥后即可得到高純度鄰氯苯酚晶體。

2-氯苯酚的制備

主要參考資料

[1]胡筱敏,董怡華,李亮,盧娟,和英滇,&高陽.(2010).光合細菌psb-1d對2-氯苯酚的降解特性研究.環境科學,31(7),1672-1678.

[2]曲久輝,林謖,田寶珍,劉會娟,&雷鵬舉.(2001).高鐵氧化去除飲用水中鄰氯苯酚的研究.環境科學學報,21(6),701-704.

[3]唐介榮.一種高純度鄰氯苯酚的生產裝置.