18种危险化工工艺-氯化工艺

近年来，含氯中间体的应用领域在不断扩大，其精细化生产的优势日益凸显。这种生产方式对原材料的要求不高，投资成本相对较低，但产品利润却很高，同时生产过程也更加迅速和便捷。鉴于我国庞大的市场规模和制造能力，现已成为含氯中间体的重要生产国。为保持并提升我国在全球氯产品市场的地位，我们应紧跟世界化工的发展趋势，深入探索产品精细化的道路，进一步优化生产工艺，致力于研发高附加值的下游产品。

含氯芳香化合物在医药和农药等化学品领域扮演着举足轻重的角色。近年来，相关报道显示，医药和农药的中间体中，约有半数都属于含氯芳香化合物。这类化合物广泛应用于我们日常生活中的多种药物，例如消炎镇痛药双氯酚酸钠、邻氯苄胺、麻醉药、抗生素、马来酸氯苯那敏以及杀菌剂等。在农药领域，含氯芳香化合物也发挥着重要作用，如用于制造杀虫剂、除草剂和植物生长调节剂等。由于含氯中间体具有出色的生理活性，氯离子的引入能够提升药物分子的亲脂性和极性，从而改善其性能，因此，对含氯芳香化合物的研究具有极其重要的意义。

芳香族化合物侧链氯化产物作为有机化工的关键原料，在有机合成、材料设计、工业化学品制造以及生物活性化合物的合成中均占据重要地位。它们不仅是精细化学品、染料、阻燃剂、医药及农用化学品的关键组成部分，还广泛应用于生物活性分子和药物前体的制备过程中。作为合成过程中的重要中间体，这些产物在多种反应中起到关键作用。因此，化工界人士高度重视氯化反应的研究，主要聚焦于两个方向：一是反应器结构的设计，致力于实现反应的均匀进行；二是除了光催化外，积极探索其他有利于反应的催化剂。这两方面的研究均旨在提升主产物的选择性，缩短反应周期，并减少苯环氯化反应的发生。

芳香族化合物侧链氯化涉及多步反应，每一步的反应都受到反应装置材质及反应原料纯度、光源和光照强度，氯化温度及氯气流量等因素的影响。

（1）反应装置材质及反应原料

在间二甲苯光氯化过程中，对金属离子极度敏感，反应体系中存在微量金属离子如Fe等金属离子，非常容易生成苯环上氯化副反应。另一方面反应中间产物一氯苄极容易与金属离子化合物如无水FeCl3、FeS、AlCl3等发生傅-克反应，生成可以溶解于某些溶剂的低分子量化合物和不溶性的高分子量化合物。在氯化反应过程中一般是得到高分子化合物，不溶解于反应体系，造成结焦现象。

（2）光源

芳烃侧链氯化的进行不仅需要合适的温度还需要适宜的光源。光作为反应的引发剂，起到了至关重要的作用，不同光源对应的波长不同，选择合适波长的光源，对反应的选择性有明显的提高。在适当的光源条件下，氯气分子吸收能量裂解为氯自由基从而参加反应生成苄基自由基，推动反应持续进行。

（3）氯化温度

间二甲苯有两个甲基，随着氯化程度的加深，由于空间位阻作用，取代反应越来越困难，要想两个甲基上的6个氢原子全部被取代，需要合适的氯化温度。通常来说，有机合成反应中提高温度可提高反应速率常数，能够促进反应进行，光氯化反应也是如此。但温度升高会降低氯气在体系中的溶解度，另一方面温度过高，反应加剧，发生结焦、碳化，从而影响光透过率，阻碍反应进行。

（4）氯气流量

从理论上来讲，反应过程应分阶段进行，适当提高氯气流量反应速度相应的增加，氯气流量适宜反应液混合良好，热传递均匀发生，对反应起到促进作用。氯气流量过大，尾气吸收装置负荷增加，增加安全隐患的同时有利于苯环上氯化反应的发生。

案例介绍：2-甲氧亚胺基乙酰乙酸乙酯连续氯化工艺

采用多级溢流釜和动态管式反应器的方式实现了氯化反应的连续化反应工艺。涉及的烃化物氯化反应放热量为161．3874 kJ/mol，优化反应温度10—20℃，酸性反应条件利于反式异构体转化为目标产物，目标产物高于现实生产中的90%，反式副产物低于现实生产中的7%。

图1多级溢流釜式连续化实验流程

图2工艺流程图

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