夏峰峰 杨雪 刘博洋

【摘 要】氯化亚砜是一种重要的无机精细化工产品及重要的化工中间体，在工业生产中具有极其广泛的应用。本研究针对现有氯化亚砜分离工艺的不足，提供一种成本低、能耗低、纯度高、分离环境较为友好、后处理操作简便并且安全的，单套生产能力较高的新型分离工艺，有效降低成本，提升氯化亚砜质量，促进产品的广泛应用。

【关键词】氯化亚砜；新型分离工艺；降本增效

一、研究背景

氯化亚砜又称亚硫酰氯或氯氧化硫，分子式SOCl2，分子量118.97，常温常压下为无色或淡黄色液体，有刺激性臭味，相对密度1.676，熔点-104.5℃，沸点78.8℃，遇水易分解成二氧化硫和氯化氢，溶于苯、氯仿和四氯化碳，其氯原子取代羟基或硫基能力显著。氯化亚砜能与带羟基的酚或醇反应生成相应的氯化物；与格利雅试剂反应生成相应的亚砜化合物。

氯化亚砜是一种重要的无机精细化工产品及重要的化工中间体，被广泛用于农药、医药、染料、颜料、食品添加剂、感光材料、电镀和电池等行业，用途十分广泛。目前，我国的氯化亚砜主要用于医药、农药及染料等行业。医药行业是我国氯化亚砜最大的消费领域，可用于生产脑复新、布洛芬和环丙沙星等；在农药方面，氯化亚砜主要用于生产水胺硫磷、甲氰菊酯、硫丹、溴氨菊酯以及杀鼠剂等；在染料行业中，氯化亚砜主要用作氯化剂，用于生产活性染料中的活性翠兰K-GL、活性翠兰K-GP、活性翠兰KM-GB，硫化染料中的硫化艳绿以及其它染料和染料助剂等。在食品行业中，氯化亚砜也是三氯蔗糖的主要原料。三氯蔗糖是以蔗糖为原料经氯代而制得的一种非营养型强力甜味剂，其化学名4，1，6—三氯—4，1，6—三脱氧半乳型蔗糖，是一种白色粉末状产品，极易溶于水（溶解度28.2克，20℃），水溶液澄清透明，其甜度是蔗糖的600～800倍。三氯蔗糖可广泛运用于保健方面，是目前食品和医药领域研究开发的热点，前景看好。

氯化亚砜在高能电池制备方面也有所应用，用氯化亚砜与四氯化铝锂等配成电解液制得的电池，不仅具有很高的储藏温度而且还具有较长的放电时间。另外，以氯化亚砜与十氯十硼二锂制得的电池，也具有很好的使用性能。

氯化亚砜还用于合成表面活性剂、纤维素、阳离子淀粉；用作脱水剂和溶剂，将大规模应用于与酸反应生成间苯二酰氯和对苯二酰氯，进而合成多芳基型热塑性工程塑料等。在其他方面，氯化亚砜主要用作醇类、羧酸、酰基等化学品的氯化剂。

二、研究内容

本研究所要解决的技术问题是针对现有氯化亚砜分离工艺的不足，提供一种成本低、能耗低、纯度高、分离环境较为友好、后处理操作简便并且安全的，单套生产能力较高的新型分离工艺。本研究所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的，其步骤如下：

粗氯化亚砜原料从隔板段进料侧进入隔板精馏塔，首先在隔板进料侧预分离，轻组分和部分氯化亚砜以气相的形式，从隔板进料精馏段进入塔顶分离段，重组分和部分氯化亚砜以液相的形式，从隔板进料提馏段进入塔底分离段；

塔顶分离段中轻组分和部分氯化亚砜从塔顶蒸出，塔顶分离段底部回流的液相经流量控制，部分流到隔板进料侧，另一部分流到隔板采出侧；

隔板采出侧精馏段中，纯度高于99.5%精氯化亚砜液体部分从隔板采出精馏段底部侧线采出，另一部分作为隔板提馏段回流液；

氯化亚砜气相和轻组分去塔顶分离段，精氯化亚砜气相去隔板采出精馏段，重组分和氯化亚砜混合液相进入塔底分离段；

塔底分离段中，重组分和部分氯化亚砜的混合液相从塔釜排出；塔底分离段顶部气相经流量控制，部分去隔板进料侧，另一部分去隔板采出侧；

从隔板精馏塔的隔板采出侧采出的精氯化亚砜液相进入脱重塔进一步脱除重组分；重组分和氯化亚砜的混合物从塔釜排出，塔顶得到纯度达99.92%的优质氯化亚砜。

本研究设计的具体工艺参数如下：所述的一种氯化亚砜新型分离工艺，其特征在于：所述塔顶分离段底部回流的液相经流量控制按照重力计液相分配比0.02-0.95；所述塔底分离段底部回流的液相经流量控制按照重力计液相分配比0.02-0.95；所述原料液粗氯化亚砜中轻组分的质量百分数为0-50%，重组分的质量分数为0-50%，氯化亚砜的质量百分数10-99%；所述隔板精馏塔的操作压力为50-150Kpa；所述隔板精馏塔以重力计回流比0.2-50；所述隔板精馏塔总塔板共有30-400块塔板，隔板段有8-150块塔板，塔顶分离段有8-240块塔板，塔底分离段有1-250块塔板；所述脱重塔的操作压力为5-120Kpa，以重力计回流比0.2-10，总塔板数共有20-40块塔板。

與现有技术相比，本发明分离工艺具有如下优点：

三、技术优势

（1）本发明采用隔板精馏工艺。该工艺是在精馏塔中加一垂直挡板，将精馏塔分为塔顶分离段、塔底分离段以及由隔板分开的进料侧与采出侧。隔板精馏塔一般应用于三组分分离，轻组分从塔顶采出，中间组分由隔板采出侧采出，重组分由塔釜采出。在热力学上隔板塔等同于一个完全热耦合塔，只需要一套塔系统就能实现三组分的分离。与文献报道的分离方法相比较，本发明的设备投入成本较低，分离效率高。

（2）该工艺中隔板的结构特殊，脱轻和脱重可以在一个塔内完成。与完全热耦合塔相比，立式隔板塔投资费用和占地更少，可操作性更强。与普通精馏工艺相比，该工艺安全性更高。本发明与传统的氯化亚砜分离工艺相比将原来的三塔操作简化到两塔操作，减少了一台塔，一台再沸器、一台冷凝器，设备投资降低大约20%，节省占地面积30%左右。

（3）为了满足当地企业对高纯度氯化亚砜的需要，本发明在隔板塔分离出的精氯化亚砜后续步骤中，需要再进入一脱重塔，进一步脱除重组分中的硫酰氯达到高纯度医药级要求。

（4）本发明采用了较为先进的流程模拟技术PRO/Ⅱ，将隔板精馏塔应用到氯化亚砜的精馏提纯中，在已有两塔精馏工艺计算与工业生产数据对比的基础上，进行隔板精馏塔的模拟与设计，并比较隔板精馏塔与常规精馏工艺的能耗。在最适宜操作条件下与常规精馏塔间接、直接精馏序列相比，分别可节能26%和18%。

（5）本发明与传统的氯化亚砜分离工艺相比流程得以简化，使装置的运行和操作简化，装置的操作性更强。

四、结论

本研究提供一种成本低、能耗低、纯度高、分离环境较为友好、后处理操作简便并且安全的，单套生产能力较高的新型分离工艺，有利于明显提高氯化亚砜的产品纯度的，缩小与国外同类产品的技术差距，实现降本增效的目的。

【参考文献】

[1]娄哲翔.氯化亚砜生产工艺技术特点分析[J].当代化工研究，2017（04）：86-87.

[2]苗红振，时蕊，杜彩萍，杨震.影响氯化亚砜产量提高的因素分析及对策[J].河南化工，2014，31（11）：45-46.

[3]张善民. 氯化亚砜精制工艺优化研究[D].天津大学，2015.

[4]吴祖杰，海国栋，崔强，靳鹏.氯化亚砜连续精馏系统的改进[J].盐业与化工，2013，42（07）：42-44.

[5]杜彩萍，李英杰，苗红振.16m～3蒸馏釜生产氯化亚砜工艺[J].氯碱工业，2012，48（03）：29-31.

[6]李春雷，刘敬丽，罗玉华.氯化亚砜生产工艺技改总结[J].河南化工，2006（11）：38.

[7]李晓平.氯化亚砜的生产与应用[J].河南化工，2006（03）：8-9.