氯化芐是以甲苯與氯氣側鏈氯化而成，現有的生產工藝大都采用釜式氯化間歇精餾工藝，少數采用連續釜式氯化、連續精餾的方式。釜式反應生成過程中，需控制甲苯轉化率50%以下，否則會聯產出大量的二氯及三氯。如果反應體系中含有微量的Fe等雜質，會引起甲苯環上氯化及氯化芐聚合，使得單程氯化深度較低，原料單耗和操作費用高，環境污染較重。為了提高氯化芐的產率，降低生產成本，大量科研工作者、科研院所、工廠都不斷的研究、改進氯化芐生產工藝，但總的方向只有兩個，即設計******的反應器和改善化學反應的過程。前者主要研究反應類型(氣-液相反應、氣-氣相反應)，反應器的類型、材質等；而后者主要選擇******的催化劑以促進甲苯側鏈氯化而抑制其他副反應的進行。在工藝研究中，調節適宜的溫度、反應物的配比、反應時間、氯化深度、光源選擇、產品精制方法也是至關重要的。
常州大學流動化學過程工程研究所、中國石油和化學工業聯合會-石油和化工行業連續流技術工程實驗室在深入研究甲苯氯化規律的基礎上，結合多年一線氯化系列產品開車生產指導實踐，將反應精餾技術應用到氯化芐及系列產品生產，可解決原料轉化率與產品選擇性的矛盾。
反應精餾是將化學反應過程與精餾分離耦合在同一個設備中同時進行的新型過程耦合強化技術，借助反應與精餾過程相互促進的因素，可以提高反應速率、克服化學平衡的限制、提高能量利用效率、節省過程能耗、增大轉化率及選擇性、減小設備尺寸、綜合利用反應熱、使混合物中的痕量物質反應生成更易分離的物質完成高精度提純。通過精餾將反應物、產物或中間產物及時分離，以破壞可逆反應的平衡關系，使反應繼續向生成物的方向進行，從而提高可逆反應的轉化率和選擇性。另外，反應精餾過程中可通過化學反應打破氣-液平衡關系，從而提高傳質速率，縮短反應時間；而放熱反應提供的反應熱可作為精餾所需的汽化熱，供產品分離，達到節能的目的。
反應精餾解析示意圖
相對于傳統的反應和精餾工藝，反應精餾有以下優點：降低操作費用和能量消耗，提高反應轉化率和選擇性，縮短反應時間，提高生產力。其特點是將反應與精餾分離于一體，除了操作方便外，可以充分利用反應放出的熱量，且使選擇性與收率大幅提高。
實驗室通過使用反應精餾工藝，產品中氯化芐≥98%，二氯化芐＜0.5%，大大降低了副產物的產生。課題組同時對氯化芐系列產品包括鄰氯氯芐、對氯氯芐、2,4-二氯氯芐、3,4-二氯氯芐、2,6-二氯氯芐、對甲基氯芐、鄰甲基氯芐、氯乙酸、氯丙酮的反應精餾合成，均取得了較好的反應效果。
甲苯氯化反應精餾解析示意圖
反應精餾還可用于醚化（合成乙基叔丁基醚）、酯化（合成乙酸正丁酯）、加氫（混合C4選擇加氫）、烷基化（合成直鏈烷基苯）等反應中得到強有了的應用，取得了較好的反應效果。當然，反應精餾也有其應用的局限性，其僅適用于反應過程和反應組分的蒸餾分離可以在同一溫度條件下進行的化學反應，如果反應組分之間存在有恒沸現象，或者反應物與產物的沸非常接近時，反應精餾技術則不適用。反應精餾對反應物和產物的揮發度的要求為：產物的揮發度比反應物的揮發度都大或都小，只有這樣采用反應精餾才能收到良好的效果。
隨著反應精餾技術的不斷應用，反應精餾技術將對石油化工等行業產生重要的影響，為社會創造更多的經濟效益。
江蘇省化學化工學會微通道專業技術委員會
中國石油和化學工業聯合會-石油和化工行業連續流技術工程實驗室
張躍
