Способ получения монохлоруксусной кислоты

 

Использование: в химической промышленности. Сущность изобретения: продукт - монохлоруксусная кислота. Б. Ф. С₂ Н₃ Cl₂. Реагент 1: уксусная кислота. Реагент 2: хлор. Условия процесса: каталитическое, жидкофазное хлорирование с последующим каталитическим гидрогенолизом, а затем кристаллизацией. 2 ил., 1 табл.

Изобретение относится к усовершенствованию технологии получения монохлоруксусной кислоты (МХУК) и может быть использовано в химической промышленности.

МХУК является ценным продуктом для получения карбоксиметилцеллюлозы, различных пестицидов и лекарственных средств.

Монохлоруксусную кислоту получают сернокислотной гидратацией трихлорэтилена CHCl= CCl₂+2H₂O ->>CH₂ClCOOH+2HCl или окислением монохлорацетальдегида или этиленхлоргидрина, например [1] CH₂ClCHO+0,5O₂->>CH₂ClCOOH Наиболее близким к заявляемому является способ получения монохлоруксусной кислоты, включающий непрерывное жидкофазное каталитическое хлорирование уксусной кислоты (УК) и выделение целевой монохлоруксусной кислоты кристаллизацией с последующим центрифугированием. Отделенная от кристаллов жидкая фаза (маточник) возвращается на стадию хлорирования [2] В известном способе при хлорировании уксусной кислоты используют в качестве катализатора уксусный ангидрид. Реакции, протекающие в процессе, могут быть представлены следующей схемой: (CH₃CO)₂O+HCl ->> СH₃COCl+CH₃COOH CH₃COCl+Cl₂ ->>CH₂ClCOCl+HCl CH₂ClCOCl+CH₃COOH->> ->> CH₂ClCOOH+CH₃COCl и т.д.

Основным побочным продуктом является дихлоруксусная кислота (ДХУК), образующаяся при хлорировании монохлорацетилхлорида СH₂ClCOCl+Cl₂ ->>CHCl₂COCl+HCl CHCl₂COCl+CH₃COOH->>
->>CHCl₂COOH+CH₃COCl
Непрерывное хлорирование уксусной кислоты проводят при 100-120^оС в среде конечного продукта, содержащего около 75% масс. МХУК, 18 мас. уксусной кислоты и 7 мас. дихлоруксусной кислоты.

Продукт хлорирования при 50^оС подают на стадию кристаллизации. Кристаллизацию проводят при охлаждении продукта до 20-25^оС. В результате образуется суспензия кристаллов МХУК в смеси с уксусной и дихлоруксусной кислотами.

Затем суспензию подвергают разделению, например, центрифугированием. Твердая фаза является товарным продуктом, а жидкую фазу направляют на хлорирование.

На фиг. 1 представлена блок-схема известного способа получения монохлоруксусной кислоты.

Из описания и приведенной блок-схемы известного способа получения МХУК видно, что подача маточника на стадию хлорирования приводит к накоплению ДХУК в схеме, что потребует вывода части маточника на уничтожение. Кроме того, большая концентрация ДХУК снижает производительность стадии кристаллизации.

Недостатком известного способа получения МХУК является необходимость в уничтожении части маточника, что приводит к большому расходному коэффициенту по сырью, а также низкая производительность стадии кристаллизации из-за большого содержания ДХУК в сырце монохлоруксусной кислоты.

Целью изобретения является снижение расходных коэффициентов по сырью и увеличение производительности стадии кристаллизации МХУК.

Поставленная цель достигается путем введения стадии гидрогенолиза сырца монохлоруксусной кислоты после стадии хлорирования и направления продукта после стадии гидрирования на стадию кристаллизации.

На фиг. 2 представлена блок-схема предложенного способа получения монохлоруксусной кислоты.

Достигаемый результат, заключающийся в снижении расходных коэффициентов по сырью и увеличении производительности стадии кристаллизации обеспечивается за счет следующего: введение стадии каталитического гидрогенолиза сырца МХУК после стадии хлорирования позволяет снизить количество ДХУК в сырце с 7 до 1-2,5 мас. и тем самым исключить необходимость вывода маточника на уничтожение, так как в схеме исключается накопление ДХУК. Кроме того, снижение содержания ДХУК в сырце МХУК при прочих равных условиях приведет к увеличению производительности стадии кристаллизации.

П р и м е р 1 (известный способ). В реакторе колонного типа, снабженного рубашкой, при температуре 110^оС в жидкой фазе ведут каталитический (при подаче уксусного ангидрида 33,6 г/ч) процесс хлорирования уксусной кислоты газообразным хлором. Процесс хлорирования проводят при 10% мольном избытке хлора.

Продукты реакции, представляющие собой сырец-МХУК, охлаждают до 50^оС, обрабатывают незначительным количеством воды (0,15 г/ч) для разложения хлорангидрида, и подают на стадию кристаллизации.

Стадия кристаллизации представляет собой объемный аппарат, в рубашку которого подают хладагент. В кристаллизаторах за 12 ч происходит охлаждение сырца МХУК от 50 до 20^оС.

После окончания процесса кристаллизации полученную суспензию направляют на фуговку. Затем определяют количество и состав маточника, а также количество и состав товарного МХУК.

По результатам опыта определяют расходные коэффициенты по сырью и выход целевого продукта на стадии кристаллизации.

Условия проведения эксперимента и полученные результаты представлены в таблице.

П р и м е р 2. Хлорирование уксусной кислоты проводят аналогично описанному в примере 1.

Полученный при хлорировании сырец МХУК направляют на стадию каталитического гидрогенолиза. Процесс осуществляют в емкостном аппарате, в который загружают 40 г катализатора, содержащего 1 мас. палладия на активированном угле, при температуре 140^оС и молярном соотношении ДХУК:H₂ 1:7.

Продукт после стадии гидрогенолиза направляют на стадию кристаллизации. Процесс кристаллизации проводят аналогично описанному в примере 1.

По результатам опыта определяют расходные коэффициенты по сырью и выход целевого продукта на стадии кристаллизации.

Условия проведения эксперимента и полученные результаты представлены в таблице.

Анализ данных, представленных в таблице, показывает, что использование приема гидрогенолиза сырца МХУК после стадии хлорирования позволяет существенно снизить расходные коэффициенты по сырью и уксусной кислоте и хлору, а также повысить производительность стадии кристаллизации.

Существенными отличительными признаками предлагаемого способа получения монохлоруксусной кислоты является использование стадии каталитического гидрогенолиза сырца монохлоруксусной кислоты между стадиями хлорирования и кристаллизации.

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОНОХЛОРУКСУСНОЙ КИСЛОТЫ путем каталитического жидкофазного хлорирования уксусной кислоты с последующим выделением товарной монохлоруксусной кислоты путем кристаллизации и возвращением маточника на стадию хлорирования уксусной кислоты, отличающийся тем, что сырец монохлоруксусной кислоты после стадии хлорирования подвергают каталитическому гидрогенолизу, а затем кристаллизации.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4