RU2059602C1

RU2059602C1 - Method of monochloroacetic acid synthesis

Info

Publication number: RU2059602C1
Application number: RU93019139A
Authority: RU
Inventors: Л.Н. Занавескин; В.Н. Буланов; Н.Г. Румянцева; А.О. Бобков
Original assignee: Научно-исследовательский институт "Синтез" с КБ; Зальцгиттер Анлагенбау
Priority date: 1993-04-12
Filing date: 1993-04-12
Publication date: 1996-05-10

Abstract

FIELD: chemical industry. SUBSTANCE: product: monochloroacetic acid, empirical formula is C₂H₃ClO₂. Reagent 1: acetic acid. Reagent 2: chlorine. Process conditions: catalytic, liquid-phase chlorination followed by catalytic hydrogenolysis and crystallization. EFFECT: improved method of synthesis. 2 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к усовершенствованию технологии получения монохлоруксусной кислоты (МХУК) и может быть использовано в химической промышленности. The invention relates to an improvement in the technology for the production of monochloracetic acid (MCC) and can be used in the chemical industry.

МХУК является ценным продуктом для получения карбоксиметилцеллюлозы, различных пестицидов и лекарственных средств. MCA is a valuable product for the production of carboxymethyl cellulose, various pesticides and medicines.

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.Monochloracetic acid is obtained by trichlorethylene sulfuric acid hydration
CHCl = CCl ₂ + 2H ₂ O - >> CH ₂ ClCOOH + 2HCl or by oxidation of monochloroacetaldehyde or ethylene chlorohydrin, for example [1]
CH ₂ ClCHO + 0.5O ₂ - >> CH ₂ ClCOOH
Closest to the claimed is a method for producing monochloracetic acid, including continuous liquid-phase catalytic chlorination of acetic acid (CC) and the selection of the target monochloracetic acid by crystallization, followed by centrifugation. The liquid phase (mother liquor) separated from the crystals returns to the chlorination stage [2]
In the known method, acetic anhydride is used as a catalyst in the chlorination of acetic acid. The reactions proceeding in the process can be represented by the following scheme: (CH ₃ CO) ₂ O + HCl - >> CH ₃ COCl + CH ₃ COOH
CH ₃ COCl + Cl ₂ - >> CH ₂ ClCOCl + HCl
CH ₂ ClCOCl + CH ₃ COOH - >>
- >> CH ₂ ClCOOH + CH ₃ COCl, etc.

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.The main by-product is dichloroacetic acid (DCA), which is formed by the chlorination of monochloroacetyl chloride.
CH ₂ ClCOCl + Cl ₂ - >> CHCl ₂ COCl + HCl
CHCl ₂ COCl + CH ₃ COOH - >>
- >> CHCl ₂ COOH + CH ₃ COCl
Continuous chlorination of acetic acid is carried out at 100-120 ^about With in the environment of the final product containing about 75% of the mass. MHUK, 18 wt. acetic acid and 7 wt. dichloroacetic acid.

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.Chlorination product ^at 50 ° C is fed to a crystallization stage. Crystallization was conducted while cooling the product to 20-25 ° ^C. The result is a suspension of crystals in MHUK mixture of acetic and dichloroacetic acids.

Затем суспензию подвергают разделению, например, центрифугированием. Твердая фаза является товарным продуктом, а жидкую фазу направляют на хлорирование. Then the suspension is subjected to separation, for example, by centrifugation. The solid phase is a commercial product, and the liquid phase is directed to chlorination.

На фиг. 1 представлена блок-схема известного способа получения монохлоруксусной кислоты. In FIG. 1 is a flowchart of a known method for producing monochloracetic acid.

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. From the description and the flowchart of the known method for producing MCA, it can be seen that feeding the mother liquor to the chlorination stage leads to the accumulation of DCC in the circuit, which will require the removal of part of the mother liquor for destruction. In addition, a large concentration of DCA reduces the performance of the crystallization step.

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. A disadvantage of the known method for producing MCA is the need to destroy part of the mother liquor, which leads to a high consumption coefficient for raw materials, as well as low productivity of the crystallization stage due to the high content of DCA in the raw monochloracetic acid.

Целью изобретения является снижение расходных коэффициентов по сырью и увеличение производительности стадии кристаллизации МХУК. The aim of the invention is to reduce the expenditure coefficients for raw materials and increase the productivity of the crystallization stage of the MCC.

Поставленная цель достигается путем введения стадии гидрогенолиза сырца монохлоруксусной кислоты после стадии хлорирования и направления продукта после стадии гидрирования на стадию кристаллизации. The goal is achieved by introducing the hydrogenolysis step of the crude monochloracetic acid after the chlorination step and directing the product after the hydrogenation step to the crystallization step.

На фиг. 2 представлена блок-схема предложенного способа получения монохлоруксусной кислоты. In FIG. 2 presents a flowchart of the proposed method for producing monochloracetic acid.

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. The achieved result, which consists in reducing the consumption coefficients for raw materials and increasing the productivity of the crystallization stage, is ensured by the following: the introduction of the catalytic hydrogenolysis stage of raw MCA after the chlorination stage allows to reduce the amount of DCA in raw from 7 to 1-2.5 wt. and thereby eliminate the need for the withdrawal of the mother liquor for destruction, since the accumulation of DCA is excluded in the scheme. In addition, a decrease in the content of DCA in raw MCA, ceteris paribus, will lead to an increase in the productivity of the crystallization stage.

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.PRI me R 1 (known method). In a column type reactor provided with a jacket, at ¹¹⁰ ° C in the liquid phase are catalyst (when an acetic anhydride, 33.6 g / h), the process of chlorination of acetic acid with chlorine gas. The chlorination process is carried out with a 10% molar excess of chlorine.

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.The reaction products, which are raw-MHUK, cooled ^to 50 ° C, treated with a minor amount of water (0.15 g / hr) to decompose the acid chloride, and fed to a crystallization stage.

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.The crystallization stage is a volumetric apparatus into the jacket of which refrigerant is supplied. In crystallizers, in 12 hours, the raw materials of MHUK are cooled from 50 to 20 ^o C.

После окончания процесса кристаллизации полученную суспензию направляют на фуговку. Затем определяют количество и состав маточника, а также количество и состав товарного МХУК. After the crystallization process is completed, the resulting suspension is sent to the joint. Then determine the quantity and composition of the mother liquor, as well as the quantity and composition of the commodity MHUK.

По результатам опыта определяют расходные коэффициенты по сырью и выход целевого продукта на стадии кристаллизации. According to the results of the experiment determine the expenditure coefficients for raw materials and the yield of the target product at the crystallization stage.

Условия проведения эксперимента и полученные результаты представлены в таблице. The experimental conditions and the results are presented in the table.

П р и м е р 2. Хлорирование уксусной кислоты проводят аналогично описанному в примере 1. PRI me R 2. The chlorination of acetic acid is carried out as described in example 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.Received by chlorination raw MHUK sent to the stage of catalytic hydrogenolysis. The process is carried out in a capacitive apparatus, which is loaded with 40 g of catalyst containing 1 wt. palladium on charcoal, at a temperature of 140 ^{° C} and a molar ratio of DCA: H ₂ 1: The 7.

Продукт после стадии гидрогенолиза направляют на стадию кристаллизации. Процесс кристаллизации проводят аналогично описанному в примере 1. The product after the hydrogenolysis step is sent to the crystallization step. The crystallization process is carried out as described in example 1.

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. Analysis of the data presented in the table shows that the use of hydrogenolysis of raw MCCA after the chlorination stage can significantly reduce the consumption ratios for raw materials and acetic acid and chlorine, as well as increase the productivity of the crystallization stage.

Существенными отличительными признаками предлагаемого способа получения монохлоруксусной кислоты является использование стадии каталитического гидрогенолиза сырца монохлоруксусной кислоты между стадиями хлорирования и кристаллизации. Salient features of the proposed method for producing monochloroacetic acid is the use of the stage of catalytic hydrogenolysis of raw monochloracetic acid between the stages of chlorination and crystallization.

Claims

METHOD FOR PRODUCING MONOCHLOROACETIC ACID by catalytic liquid phase chlorination of acetic acid, followed by isolation of commodity monochloracetic acid by crystallization and return of the mother liquor to the acetic acid chlorination stage, characterized in that the crude monochloroacetic acid is then subjected to crystallization and hydrolysis to hydrolysis.