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CN104058947A - 一种减少醋酐使用量的氯乙酸生产方法 - Google Patents

一种减少醋酐使用量的氯乙酸生产方法 Download PDF

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赵兵
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张进治
董强
孙顺平
侯振
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China Tianchen Engineering Corp
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China Tianchen Engineering Corp
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Abstract

本发明公开了一种减少醋酐使用量的氯乙酸生产方法，醋酐与HCL反应生成的乙酰氯为真实催化剂促使醋酸与氯发生反应生成氯乙酸和HCL，然后经过蒸馏，催化加氢和两步蒸馏反应得到高品质的氯乙酸。本发明取消了水解反应，增加了一步蒸馏反应，使产生的乙酰氯被回收循环利用，氯化母液中的HCL被蒸出。从而无需加入过多的醋酐保证反应器内乙酰氯的浓度，因此降低了醋酐的消耗，减少了重组分生成量提高了产品收率；降低了氯化母液中HCL的含量，提高了加氢反应效率。

Description

一种减少醋酐使用量的氯乙酸生产方法
技术领域
本发明涉及一种氯乙酸的生产方法，具体涉及一种减少醋酐使用量的氯乙酸生产方法。
背景技术
氯乙酸工业生产方法只有两种：三氯乙烯水解法和乙酸催化氯化法。三氯乙烯水解法是以浓硫酸为催化剂，同时进行水的加成和水解反应。三氯乙烯水解法因工艺过程较简单、产品纯度较高而得到发展，欧洲曾采用此工艺建工业化生产装置，但由于原料昂贵，近年来已淘汰。醋酸催化氯化法是在催化剂(如碘、磷、硫或硫和磷的卤化物及醋酐等)的作用下，在95～140℃时，醋酸与氯在一个或几个串联反应器中进行氯化反应生成一氯乙酸，副产少量的二氯乙酸甚至三氯乙酸。由于副产物的存在，反应产物即氯化母液必须经结晶或加氢等纯化处理后才能得到高纯度的氯乙酸产品。由于氯乙酸结晶母液处理工序复杂、繁多，很多又带来了二次污染，并不能根除污染，所以也逐渐被淘汰。
目前国内外多采用醋酐催化醋酸氯化(醋酐与HCL生成的乙酰氯是反应过程中实际的催化剂)，采用钯碳催化剂加氢脱氯还原氯化母液生产氯乙酸的工艺，将二氯乙酸、三氯乙酸加氢后生成一氯乙酸及氯化氢，从而最大限度的降低了母液的产生量，降低了工厂对环境的压力。上述连续法氯乙酸生产工艺，氯化反应压力在0.3～0.6MPaG，反应温度在95～160℃。加氢反应前需对氯化母液进行水解处理，氯化母液中的乙酰氯和水发生水化反应，将乙酰氯转化为醋酸和HCl，从而避免乙酰氯进入加氢反应器生成副产物。目前的生产工艺，1)在氯化反应器里，HCl与醋酐先发生反应，生成乙酰氯(反应的实际催化剂)，催化醋酸和Cl2的氯化反应生成氯乙酸和HCL。同时还会发生一些副反应，如二氯乙酸等。2)从氯化反应器出来的母液进入水反应器。在水反应器中，氯化生成物中的乙酰氯和水发生水化反应，乙酰氯转化为醋酸和HCl，从而防止反应生成的乙酰氯进入加氢反应器。3)从水解反应器出来的母液进入氢化反应器，在催化剂的作用下通过氢化反应将90％以上二氯乙酸还原成氯乙酸，降低二氯乙酸杂质浓度，同时有2～5％的氯乙酸被氢化还原为醋酸；此外母液中残存的乙酰氯会和氢气发生副反应生产乙醛，乙醛在氢气和催化剂的作用下和其它有机物将生成重组分络合物。4)从氢化反应器出来的母液首先进入轻组分蒸馏塔，轻质馏分(水和醋酸)以气相形式蒸馏出来，通过冷凝器冷凝后，回流到氯化反应器中循环利用。蒸馏底液进入氯乙酸蒸馏塔。混合液中的大部分氯乙酸从塔顶部以蒸汽形式被蒸馏、分离出来通过冷凝得到液态氯乙酸产品；蒸馏底液主要是重组分。这种加工工艺的缺点是：1)通过水解把乙酰氯处理成醋酸和HCL导致乙酰氯不能全部回收循环利用，系统要不断补充醋酐，保证氯化反应器内乙酰氯的浓度，从而保证反应的正常进行，导致醋酐消耗较高；2)水解反应器中发生的水解反应水是过量的，而水作为轻组分最终同醋酸返回氯化反应器循环反应，由于醋酐优先与水反应生成醋酸，所以将进一步导致醋酐的消耗量；3)由于水解反应器操作压力较高不宜增设搅拌器，水解反应不充分，较多未反应的乙酰氯进入加氢反应器最终造成加氢反应副产物增多，产品收率低；4)不能处理氯化母液中溶解的HCL，将影响加氢反应器内加氢反应效率，导致催化剂耗量增多。
发明内容
本发明旨在提供一种氯乙酸生产方法，可以减少醋酐的使用量，同时降低重组分的生成量增加氯乙酸产品收率。
为实现以上技术目的，本发明采用以下技术方案：一种减少醋酐使用量的氯乙酸生产方法，醋酐与HCL反应生成的乙酰氯，乙酰氯作为催化剂促使醋酸与氯发生反应生成氯乙酸，其特征在于，包括如下步骤：
1)氯、醋酸与醋酐加入氯化反应器，醋酐与HCL先发生反应，生成乙酰氯；醋酸和氯在乙酰氯催化的作用下发生氯化反应生成氯乙酸、HCL和二氯乙酸及其他物质；HCL是首次开车时提前通入醋酸、醋酐，连续少量通入氯，可生成HCL和乙酰氯，待浓度达到要求后才连续通入醋酸、醋酐、氯。
2)从氯化反应器出来的氯化母液进入第一个蒸馏塔，氯化母液中的醋酸和大部分乙酰氯与HCL蒸出，通过冷凝器冷凝后回流到氯化反应器中循环使用，塔底母液进入加氢反应器，在钯碳催化剂作用下通过氢化反应将90％以上的二氯乙酸还原成氯乙酸；同时有2～5％的氯乙酸被氢化还原为醋酸；塔底母液中残存的微量乙酰氯和氢气发生副反应生产乙醛，乙醛在氢气和钯碳催化剂作用下和其它有机物生成重组分络合物；其它有机物生成重组分络合物为氯化母液中的一部分组成。
3)从加氢反应器出来的经过加氢反应的氯化母液进入第二个蒸馏塔，醋酸以气相形式蒸馏出来，通过冷凝器冷凝后，回流到氯化反应器中循环利用；塔底母液为氯乙酸。
进一步，步骤1)中加入的氯为液态氯或者氯气。
进一步，步骤3)从第二个蒸馏塔出来的塔底母液为氯乙酸产品或者塔底母液继续进入第三个蒸馏塔，将氯乙酸从塔顶部以蒸汽形式蒸馏、分离出来，通过冷凝得到液态氯乙酸产品。
氯化母液是指氯化反应器中反应结束后得到的反应产物，包括氯乙酸、HCL和二氯乙酸及其他物质。
塔底母液指的是氯化母液中醋酸和大部分乙酰氯与HCL蒸出后剩下的重组分物质，主要是氯乙酸和二氯乙酸。
本发明的优点是：本发明取消了水解反应器，增加了第一蒸馏塔，起到了以下作用：
(1)几乎全部的乙酰氯被蒸出循环进行反应，连续生产后醋酐的加入量极少，主要用于平衡醋酸和液氯原料带入系统的水分。本发明可将氯乙酸产品醋酐吨耗由0.06～0.12t/t降到0.01～0.03t/t左右。
(2)几乎全部的乙酰氯被蒸出循环进行反应，所以氢化反应生成重组分较少，第二个蒸馏塔底产出物即可作为合格的氯乙酸产品出售，从而氯乙酸产品避免了由液态变为气态再变为液态的过程，因此本发明可将氯乙酸产品蒸汽吨耗降低30～50％，同时氯乙酸的收率增加1～2％。
(3)几乎全部的HCL被蒸出，降低了氯化母液中HCL的含量，提高了加氢反应效率。
(4)本发明仍保留第三个蒸馏塔，在生产高品质的氯乙酸产品(氯乙酸≥99.9％wt)时可启用此塔，从而保证生产操作的灵活性。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图
图2是原工艺流程图
1、氯化反应器 2、第一个蒸馏塔 3、加氢反应器
4、第二个蒸馏塔 5、第三个蒸馏塔 6、泵
7、冷凝器 8、再沸器 9、水解反应器
具体实施方式
下面通过实例对本发明的技术给予进一步地说明。
实施例1
1)氯气、醋酸与醋酐加入氯化反应器，醋酐与HCL先发生反应，生成乙酰氯；醋酸和氯气在乙酰氯催化的作用下发生氯化反应生成氯乙酸、HCL和二氯乙酸及其他物质；
2)从氯化反应器出来的氯化母液进入第一个蒸馏塔，氯化母液中的醋酸和大部分乙酰氯与HCL蒸出，通过冷凝器冷凝后回流到氯化反应器中循环使用，塔底母液进入加氢反应器，在钯碳催化剂作用下通过氢化反应将90％以上的二氯乙酸还原成氯乙酸；同时有2～5％的氯乙酸被氢化还原为醋酸；塔底母液中残存的微量乙酰氯和氢气发生副反应生产乙醛，乙醛在氢气和钯碳催化剂作用下和其它有机物生成重组分络合物；
3)从加氢反应器出来的经过加氢反应的氯化母液进入第二个蒸馏塔，醋酸以气相形式蒸馏出来，通过冷凝器冷凝后，回流到氯化反应器中循环利用；塔底母液为氯乙酸。
氯乙酸产品醋酐吨耗为0.01～0.03t/t左右。
实施例2
1)液态氯、醋酸与醋酐加入氯化反应器，醋酐与HCL先发生反应，生成乙酰氯；醋酸和液态氯在乙酰氯催化的作用下发生氯化反应生成氯乙酸、HCL和二氯乙酸及其他物质；
2)从氯化反应器出来的氯化母液进入第一个蒸馏塔，氯化母液中的醋酸和大部分乙酰氯与HCL蒸出，通过冷凝器冷凝后回流到氯化反应器中循环使用，塔底母液进入加氢反应器，在钯碳催化剂作用下通过氢化反应将90％以上的二氯乙酸还原成氯乙酸；同时有2～5％的氯乙酸被氢化还原为醋酸；塔底母液中残存的微量乙酰氯和氢气发生副反应生产乙醛，乙醛在氢气和钯碳催化剂作用下和其它有机物生成重组分络合物；
3)从加氢反应器出来的经过加氢反应的氯化母液进入第二个蒸馏塔，醋酸以气相形式蒸馏出来，通过冷凝器冷凝后，回流到氯化反应器中循环利用；步骤3)从第二个蒸馏塔出来的塔底母液继续进入第三个蒸馏塔，将氯乙酸从塔顶部以蒸汽形式蒸馏、分离出来，通过冷凝得到液态氯乙酸产品，氯乙酸≥99.9％wt)，氯乙酸产品醋酐吨耗0.01～0.03t/t左右。

Claims (3)

1.一种减少醋酐使用量的氯乙酸生产方法，醋酐与HCL反应生成的乙酰氯，乙酰氯作为催化剂促使醋酸与氯发生反应生成氯乙酸，其特征在于，包括如下步骤：
1)氯、醋酸与醋酐加入氯化反应器，醋酐与HCL先发生反应，生成乙酰氯；醋酸和氯在乙酰氯催化的作用下发生氯化反应生成氯乙酸、HCL和二氯乙酸及其他物质；
2)从氯化反应器出来的氯化母液进入第一个蒸馏塔，氯化母液中的醋酸和大部分乙酰氯与HCL蒸出，通过冷凝器冷凝后回流到氯化反应器中循环使用，塔底母液进入加氢反应器，在钯碳催化剂作用下通过氢化反应将90％以上的二氯乙酸还原成氯乙酸；同时有2～5％的氯乙酸被氢化还原为醋酸；塔底母液中残存的微量乙酰氯和氢气发生副反应生产乙醛，乙醛在氢气和钯碳催化剂作用下和其它有机物生成重组分络合物；
3)从加氢反应器出来的经过加氢反应的氯化母液进入第二个蒸馏塔，醋酸以气相形式蒸馏出来，通过冷凝器冷凝后，回流到氯化反应器中循环利用；塔底母液为氯乙酸。
2.根据权利要求1所述的一种减少醋酐使用量的氯乙酸生产方法，其特征在于，步骤1)中加入的氯为液态氯或者氯气。
3.根据权利要求1所述的一种减少醋酐使用量的氯乙酸生产方法，其特征在于，步骤3)从第二个蒸馏塔出来的塔底母液为氯乙酸产品或者塔底母液继续进入第三个蒸馏塔，将氯乙酸从塔顶部以蒸汽形式蒸馏、分离出来，通过冷凝得到液态氯乙酸产品。
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