乙酸催化氯化制备氯乙酸工艺

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1、乙酸催化氯化制备氯乙酸工艺一、氯乙酸的介绍氯乙酸通常指一氯乙酸，又称MCA，是一种无色、有刺激性气味和腐蚀性的结晶，沸点是189℃，折射率为1.433（60℃），熔点为61～63℃,易潮解，易溶于水、乙醇、苯、氯仿和醚类。并且氯乙酸在有机合成中是一种重要的原料和中间体，其分子式中有α位活泼氢原子，并存在羧基和电性能极强的氯原子，能发生酯化、酰胺化、氨化、水解等多种化学反应，可用于制备多种精细化学品；其下游产品广泛应用于染料、农药、医药、香料、油田化学用品、造纸化学用品、表面活性剂等领域。随着化学工业的发展，以氯乙酸为原料的化工产品会慢

2、慢增多，给氯乙酸的生产展示了良好的市场前景。二、乙酸催化氯化制备氯乙酸氯乙酸的合成方法一直是人们研究和开发的重点，出现了氯乙烯、氯乙醇氧化法，氯乙酰氯、三氯乙烯水解法，乙烯酮氯化法，乙酸催化氯化法等等一些合成方法，但这些方法大多数属于小试阶段，工业应用比较多的是乙酸氯化法和三氯乙烯水解法两种。三氯乙烯水解法能制取高纯度的氯乙酸，曾为欧洲各国所使用，但原料来源难，成本及消耗定额偏高，故未能得以推广。相比较三氯乙烯水解法，乙酸氯化法因其更具有技术经济优势，所以更具用竞争力，目前国内生产氯乙酸主要采用乙酸催化氯化法。2.1乙酸催化氯化法的介

3、绍乙酸催化氯化法是目前国内外生产氯乙酸最主要的方法。它又可分为间歇式生产工艺和连续化生产工艺两种。乙酸催化氯化法按所用催化剂的不同可以分为硫磺法和乙酸酐法。一般来说，硫磺法是属于间歇式生产工艺，而乙酸酐法是属于连续化生产工艺(也可以是间歇式的)。存在的主要副反应：CH3COOH+2Cl2Cl2CHCOOH+2HClCH3COOH+3Cl2Cl3CCOOH+3HCl2.2硫磺法在硫磺存在下，乙酸与氯气直接反应生成氯乙酸，其反应过程如下：在反应式中HAi=HAC、MCA、HCl、H2SO4等2.2.1带控制点的工艺流程图2.2.2工艺过程

4、详述向2000L搪瓷反应釜中加入1.3t冰醋酸和30kg硫磺粉，反应釜每两釜为一组（一正一副），升温，待正釜温度升至90℃时开始通氯气并控制正釜温度在96～100℃，副釜为85～90℃.反应开始2h时通氯量为45～55kg/h，反应中期提高到60～65kg/h，接近终点时为40～50kg/h，过程中未反应的氯气和不冷凝气体随醋酸蒸出，经冷凝器冷凝，气液分离后，液体流回正釜，气体通入副釜再反应。副釜出来的气体同样经冷凝器冷凝，气液分离后，液体流回副釜，气体进入尾气吸收装置。当正釜中的氯化液相相对密度达到1.35（80℃）时，停止通入氯气

5、，真空抽料到结晶釜中待结晶；然后按投料量向正釜加料，原来的副釜作为正釜，新装料的正釜作为副釜，重复前面的氯化过程。2.2.3主要的生产过程氯气，硫磺↓冰醋酸→预热→氯化→冷却结晶→过滤→成品↑-------------------↓母液循环母液排放硫磺催化法的特点与存在的问题特点：单套生产能力小，一般为500~2500吨；普通结晶法，吸滤或离心纯化，单耗高，产品质量低；有母液产生；投资小。存在的问题：间歇操作，工艺稳定性差，劳动强度大；反应周期长，单套生产能力小；氯化反应物中副产物高（4~8%wt），生产中有母液产生（10~20%wt

6、），原料单耗高；产品质量较低，生产高纯产品难度大。2.3乙酸酐法乙酸酐法是在乙酸酐的催化作用下，乙酸与氯气反应生成氯乙酸。其反应机理如下：在上述反应式中,HAi=HAC、MCA、HCl、H2SO4等。2.3.1间歇式的工艺条件生产工艺与硫磺法类似，使用醋酐做催化剂，采用主、副两釜串联，主要工序包括氯化、结晶、抽滤等过程。投料比控制：开始时为冰醋酸：醋酐=1:0.05（ω），氯化过程中醋酐的投入比为冰醋酸：醋酐=1:0.017（ω），每隔2h加一次，共加三次。温度控制：氯化主反应釜温度控制为95～105℃，氯化副反应釜温度控制在80～9

7、0℃.压力控制：氯化主反应釜的真空度控制为0.02～0.03MPa，氯化副反应釜的真空度控制在0.04MPa.氯化反应终点控制在相对密度达1.35（80℃）时，停止通氯。2.3.2连续式反应工艺连续式催化氯化反应制得氯乙酸，它是以醋酸和氯气为原料，乙酸酐为催化剂进行反应而得到的，但是在反应的过程中，乙酸酐会水解成醋酸，所以在这个反应中，乙酸酐同时还是原料，那么乙酸酐的量也是要随着反应的进行而不断添加的。2.3.3连续式的带控制点的工艺流程图2.3.4连续式工艺过程的详述醋酸、醋酐及循环返回的氯乙酰在氯化反应器内于90～140℃与氯反应

8、，反应很完全，残氯为痕量。反应产物在冷凝器内水冷，三种氯代醋酸、醋酸、醋酐凝出，不凝物进一步在冷凝器内冷凝，液相内主要是氯乙酰，返回反应器，气相主要是HCl，进一步净化后加工为浓盐酸。粗产品在真空蒸发器内加工后，蒸出的粗