專利名稱：催化氯化法生產三氯乙醛新工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種中間體化工原料的生產工藝，具體說是一種催化氯化法生產三氯乙醛新工藝。
三氯乙醛是一種化學工業中最基本的中間體化工原料，用途很廣。主要用于制造農藥殺蟲劑，如敵百蟲、敵敵畏，除草劑三氯乙醛脲，醫藥上用于生產氯霉素、合霉素、催眠劑水合三氯乙醛等，還可用于生產二甲基甲酰胺、氯仿等其它有機原料。
三氯乙醛生產工藝路線有乙醇氯化法和乙醛氯化法。國外一般以乙醛氯化法路線為主，氯化過程中也采用三氧化二銻(Sb2O3)、氯化氫+氯化鈣水、三氯化銻等作為催化劑，三氯乙醛收率約72～80％。而國內一般以乙醇為原料，在階梯式或塔式設備中進行連續氯化，反應過程中沒有使用催化劑，因而生產三氯乙醛(100％)，每噸耗95％乙醇高達500～560kg，三氯乙醛收率僅約58.6～65.6％(其理論消耗95％乙醇328kg)。近40年來，國內生產三氯乙醛的技術工藝十分落后，其行業協會也多次組織國內生產廠家，齊心協力，籌備資金技術，刻苦攻關。二十多年來，從過去49％的收率提高到65％，技術上前進了一大步，但距理論收率還有較大差距。其原因在于，現有三氯乙醛生產工藝的反應過程中，不可避免產生大量氯乙烷副產物，中間體氯油中還含有未氯化完全的一氯水合乙醛、二氯水合乙醛、一氯乙醛半縮醛，二氯乙醛半縮醛等半中間體。現有三氯乙醛工藝極大地阻礙了乙醇原料氯化完全，增加了三氯乙醛成品中雜質的含量，對提高后續產品如敵百蟲的收率和質量增加困難。
本發明的目的在于克服現有三氯乙醛工藝中的不足，提供一種簡便有效的生產三氯乙醛新工藝，優化完善技術設備條件，降低乙醇原料消耗，提高三氯乙醛成品質量和收率，增強其后續產品的市場競爭力。同時，大大降低原工藝中的副產物氯乙烷排放量，保護全人類的生態環境。
本發明的目的是這樣實現的在國內現有階梯式或塔式設備工藝中，乙醇和氯氣的加料方式與分子比例1∶4.5仍維持不變，即乙醇從高位鍋加入，氯氣從低位鍋加入，中位和低位鍋冷卻回流設備和工藝條件不變，但高位鍋冷卻面積要增加10～12m2，降低冷卻回流溫度至-15℃，以滿足因乙醇加速氯化而產生大量熱量后的冷卻回收工藝要求。同時，氯化溫度由原工藝指標60～110℃調整為70～95℃，催化劑采用稀硫酸及鈉鹽，按乙醇加入量的3～5％，從高位鍋、中位鍋、低位鍋同步加入。最后得到含三氯乙醛70～76％、含酸4.5～5.5％的中間體氯油，此時氯油比重為1.580～1.595(20℃)。然后，將此氯油與濃硫酸按2∶1.5的重量比，投入蒸餾鍋，加熱回流1.5小時，經蒸餾脫水，收集沸程96～108℃正品三氯乙醛。
氯化反應總的化學反應式為 本發明的優點①投資少，見效快本發明要求增加部分管道及10～12m2冷卻設備面積，同時，須降低鹽水冷卻溫度。
②本發明只增加乙醇總量3～5％的催化劑。催化劑購價只有200～300元/噸，而使用催化劑后，加速了乙醇轉化為三氯乙醛過程，提高了三氯乙醛收得率，降低原料成本。經測算，本工藝生產每噸100％三氯乙醛，可降低95％的工業乙醇30～50kg，節約96～99％的氯氣180～300kg，按目前市場價，乙醇4000元/噸，氯氣2200元/噸計算，可節省成本516～860元/噸，大幅度降低三氯乙醛原料成本，增強其后續產品敵百蟲、敵敵畏的市場競爭力，并發揮出良好的經濟效益。
③本發明采用了稀硫酸及鈉鹽為催化劑，可以加速乙醇氯化，消除了原工藝中生產三氯乙醛含少量一氯乙醛和二氯乙醛雜質，中間體氯油含醛量可達73～76％，提高了三氯乙醛的質量及其后續產品質量與收率。經檢測，本法生產的三氯乙醛含量達97.5～98％，敵百蟲含量92～93％，收率提高2％。
④采用催化劑后，大幅度減少氯乙烷副產物排放量，極大地保護了自然生態環境，發揮出良好的社會環保效益。
下面結合附圖
介紹二個實施例圖I是本發明的工藝流程圖。
實施例一1、備料按工業乙醇1000kg，催化劑稀硫酸及鈉鹽30kg，液氯(或氯氣)6000kg備齊原料。
2、投料反應將工業乙醇和催化劑同時從反應設備的高位鍋、中位鍋、低位鍋連續加入，再將氯氣從反應設備的低位鍋連續加入，使其在70～95℃條件下于高、中、低位鍋連續氯化反應，反應過程中的冷卻回流液進入本鍋，氣體進入上一反應鍋，反應的最后尾氣，經冷卻回收乙醇等低沸點物料后，用水降膜吸收塔吸收制成31％的合格鹽酸產品。
3、將合格的氯油存入氯油接受罐。
4、將氯油定量投入蒸餾鍋，按2∶1.5重量比加入濃硫酸，加熱回流1.5小時。
5、收集96～108℃沸程范圍內的正品三氯乙醛。
6、收集完畢后，再收集108～135℃沸程范圍的高沸物，待高沸物積累到2噸時，再投入蒸餾鍋。此時只需加濃硫酸150kg，加熱回流1小時，收集96～108℃沸程內的正品三氯乙醛，二次高沸物又集中處理。
7、產品三氯乙醛待用或裝桶外銷。
實施例二1、備料按工業乙醇1000kg，催化劑稀硫酸及鈉鹽50kg，氯氣6000kg，備齊原料。
2、再經實施例I其余工藝，制備出三氯乙醛產品。
權利要求
1.催化氯化法生產三氯乙醛新工藝，包括備料，將所備原料中的工業乙醇從階梯式或塔式反應設備的高位鍋處加入，同時將氯氣從反應設備的低位鍋處加入，其乙醇與氯氣的分子比例為1∶4.5，在60～110℃溫度條件下，連續反應得到含三氯乙醛70～73％、含酸4.5～5.5％的中間體氯油，然后將氯油與濃硫酸按2∶1.5重量比投入蒸餾鍋加熱回流1.5小時，最后蒸餾回收96～108℃沸程范圍內的三氯乙醛產品，其特征在于備料工序中除按原工藝標準備齊工業乙醇和氯氣之外，還按工業乙醇重量的3～5％備齊由稀硫酸和鈉鹽組成的催化劑；在投料工序中，在投入工業乙醇和氯氣的同時，將催化劑從反應設備的高、中、低位鍋同步加入，使其在70℃～95℃的溫度條件下連續氯化，氯油的終點比重為1.580～1.595(20℃)。
2.根據權利要求1所述催化氯化法生產三氯乙醛的新工藝，其特征在于在反應設備的高位鍋或塔頂部增加10～12m2的冷卻設備，使冷卻回流溫度保持在-15℃，以滿足因加速乙醇氯化所產生的大量熱量而帶出低沸點物料冷卻回收要求。
全文摘要
一種催化氯化法生產三氯乙醛新工藝,是在現有階梯式或塔式設備工藝基礎上,增加部分管道及設備,調整氯化反應溫度,反應過程中,添加3～5%的催化劑,加速乙醇氯化反應速度,控制系統副反應,減少氯乙烷副產物生成量,消除中間體氯油中的一氯水合乙醛等半中間體。因此節約原料,降低生產成本,減少氯乙烷排放,保護了自然生態環境。提高了三氯乙醛及其后續產品質量和收率,增強產品的市場競爭力,適合以乙醇為原料生產三氯乙醛的廠家使用。
文檔編號C07C45/29GK1388108SQ01114498
公開日2003年1月1日 申請日期2001年5月28日 優先權日2001年5月28日
發明者王光華 申請人:王光華