专利名称：一种制备氯乙酸的方法
技术领域：
本发明涉及一种制备氯乙酸的方法，属化工技术领域。
氯乙酸是一种重要的化工中间体，由它可以生产羟基乙酸，甘氨酸、甲基甲氨酸、咖啡因等重要化合物。每年我国对氯乙酸的需求量为十五吨左右。目前国内外生产氯乙酸的工艺大部分是采用硫磺粉作催化剂，用醋酸与氯气直接反应。该方法生产氯乙酸的收率较低，一般在80-86％之间。纯度也不够理想，一般在95-97％之间。反应周期普遍较长，一般都在24小时以上。有文献报道用醋酸酐作催化剂，收率高于90％，选择性比硫磺粉好。但是，由于要加入15％重量的醋酸酐，而醋酸酐价格昂贵，使得产品经济成本太高。我国高纯度产品较少，而对高纯度氯乙酸的需求量每年都在上升。因此提高氯乙酸的收率和纯度具有重要的经济意义。
本发明的目的是设计一种制备氯乙酸的方法，改变催化剂成份和制备工艺，缩短生产周期，降低产品成本，并提高产品收率和纯度。
本发明制备氯乙酸的方法，包括下列各步骤(1)在相互串联的A、B两反应釜中分别投入100份冰醋酸、0.5-3.0份硫磺粉和0.5-5.0份醋酸酐；(2)将两反应釜的捷径通道关闭，同时使两反应釜升温至80℃-90℃时，开始通入氯气，氯气先通过A釜再进入B釜，通入速度为每小时50-60克，并通入冷凝水以保证反应釜恒温；(3)每隔一小时在釜外测定A釜内反应物的比重，当比重在80℃下达到1.33后，将A釜的反应温度升至90℃-100℃，保持2-3小时，B釜温度保持不变；(4)当A釜内反应物的比重在80℃下达到1.35-1.45时，减小氯气量，开通A釜和B釜间的通道；(5)继续反应当A釜内反应物的比重在80℃下达到1.35-1.355后，停止反应，向A釜中加入前次反应的母液50份，搅拌下缓慢降温结晶，将结晶减压干燥，即得产品氯乙酸。
本发明采用硫磺粉和醋酸酐混合作为氯化反应的催化剂，收率提高到92-94％，比纯硫磺粉作催化剂提高了近8个百分点。纯度可以提高到99％，达到高纯度标准。反应周期比原来工艺缩短一倍以上。
下面介绍本发明的实施例。
向500mL的A釜和500mL的B釜中分别投入400g冰醋酸、10g硫磺粉和4g醋酸酐。A和B釜之间串联，但捷径通道关闭。两个釜同时升温至85℃后，开始通入氯气，氯气先经过A釜再进入B釜，氯气通入速度为每小时55克。氯气和乙酸的反应是放热反应，因而需通入冷凝水以保证反应釜恒温。每隔一小时在釜外测定A釜内反应物的比重。当比重在80℃下达到1.33后，将A釜的反应温度升至95℃，保持两小时，B釜温度保持不变。当A釜的比重在80℃下达到1.34-1.345时，减小氯气量。开通A和B釜间的通道。当A釜的比重在80℃下达到1.35-1.355后，停止反应。向A釜中加入含有40％二氯乙酸和60％氯乙酸的母液200克。搅拌下缓慢降温结晶。抽干后，母液留着套用。将结晶减压干燥，得到产品氯乙酸。
将B釜作为A釜，在原来的A釜中重新投入400g冰醋酸、10g硫磺粉和4g醋酸酐为B釜，循环操作。平均反应周期为10小时，收率为94％左右。纯度为98.5％以上。用少量四氯化碳淋洗结晶表面后，纯度可达到99.3％以上。
实施例2向500mL的A釜和500mL的B釜中分别投入400g冰醋酸，8g硫磺粉和6g醋酸酐。A釜和B釜串联，关闭两釜之间通道捷径，两个釜同时升温至85℃后，开始通入氯气，氯气先经过A釜再进入B釜，氯气通入速度为每小时55克。氯气和乙酸的反应是放热反应，通入冷凝水以保证反应釜恒温。每隔一小时测定A釜的比重。当比重在80℃下达到1.33后，将A釜的反应温度升至95℃，保持2.5小时，B釜温度保持不变。当A釜的比重在80℃下达到1.34-1.345，减小氯气量。开通A和B釜间的通道。当A釜的比重在80℃下达到1.35-1.355后，停止反应，向A釜中加入循环用母液200克，搅拌下缓慢降温结晶。抽干后，母液留着套用。将结晶减压干燥，得产品氯乙酸。
将B釜作为A釜，按上述同样比例新配制一反应釜为B釜，循环操作。平均反应时间为8h，收率为93％左右，纯度为98.5％以上，用少量四氯化碳淋洗结晶表面后，纯度可达到99.3％以上。
实施例3向500mL的A釜和500mL的B釜中分别投入400g冰醋酸，8g硫磺粉和8g醋酸酐，A和B釜串联。两个釜同时升温至85℃后，开始通入氯气，氯气通入速度为每小时100克。氯气先经过A釜再进入B釜。氯气通入速度为每小时100克。氯气和乙酸的反应是放热反应，通入冷凝水以保证反应釜恒温。每隔一小时测定A釜的比重，当比重在80℃下达到1.33后，将A釜的反应温度升至95℃，保持3小时，B釜温度保持不变。当A釜的比重在80℃下达到1.34-1.345时，减小氯气量，开通A釜和B釜间的通道，当A釜的比重在80℃下达到1.35-1.355后，停止反应。向A釜中加入循环用母液300克，搅拌后缓慢降温结晶。抽干后，母液留着套用，将结晶减压干燥，得到产品氯乙酸。
将B釜作为A釜，按上述同样比例新配制一反应釜为B釜，循环操作，平均反应时间为6h，收率为92％左右，纯度为98％以上，用少量四氯化碳淋洗结晶表面后，纯度可达99％以上。
权利要求
1.一种制备氯乙酸的方法，其特征在于该方法包括下列各步骤(1)在相互串联的A、B两反应釜中分别投入100份冰醋酸、0.5-3.0份硫磺粉和0.5-5.0份醋酸酐；(2)将两反应釜的捷径通道关闭，同时使两反应釜升温至80℃-90℃时，开始通入氯气，氯气先通过A釜再进入B釜，通入速度为每小时50-60克，并通入冷凝水以保证反应釜恒温；(3)每隔一小时在釜外测定A釜内反应物的比重，当比重在80℃下达到1.33后，将A釜的反应温度升至90℃-100℃，保持2-3小时，B釜温度保持不变；(4)当A釜内反应物的比重在80℃下达到1.35-1.45时，减小氯气量，开通A釜和B釜间的通道；(5)继续反应当A釜内反应物的比重在80℃下达到1.35-1.355后，停止反应，向A釜中加入前次反应的母液50份，搅拌下缓慢降温结晶，将结晶减压干燥，即得产品氯乙酸。
全文摘要
本发明涉及一种制备氯乙酸的方法，该方法以冰醋酸为原料，在冰醋酸中通入氯气，将硫磺粉和醋酸酐混合作为氯化反应的催化剂，在相互串联的A、B两反应釜中，分别按比例投入原料和催化剂，关闭通道，同时使A、B两釜升温，达到一定的温度后通入氯气，并通入冷凝水以保证反应釜恒温。每隔一小时测定A釜内反应物的比重，根据比重改变A釜温度，反应一定时间后加入母液，降温结晶，即得产品。本发明产品成本低，产品纯度和产品的收率高。
文档编号C07C53/00GK1161955SQ9710368
公开日1997年10月15日 申请日期1997年3月28日 优先权日1997年3月28日
发明者沙耀武 申请人:清华大学