[发明专利]一种催化精馏纯化一氯乙酸的方法

说明书

本发明公开了一种催化精馏提纯一氯乙酸的方法，该方法采用固定床催化精馏塔，将三氯乙酸、二氯乙酸、一氯乙酸和乙酸混合物料中的三氯乙酸和二氯乙酸转化为一氯乙酸，选择性达98％以上，其余为乙酸。催化剂为煤质活性炭负载的贵金属催化剂，混合物料和氢气经预热后，分别从塔中部和底部进入固定床催化精馏塔，在催化剂表面发生可控的脱氯反应，生成的氯化氢、副产物乙酸和剩余的氢气从塔顶部出，获得高纯的乙酸，沸点较高的一氯乙酸从塔底部出，获得纯度达99％以上的一氯乙酸。

技术领域

本发明属于选择性催化加氢技术领域，具体涉及一种选择性催化加氢脱氯制备高纯一氯乙酸的方法。

背景技术

一氯乙酸是一种重要的化工中间体，主要用于农业、医药、燃料等行业，是生产杀虫剂、除草剂、氯乙酸酯类和活性燃料的重要原料。一氯乙酸的生产需要用到乙酸和氯气，目前主流的生产方法是硫磺法和醋酐法，硫磺法效率低，存在较严重的环保问题，醋酐法比硫磺法更加高效环保，但前期投资成本较高。这两种生产方法都会产生二氯乙酸或三氯乙酸，降低了一氯乙酸的纯度，由于一氯乙酸、二氯乙酸和三氯乙酸的沸点比较接近，常规的精馏分离难度较大，成本高。通过选择性催化加氢脱氯将多氯乙酸转化为一氯乙酸，既能增加一氯乙酸的产量和纯度，又能降低分离纯化的成本。目前很多专利已经公开了醋酐法生产一氯乙酸过程中催化加氢脱氯去除二氯乙酸或纯化一氯乙酸(中国专利201680002040.7，201280035254.6，201680001978.7，00102226.1，201280035267.3)，能够有效地将一氯乙酸中少量的二氯乙酸转化为一氯乙酸，然而现有催化加氢工艺是将混有二氯乙酸和乙酸的一氯乙酸物料，经过加氢脱氯将二氯乙酸转化为一氯乙酸，生产一氯乙酸和乙酸的混合物，获得的混合物还需要进一步经过蒸馏等分离纯化才能够获得较高纯度的一氯乙酸。

发明内容

本发明针对现有技术不足，提供了一种多氯乙酸选择性加氢脱氯的方法，该方法采用固定床催化精馏塔，将三氯乙酸、二氯乙酸、一氯乙酸和乙酸混合物料中的三氯乙酸和二氯乙酸转化为一氯乙酸，选择性达98％以上，且一氯乙酸纯度达99％以上。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是在固定床催化精馏塔上进行多氯乙酸选择性加氢脱氯反应，所述多氯乙酸是三氯乙酸、二氯乙酸中任意一种或两者的混合物，固定床催化精馏塔从上到下由精馏段、催化段和提馏段组成，各段都装填有用催化剂载体稀释后的催化剂，从上到下各段催化剂的质量分数依次为10％～20％、70％～80％、10％～20％，具体方法由下述步骤组成：

1、催化剂装填

在固定床催化精馏塔中装填用煤质活性炭稀释的催化剂，按照催化剂稀释比例，从下向上分别为提馏段、催化段和精馏段，提馏段、催化段和精馏段中催化剂的质量分数依次为10％～20％、70％～80％、10％～20％。

2、前处理

从固定床催化精馏塔底部通入氮气置换塔内空气2小时，然后将氮气切换为纯氢气，同时将固定床催化精馏塔内以1℃/分钟的速度升温到200℃保持3小时，对催化剂进行活化和预处理，然后降温到140～180℃，在氢气中添加氯化氢气体，使氢气体积浓度为10％～40％，同时从催化段的进料口通入乙酸保持5小时。

3、催化精馏反应

将三氯乙酸、二氯乙酸、一氯乙酸和乙酸的混合物料预热到固定床催化精馏塔内温度后，将乙酸改为该混合物料连续通入，在催化剂表面发生脱氯反应，多余的氢气和氯化氢以及生成的氯化氢、乙酸从塔顶部出，获得纯度大于99.5％的乙酸，一氯乙酸从塔底部出，获得纯度大于99％的一氯乙酸。

上述催化剂为煤质活性炭负载的贵金属催化剂，且催化剂上负载有助剂，所述助剂为Mg和Al，负载的贵金属为Pd、Pt和Ag；以催化剂计，贵金属总负载量为0.9％～1.1％，助剂负载量为0.3％～0.5％，其余为载体；其中煤质活性炭为圆柱形，直径1.5mm，长3～12mm，压碎强度为15～40N/cm，其是以无烟煤为原料制备的。