[发明专利]合成羟基乙酸的新工艺

说明书

本发明涉及工业化合成羟基乙酸的新工艺，特别是由羟基乙腈经水解、萃取、浓缩等步骤来合成羟基乙酸的新工艺。

在已知文献中，U.S.Patent 3,867,440公开的是：羟基乙腈在催化剂亚磷酸或亚硫酸(其Pka在1.5—2.5)的作用下水解来制备羟基乙酸，水解温度为75—175℃，最佳为140—150℃，羟基乙腈与酸的摩尔比为1—2∶1。

US4,054,601揭示了从含有杂质的水溶液中回收纯羟基乙酸的方法，该方法是将88％的羟基乙腈与55％的硫酸在135—140℃的温度下水解3小时，然后用三烷基磷酸酯(采用的是三丁基磷酸酯)和二烷基醚(采用的是二异丙基醚)以1∶1混合的萃取剂进行分离，再用水反萃取，得到纯净羟基乙酸，羟基乙酸的浓度为18—20％。    

本发明目的是为了提供一种工艺简单，并可进行大工业化连续生产，由羟基乙腈经水解、萃取、浓缩等步骤来合成羟基乙酸的新工艺。

本发明主要包括两大内容，其一是采用新的原料合成羟基乙酸，即以浓度为40—50％羟基乙腈为原料经酸性水解合成羟基乙酸，其化学原理如下：其二是采用合适的有机溶剂作萃取剂，使羟基乙酸从含有其他水溶性盐、酸、碱的混合物中分离出来，取得纯净的羟基乙酸，具体过程是这样进行的：

(一)合成羟基乙酸

由37％甲醛(国内市场广泛而大量供应的规格)与纯氢氰酸(液态，可以是石化行业丙烯腈的副产物，也可以是天然气安氏法制备，以及轻油裂解制备和氰化钠与硫酸反立制得等)在酸性或碱性催化条件下合成羟基乙腈水溶液，此溶液的浓度为40—50％，在酸性介质中水解羟基乙腈得羟基乙酸的混合水溶液，所用的酸性介质是硫酸、磷酸、硝酸、盐酸，以及它们的混合酸，特别是浓度为60—98％的硫酸。水解反应是在常压下进行的，其温度为100—160℃，最佳为115—130℃，反应时间为1—10小时，最佳为4—7小时，其中羟基乙腈与硫酸的摩尔比为1.8—2.0∶1。

(二)萃取分离羟基乙酸

用一种由多种有机溶剂按一定配比组成的萃取剂与上述羟基乙酸混合水溶液接触，将羟基乙酸萃取出来，萃取温度为5—45℃，萃取剂与羟基乙酸混合液的用量之比(根据羟基乙酸的浓度及萃取要求的级数)为1—4∶1(体积比)，萃取级数：(根据不同的萃取剂和羟基乙酸的浓度)为6—10级。

萃取剂是由(1)含磷有机化合物，如烷基膦酸二烷基酯，三烷基氧化膦，其中烷基的碳原子数为1—10，最好为6—8；(2)含氮有机化合物：如三烷基胺，其中烷基的碳原子数为1—10，最好为6—8；(3)含硫有机化合物：如二烷基亚砜，其中烷基碳原子数为1—10，中的一种或几种以及有机稀释剂，如：磺化煤油，二烷基酮等组成的，其中有机化合物与有机稀释剂的配比为0.1—1∶1(体积比)。(三)反萃取和浓缩

用纯净的水对含有羟基乙酸的萃取剂进行反萃取，得到纯净的羟基乙酸溶液，反萃取的温度为5—45℃，萃取剂与水的用量之比为1—6∶1，反萃取级数为2—6级。

经反萃取后得到纯净的羟基乙酸水溶液，羟基乙酸的含量为5—20％，将该水溶液在减压条件下进行蒸发浓缩，温度控制在50—75℃，浓缩后得到30—70％的羟基乙酸。

(四)萃取后的反应混合液可经蒸发浓缩，冷却结晶，分离等步骤，得到纯净的固体铵盐。如硫酸铵等，可作工业原料和农用肥料。

本发明与已有的方法相比，具有明显的优越性，以浓度为40—50％的羟基乙腈为原料经酸性水解合成羟基乙酸(1)原料来源广泛，价格低；(2)反应条件温和，(3)可进行工业化生产，有生产和经济上的可行性。采用合适的萃取剂萃取得到纯净的羟基乙酸溶液(1)工艺简单，并可进行大工业化连续生产；(2)该法不仅适用于以羟基乙腈为原料经酸性水解合成的羟基乙酸，而且也适用于以氯乙酸为原料，碱性水解得到的羟基乙酸，以及其他原料或工艺方法得到的羟基乙酸，如氰化钠和甲醛反应得到羟基乙酸钠，然后酸化得到羟基乙酸；农药等行业副产物羟基乙酸钠酸化后得到羟基乙酸等等；(3)该法尤其适用于以羟基乙腈为原料生产的羟基乙酸，因为该路线反应后是铵盐和羟基乙酸的混合物，当羟基乙酸提取后，余下的铵盐也是工业原料和农用肥料，这样可使整个工艺路线实现无害、无污染生产，经济效益和社会效益都显著。

下面列举本发明几个具体的实施例