[发明专利]氯乙酸母液的成分分离及应用

说明书

本发明属卤代乙酸的分离和提纯，特别是氯代乙酸的分离。

氯乙酸是重要的化工原料，目前国内生产氯乙酸的厂家在生产过程中要产生大量的氯乙酸母液，其中的主要成分是一氯乙酸和二氯乙酸、醋酸和少量的三氯乙酸和乙酰氯，由于这些母液所含成分的物理常数极为相似，用通常的分离方法难以分离，致使生产厂家的母液无用堆放或者简单地冷却结晶过滤得到少量极不纯的一氯乙酸，从而造成严重浪费和严重污染环境。

本发明的目的旨在提供一种有效的氯乙酸母液的分离和提纯工艺，得到高纯度的一氯乙酸产品并且使氯乙酸母液中的其它成分得以充分综合利用，减少环境污染。本发明工艺简单，生产自动化，效率高。

本发明的具体实施方案是通过分级蒸馏法进行分离和提纯氯乙酸母液，即首先从氯乙酸母液中常压蒸馏出醋酸和其它低沸物，蒸馏温度为50～135℃;然后减压蒸馏一氯乙酸和二氯乙酸混酸，测定混酸中一氯乙酸的含量，在减压蒸馏时加入相当于混酸中一氯乙酸1.5～2倍的共沸剂。蒸馏时的系统压力和液温以能快速馏出液体为宜，所送的条件分别为：

压力（P）  温度（T）

50mmHg  85～100℃

100mmHg  100～115℃

200mmHg  116～132℃

在蒸馏时，水冷凝管内通温水，最好是70℃的热水。将蒸馏收集的共沸混和物冷却至20℃，然后过滤出一氯乙酸结晶产品，滤液静置，待分层后分离出上层共沸剂可循环使用，下层混有一氯乙酸的二氯乙酸混和液并入蒸馏瓶余液中。

将上述蒸馏余液用酯化蒸馏装置加热至88℃，缓慢加入甲醇，边酯化边蒸馏，收集蒸出的92～97℃酯-水共沸液，待在此温度下不再馏出液体时，注入计量的水，继续酯化和蒸馏直至酯化和蒸馏完全。

将上述酯-水混和物静置，分出上层水后用稀Na₂CO₃中和至中性，水洗两次，用装2000mm玻璃分馏柱的蒸馏装置进行分馏，分别收集128～130℃和141～143℃的馏分，前者为一氯乙酸甲酯，后者为二氯乙酸甲酯。

本发明使用的共沸剂可以是煤油，取市售煤油用常压蒸馏法收集172～218℃的馏分。在分离氯乙酸母液之前先将其过滤，除去硫黄和其它固体物质。常压蒸馏得到的醋酸和其它低沸物可送至氯化釜中用于氯化反应，其中低沸物是氯乙酸生产的催化剂。

本发明每处理3.5吨氯乙酸母液，可得一氯乙酸1.5吨，一氯乙酸甲酯0.42吨和二氯乙酸甲酯1.2吨，消耗甲醇0.8吨。本发明不仅有效地分离和提纯氯乙酸母液得到高纯度的一氯乙酸而且还可使其它组分得到合理的综合利用，减少环境污染，降低生产成本。本发明设备工艺简单，操作连续，适合于大规模工业生产。

本发明突出的实质性特点可从下述实施例中得以体现。

实例1：

取1000ml四颈瓶，装好500mm填料玻璃分馏柱、400mm冷凝管和接收瓶，在四颈瓶中加入经过滤后的氯乙酸生产得到的母液600克，加热，常压蒸馏，52℃有少量液体馏出，维持加热120°～125℃，此时有大量馏出液体，加热至135℃，停止加热和蒸馏，得蒸馏液102克。在蒸馏瓶中加入300克共沸剂煤油，搅拌，在P＝100mmHg，T＝100～115℃条件下进行蒸馏，至温度下降，停止蒸馏，蒸馏液冷却至20℃，过滤得结晶一氯乙酸结晶191克，经测定一氯乙酸含量98.2%。

把上述蒸馏装置改成酯化蒸馏装置，加热至液体温度至88℃，开始滴加甲醇，随着温度升高加大甲醇滴加速度，于92～97℃温度范围内收集馏出液体至不馏出液体为止，然后滴加蒸馏水8毫升，继续酯化蒸馏至第二次不馏出液体，然后升温至108℃，待有少量液体馏出后停止加热蒸出的酯水混和物402克，静置，分出水层，得混和粗酯3.48克，将粗酯用5%的碳酸钠水溶液中和至中性，用20毫升水洗两次，然后将得到的混和酯在装有2000mm玻璃分馏柱蒸馏装置上进行分馏，分别收集128～131℃和141～143℃时的馏分72克和251克，按标准沪Q/11-142-82检验，二氯乙酸甲酯含量99.2%，一氯乙酸甲酯含量98.9%。

实例2：

取经过滤的母液500克，实验操作同实例1，得一氯乙酸156克（98.4%），一氯乙酸甲酯58克（99.0%），二氯乙酸甲酯205克（99.1%）。

实例3：

取经过滤的母液1000克，蒸馏出醋酸和其它低沸物，用减压蒸馏法，P＝100mmHg，T＝84～86℃（气相）、96℃（液相），其它实验操作用实例1，得一氯乙酸326克（98.4%），一氯乙酸甲酯124克（98.9%），二氯乙酸甲酯424克（99.1%）