СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НАТРИЕВОЙ СОЛИ МОНОХЛОРУКСУСНОЙ КИСЛОТЫ Российский патент 1998 года по МПК C07C51/41 C07C53/16 

Изобретение относится к области технологии хлорорганических соединений, а именно к способу получения натриевой соли монохлоруксусной кислоты, применяющейся в производстве монохлоруксусной кислоты, применяющейся в производстве натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы, красителей, гербицидов, витаминов группы В₆ и лекарственных средств.

Известен способ получения натриевой соли монохлоруксусной кислоты нейтрализацией монохлоруксусной кислоты водным раствором едкого натра при температуре 20-З5^oC и 10-50-кратном разбавлении водой (Патент ГДР N 216004, кл. C 07 C 53/16, 1984). Процесс проводят при интенсивном перемешивании с раздельной подачей реагентов в реактор с отводом тепла и рециркуляцией продукта.

Недостатками способа являются низкий съем целевого продукта с единицы реакционного объема и высокие энергетические затраты на выделение сухой натриевой соли монохлоруксусной кислоты, связанные с необходимостью удаления большого количества воды на стадии сушки.

Известен также способ получения сухой натриевой соли монохлоруксусной кислоты, по которому нейтрализацию проводят непрерывным введением водного раствора, содержащего до 80% монохлоруксусной кислоты и 20-26%-ного раствора карбоната натрия или 40-50%-ного водного раствора едкого натра в зону смешения. Образовавшийся при этом водный раствор натриевой соли монохлоруксусной кислоты подают на сушку в кипящем слое при 40-130^oC (Патент Швеции N 407797, кл. C 07 C 53/16, 1979).

Недостатками способа являются повышенные энергетические затраты на выделение товарной натриевой соли монохлоруксусной кислоты, вызванные необходимостью выпаривания значительных количеств воды, что не позволяет исключить гидролиз целевого продукта, приводящий к образованию гликолята натрия.

Наиболее близким по технической сущности является способ получения натриевой соли монохлоруксусной кислоты нейтрализацией, основанной на смешении кристаллической или расплавленной монохлоруксусной кислоты с безводным карбонатом натрия в смесителях непрерывного действия при температуре 90^oC (Отчет ГОСНИИХЛОРПРОЕКТа N 2840028418. Сборник рефератов НИР и ОКР, Химия, 1985, N 6).

Недостатками данного способа являются низкое содержание основного вещества в готовом продукте (не выше 94%), значительное разложение натриевой соли монохлоруксусной кислоты до гликолята натрия, а также низкая степень однородности химического состава товарного продукта. Так, например, колебания в содержании натриевой соли монохлоруксусной кислоты в одной партии достигает 4,0%.

При создании изобретения ставилась задача повысить качество натриевой соли монохлоруксусной кислоты за счет получения однородного продукта при проведении процесса нейтрализации суспензионным методом.

Это достигается тем, что в процессе нейтрализации монохлоруксусную кислоту используют в виде 40-56 мас.% раствора в маточном растворе, представляющим собой водный 40-44 мас.% раствор натриевой соли монохлоруксусной кислоты. При этом образование натриевой соли монохлоруксусной кислоты осуществляется за счет взаимодействия монохлоруксусной кислоты безводным порошкообразным карбонатом натрия, а реакционная смесь представляет собой суспензию карбоната натрия и натриевой соли монохлоруксусной кислоты в водном растворе натриевой соли монохлоруксусной кислоты. Нейтрализацию монохлоруксусной кислоты карбонатом натрия проводят до достижения конверсии монохлоруксусной кислоты не менее 90%, завершая процесс 42-45 мас.% водным раствором едкого натра с последующим центрифугированием и сушкой натриевой соли монохлоруксусной кислоты. Суммарное время нейтрализации составляет 4,5-5 часов.

Применение для нейтрализации маточника, содержащего более 56% мас.% монохлоруксусной кислоты, ограничено растворимостью ее в водном растворе, содержащем 40-44 мас.% натриевой соли монохлоруксусной кислоты. Использование маточного раствора с содержанием монохлоруксусной кислоты менее 40 мас.% экономически не целесообразно. Содержание натриевой соли монохлоруксусной кислоты в водном растворе на уровне 40-44 мас.% соответствует концентрации насыщенного раствора при температуре 18-25^oC, а применение концентрированных растворов гидроксида натрия (42-45 мас.%) обусловлено необходимостью минимального внесения воды в суспензию на стадии завершения реакции.

Пример 1. В реактор емкостью 1 дм³ снабженный рамной мешалкой и термометром, загружают 189,0 г 40 мас.% водного раствора натриевой соли монохлоруксусной кислоты (или маточника такого же состава после отделения кристаллической натриевой соли монохлоруксусной кислоты на предыдущей операции) и при перемешивании добавляют 189,0 г монохлоруксусной кислоты. После растворения монохлоруксусной кислоты в реактор в течение 3 ч. подают 95,4 г карбоната натрия. Дозировку соды ведут равномерно, поддерживая температуру реакционной массы 15-20^oC. По окончании дозировки соды реакционную смесь, представляющую собой концентрированную суспензию, выдерживают при перемешивании и температуре 15-20^oC в течение 1 ч., после чего добавляют 189,0 г маточника в течение 15 минут в три приема. После этого смесь выдерживают при перемешивании 45 минут для достижения конверсии монохлоруксусной кислоты 90,0% и более полного удаления углекислого газа.

По окончании выдержки в реактор дозируют 19,0 г 42 мас.% раствора гидрооксида натрия, разбавляют суспензию 340,2 г 40 мас.% водного раствора натриевой соли монохлоруксусной кислоты и отделяют центрифугированием твердую фазу, представляющую собой натриевую соль монохлоруксусной кислоты. Выделенную натриевую соль монохлоруксусной кислоты, содержащую 15 мас.% воды, направляют в сушилку с кипящим слоем и сушат при температуре 90^oC.

Получают 234,7 г продукта, содержащего 97,6 мас.% натриевой соли монохлоруксусной кислоты, 1,0% натриевой соли дихлоруксусной кислоты, 0,1% карбоната натрия, 0,75% воды, 0,45% хлорида натрия, 0,05% монохлоруксусной кислоты, 0,05% гликолята натрия.

Пример 2. В реактор емкостью 1 дм³, снабженный рамной мешалкой и термометром, загружают 189,0 г 44,0 мас.% водного раствора натриевой соли монохлоруксусной кислоты и при перемешивании добавляют 189,0 г монохлоруксусной кислоты. После растворения монохлоруксусной кислоты в реактор в течение 3 ч. подают 100,7 г карбоната натрия. Дозировку соды ведут равномерно, поддерживая температуру реакционной массы 15-20^oC. По окончании дозировки соды реакционную смесь выдерживают при перемешивании при температуре 15-20^oC в течение 1 ч. , после чего добавляют 189,0 г маточника в течение 15 минут в три приема. После этого смесь выдерживают при перемешивании 1 ч. для достижения конверсии монохлоруксусной кислоты 94,3% и более полного удаления углекислого газа.

По окончании выдержки в реактор дозируют 9,1 г 44 мас.% водного раствора гидроксида натрия, разбавляют суспензию 340,2 г 44 мас.% водного раствора натриевой соли монохлоруксусной кислоты, отделяют центрифугированием твердую фазу, представляющую собой натриевую соль монохлоруксусной кислоты. Выделенную натриевую соль монохлоруксусной кислоты, содержащую 12 мас.% воды, направляют в сушилку с кипящим слоем и сушат при температуре 100^oC.

Получают 234,6 г продукта, содержащего 97,0 мас.% натриевой соли монохлоруксусной кислоты, 1,0% натриевой соли дихлоруксусной кислоты, 0,3% карбоната натрия, 0,7% воды, 0,9% хлорида натрия, 0,05% монохлоруксусной кислоты и 0,05% гликолята натрия.

Пример 3. В реактор емкостью 1 дм³, снабженный рамной мешалкой и термометром, загружают 189,0 г 42 мас.% водного раствора натриевой соли монохлоруксусной кислоты и при перемешивании добавляют 189,0 г монохлоруксусной кислоты. После растворения монохлоруксусной кислоты в реактор в течение 3 ч. подают 103,8 г карбоната натрия. Дозировку ведут равномерно, поддерживая температуру реакционной массы 15-20^oC. По окончании дозировки соды реакционную смесь выдерживают при перемешивании при температуре 15- 20^oC в течение 1 ч., после чего добавляют 189,0 г маточника в течение 15 минут в три приема. После этого смесь выдерживают при перемешивании 1 ч., для достижения конверсии монохлоруксусной кислоты 96,6%.

По окончании выдержки в реактор дозируют 4,0 г 43 мас.%. водного раствора гидроксида натрия для завершения процесса нейтрализации. Затем разбавляют суспензию 340,2 г 42 мас.% водного раствора натриевой соли монохлоруксусной кислоты, отделяют центрифугированием твердую фазу, представляющую собой натриевую соль монохлоруксусной кислоты, с содержанием воды 14 мас.% направляют в сушилку с кипящим слоем и сушат при температуре 110^oC.

Получают 234,4 г продукта, содержащего 96,5 мас.% натриевой соли монохлоруксусной кислоты, 1,0% натриевой соли дихлоруксусной кислоты, 0,6% карбоната натрия, 0,6% воды, 0,05% монохлоруксусной кислоты, 1,19% хлорида натрия и 0,06% гликолята натрия.

В таблице приведено сравнение гранулометрического состава образцов натриевой соли монохлоруксусной кислоты, полученных предлагаемым и известным способами.

Как видно из приведенных примеров, предлагаемый способ позволяет не менее чем на 2,5% увеличить содержание основного вещества в натриевой соли монохлоруксусной кислоты и получить продукт практически неотличающийся в одной партии по химическому и гранулометрическому составу.

Натриевую соль монохлоруксусной кислоты получают нейтрализацией монохлоруксусной кислоты безводным карбонатом натрия до достижения конверсии монохлоруксусной кислоты не менее 90%. Процесс завершают обработкой 42 - 45%-ным водным раствором едкого натра, после чего смесь центрифугируют и сушат полученную соль. Также ведут нейтрализацию монохлоруксусной кислоты, содержащейся в маточном растворе. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Способ получения натриевой соли монохлоруксусной кислоты нейтрализацией монохлоруксусной кислоты безводным карбонатом натрия, отличающийся тем, что карбонат натрия добавляют до достижения конверсии монохлоруксусной кислоты не менее 90%, процесс завершают обработкой 42 - 45%-ным водным раствором едкого натра, после чего смесь центрифугируют и сушат натриевую соль монохлоруксусной кислоты. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что монохлоруксусную кислоту используют в виде 40 - 56%-ного раствора в маточном растворе, представляющем собой водный 40 - 44%-ный раствор натриевой соли монохлоруксусной кислоты.