Способ получения дихлоргидрина глицерина Советский патент 1985 года по МПК C07C31/34 

Изобретение относится к усовершен ствованию способа получения дихлоргидрина хлицерина, который может быть использован в химической промыш ленности. Известен способ получения дихлоргидрина глщерина, включающий две стадии получения хлорноватистой кис лоты, образующейся при взаимодействий системы хлор - вода - известняк, с последукщей реакцией раствора НОС1 с диспергированньм в водной среде хлористым аллилом. Метод реализован в про№апленности и отличается сравни тельно высокими показателями прежде всего по выходу целевого продукта, которьй достигает 90% по хлористо му аллилу J . Недостатками способа является двухстадийное получение дихлоргидрина глицерина, необходимость использ вания дорогостоящего и дефицитного оборудования на стадии получения хлорноватистой кислоты. Известен способ получения дихлоргидрина глицерина взаимодействием хлористого аллила (ХА) с хлорноватис той кислотой, исключающий стадивэ получения хлорноватистой кислоты, который внедрен в промышленность. Сущность способа заключается в том, что хлор - газ с концентрацией не менее 70 об.% хлора, вводится в слой водной среды, нагретой не ниже 20 С, в который направляется поток испаренного хлористого аллила в смеси с газом - разбавителем, например азотом. При этом растворение реагентов организовано в одной колонне, заполненной водой, причем хлор вводится ниже потока хлористого аллила. Наряду с дихлоргидрином глицерш1а в этом процессе образуется значительное количество так называемой органическо фазы. В состав последней входят побочные продукты реакции трихлорпропан, сложные эфиры, смолы, а также абсорбированные ими дихлоргидрин . глицерина и хлористый аллил И. Несмотря на сравнительно высокую производительность этого процесса 23 г дихлоргидрйна в 1 ч с 1 л реакционной зоны (это :связано с организацией раствор1ения хлЬра и хлористого аллила в одной колонне с водой) вьЕход целевого продукта по хлористому аллилу не превьшает 80% (конверсия хлористого аллила 89%, селективность 89%). Низкий выход дихлоргидрйна глицерина объясняется возможностью взаимодействия свободного хлора с хлористым аллилом и побочными продуктами реакции, что приводит к увеличению количества органической фазы и содержания в ней дихлоргИдрина глицерина и хлористого аллила (содержание дихлоргидрйна .76%). Таким образом, в связи с низкой растворимостью как хлора, тйк и хло ристого аллила в водной среде, решающую роль для увеличения выхода дихлоргидрйна глицерина играет организация взаимодействия реагентов и интенсификация их растворения в водной среде. Наиболее близким к предлагаемому является способ получения дихлоргидрина- глицерийа взаимодействием ХА с хлорноватистой кислотой, позволяющей заметно интенсифици ровать взаимодействие реагирующих потоков в водной среде и растворение реагентов. Принцип способа заключается в создании естественной циркуляции водной среды, причем хлор и хлористый аллил растворяют в различных колонных, и а в третьей колонне осуществляют взаимодействие между реагентами. При этом решающим фактором успешного проведения процесса является то, что растворение хлора и хлористого аллила проводят раздельно в восходящих потоках водной среды, а их взаимодействие -в нисходящем. Температура реакции ЛО-ЭОС, соотношение хлористьй аллил/хЛор 1,00-1,10. Благодаря раздельному растворению хлора и хлористого аллила, интенсификация этого процесса и взаимодействия реагентов за счет естественной циркуляции водной среды, выход дихлоргидрйна глицерина достигает 98,3% по хлористому аллилу рД. I .; Несмотря на высокие показатели йо выходу дихлоргидрйна глицерина этот способ имеет существенный недостаток - весьма низкую производительность по целевому продукту, которая не превышает 13-16 г/ч, что объясняется необходимостью проводить растворение хлора и хлористого алпила в двух различных колоннах с восходящим потоком водной среды, а их взаимодействие в, нисходящем, т.е. иметь два контура циркуляции. Кроме этого,

поскольку смещение реагентов происходит в верхней зоне водной среды (взаимодействие; в нисходящем потоке), то происходит десорбция части растворенных хлора и хлористого аллила, что приводит к потерям сьфья.

Цель изобретения - увеличение производительности процесса.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения дихлоргидрина глицерина взаимодействием ХА и хлорноватистой кислотой при естественной циркуляции водной среды, имеющей восходящий и нисходящий потоки при 20-90°С посредством растворения ХА в восходящем потоке и отдельного растворения хлора с образов1знием хлорноватистой кислоты с последующим их взаимодействием в циркуляционном потоке, растворение хлора ведут в -нисходящем потоке циркулирующей водной среды, а взаимодействие хлорноватистой кислоты с раствором хлористого аллила в восходящем потоке при скорости циркуляции 0,1-0,2 м/с, отношением высот жидКос-ти над местами вводов реагентов сЛ , равном 1,09-1,5 и отношением рб ьемной подачи хлора к объемной скорости нисходящего потока в пределах (О,005-1);1.

Отличительньми особенностями способа является растворение хлора в нисходящем потоке циркулирующей водной среды и взаимодействие хлорноватистой кислоты с раствором хлористого аллила в восходящем потоке при скорости циркуляции 0,1-0,2 м/с отношении высот жидкости над местами ввода реагентов оС , равном 1,ОУ1,5 и отношением объемной подачи хлора к объемной скорости нисходяlESero потока в пределах (0,005-1):1.

На чертеже изображена схема осуществления предлагаемого способа.

В циркуляционный контур, заполненный водной средой, в восходящий поток жидасости вводят смесь хлористого аллила с азотом, а хлоргаз раздельно от последних подают в нисходящий поток водной среды выше уровня подачи смеси хлористого аллила и азота. Образовавшаяся при растворении хлора хлорноватиста кислота смешивается в кубе контура с восходящим потоком хлористого аллила с об разованием .дяХлоргидрШ1а глицерина. Температу59918 4 : . РУ реакции поддерживают 20-90 1, . соотношение реагентов - близким к стехиометрическому.

Проведение процесса таким способом позволяет повысить производительность процесса.

Пример 1. Способ получения дихлоргидрина глицерина реализуют, например, в аппаратах с коаксиаль10 нь1м расположением труб.

Проводят хлоргидрирование в реакторе высотой 1100 мм и диаметром 40 мм. Диаметр и длина внутренней циркуляционной трубы равны соответственно, 20 и 600 мм. Хлор вводят в .зазор между внешней и внутренней трубами выше уровня подачи смеси хлористого аллила и азота на 200 мм. При этом отношение глубины ввода 20 смеси хлористого аллила к глубине ввода хлора (о) составляет 1,5. Газы диспергируют в воде через фильтр Шотта. Воду направляют в верхннио часть реактора в количестве 25 600 г/4,, расход хлористого аллила поддерживают равным 14,4 г/ч, хлор подают в количестве 13,6 г/ч, т.е. соотношение реагентов выдерживают практически стехиометрическим, т.е. 30 мол. Процесс ведут при 45с. Объем реакционной зоны, в которую вводят воду, составляет 0,78 л, а сепарационного пространства, служащего каплеотделением - 0,6 л. Для организации устойчивой циркуляции водной среды (во время проведения хлоргидрирования) перед введением реагентов - хлора и хлористого алгила - сначала в водный слой внутР ренней циркуляционной трубы вводят азот в количестве 5,8 л/ч. При этом скорость циркуляции воды (V) поддерживают равной 0,2 м/с, а затем подают одновременно хлор и хлористьй 5 аллил. При заданной скорости циркуляции (0,2 м/с), отношение объемной подачи хлора к объемной скорости нисходящего потока (J&) составляет 0,0065.

g Материальный баланс процесса хлор-гидринирования хлористого аллила представлен в табл. 1.

Концентрация дихлоргидрина глицерина в водной среде составляет 5 40 г/л, хлористого водорода 11,5 г/л. Выход дихлоргидрина глицерина (ДХГ)

по хлористому аллилу достигает 98,8% от Т®оретнческого, тргхлорпропана

0,063%, эфиров 0,57%. Производительность процесса по ДХГ составляет 31 г/л в 1 ч с реакционной зоны.

В табл. 2 приведены результаты примеров вьшолнения способа, отражающие зависимость показателей процесса и устойчивости функционирования циркуля191онного контура в зависимости от

скорости нисходящего потока (V), от.

ношения глубины ввода хлористого аллила кг глубине ввода хлора ( о( ) и отношения объемной подачи хлора к объемной скорости нисходящего водного потока (J),

Таким образом, предлагаемый способ позволяет повысить производительность процесса до 31 г/л ч против 13,4 г/л ч.

Таблица 1

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ. ДИХЛОРГИДРИНА ГЛИЦЕРИНА взаимодействием хлористого аллила с хлорноватистой, кислотой при естественной циркуляции водной среды, имеющей восходяХлор щий и нисходящий потоки, при 20-90 С. путем растворения хлористого аллила в восходящем потоке и отдельного растворения хлора с образованием хлорноватистой кислоты с последующим их смешением и взаимодействием в циркуляционном потоке, о .т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью увеличения производительности процесса, растворение хлора ведут в нисходящем потоке циркулирующей водной среды, а взаимодействие хлорноватистой кислоты с раствором хлористого аллила - в восходящем потоке при скорости циркуляции 0,1-0,2 м/с, отношении высот жидкости над местами вводов реаген- . тов с равном 1,09-1,5, и отноше(Л нием объемной подачи, хлора к объемной скорости нисходящего потока в пределах (О,005-1):1. Х/Юрисапт влйМ ffMHt 01 t;o 00

Таблица 2

0,14 40 И,5 г/ч

0,14 40 11,5 Г

0,3 39,7 И,5

0,44 39,2 11,2

1,3 36,5 10,0

0,19 0,14 40 11,5

f-

2,3 1,3 36,5 10,0

продолжимне табл. 2

31 Циркуляиня устойчнв&я,хло

0,63 . 0,57 ра в сепарационмон прост - i ранстве не обнаружено

.31 Циркуляция устойчивая,хло0,75 0,45 ра в сепарациоинрм пространстве не обнаружено . .

.-31 . Циркуляция устойчивая,но в

1,2 . 0,8 cenaitiauHOHiioM пространства обнаружены следы хлора 30 Циркуляция достаточно ус2,1 1,4 тойчивая,но имеет-место проскок хлора до 0,3 г/ч

28 Циркуляция неустоАчивая,в

7,6 2,2 отдельные моменты имеет место обращение направления движения водной среды (т.е. когда нисходящий поток становится восходящим)

j

. 0,75 0,45 31

Хлорные пузырьки периодически то уменьшают, то вновь .увеличивают скорость циркуляции.Циркуляцию нельзя считать устойчивой

28 Происходит захват части не7,6 2,2 раствОренного хлора & восхс дящий поток, что приводит к образованию побочных аро дуктов,