Способ получения натриевой соли монохлоруксусной кислоты

 

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.

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.

Формула изобретения

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.

РИСУНКИ

Рисунок 1