Способ получения хлороформа

 

Изобретение относится к получению хлороформа, который используют в качестве растворителя и сырья в производстве фторхлоруглеводородов. Способ осуществляют гидролизом гексахлорацетона водой в присутствии этаноламинов в качестве катализатора с одновременной отгонкой продукта реакции. Процесс осуществляют при 95-150^oС. Технический результат - увеличение выхода хлороформа.

Изобретение относится к химической технологии, а именно к способу получения хлороформа, который используется в качестве сырья в производстве фторхлоруглеводородов и растворителя.

Известны способы получения хлороформа путем газофазного или жидкофазного хлорирования углеводородов (Ф.Ф. Муганлинсий, Ю.А. Трегер, М.М. Люшин. Химия и технология галогенорганических соединений. - М.: Химия, 1991).

Недостатком способов является то, что при этом образуется большое количество четыреххлористого углерода, который имеет ограниченный спрос в связи с запрещением применения озоноразрушающих галоидуглеводородов, в том числе и четыреххлористого углерода.

Известен способ получения хлороформа из хлоральсодержащей смеси путем обработки щелочами, например известковым молоком при 50-80^oС с отпаркой образующегося хлороформа (авт.свид. СССР 125425, кл. С 07 С 19/04, 1960).

Недостатком способа является то, что образующийся при этом формиат кальция требует сложной очистки и переработки в муравьиную кислоту и ее производные. При этом, эти продукты не конкурентоспособны из-за более высокой цены чем аналогичные продукты, получаемые целевым синтезом.

Наиболее близким к заявляемому изобретению по совместимости признаков является японский патент 19927, 1968 г, по которому гексахлорацетон, полученный хлорированием ацетона, нагревают с раствором щелочи 0,95-1,15 моль на 1 моль гексахлорацетона при рН<10 и температуре <50 С, слои разделяют и получают хлороформ и водный раствор натриевой соли трихлоруксусной кислоты (Cl₃C)₂CO+NaOH--------->Cl₃CH+NaOCOCCl₃ (1) К недостаткам данной технологии относится то, что наряду с целевым продуктом - хлороформом образуется трихлорацетат натрия, на образование которого необходимо использовать щелочь. Трихлорацетат натрия ранее использовался как гербицид, а в настоящее время не применяется в связи с тем, что расход его составляет 12-60 кг/га (Н.Н. Мельников. Пестициды. Химия, технология, применение. - М.: Химия, 1987), используются гербициды нового поколения более экологичные, эффективные и с малым расходом.

Для исключения этих недостатков предлагается способ получения хлороформа с использованием в качестве исходного сырья гексахлорацетона, при этом его обрабатывают водой в присутствии этаноламинов в качестве катализатора с одновременной отгонкой образующегося хлороформа.

Существенным преимуществом предлагаемого изобретения является то, что выход хлороформа в отличие от прототипа (1) увеличивается вдвое и единственным побочным продуктом является диоксид углерода, утилизируемый известными методами.

Процесс осуществляют, дозируя гексахлорацетон и воду (в мольном соотношении 1: 1,01÷1,2) в водный раствор катализатора (моноэтаноламина, или диэтаноламина, или триэтаноламина, или диметиламиноэтанола, или их смесь, или любого другого этаноламина) при 95-150^oС. Образующийся при гидролизе гексахлорацетона хлороформ отгоняют из реакционной массы вместе с парами воды, охлаждают в холодильнике, конденсат подают в фазоразделителъ, где он расслаивается, водный слой возвращают в реактор, органический слой, представляющий собой хлороформ, непрерывно отбирают.

Ниже приведены примеры осуществления способа получения хлороформа, которые не ограничивают объем претензий, заявляемые данным изобретением.

Пример 1.

20%-ный водный раствор моноэтаноламина (30 г) нагревают до температуры 95-100^oС и дозируют в него гексахлорацетон со скоростью 25 г/ч и одновременно дозируют воду, которая берется в мольном соотношении 1:1,01÷1,2 к гексахлорацетону. Температуру реакционной массы поддерживают в тех же пределах. Выделяющиеся при этом пары хлороформа, воды и углекислый газ охлаждают в обратном холодильнике, оборудованным ловушкой-разделителем, из которой вода возвращается в реактор, а хлороформ собирается в сборник.

За 30 часов получено 668 г хлороформа, выход его составил 98,7%.

Пример 2.

27%-ный водный раствор диэтаноламина (30 г) нагревают до температуры 95-100^oС и дозируют в него гексахлорацетон со скоростью 20 г/ч. Далее так же, как описано в примере 1.

За 48 часов получено 847 г хлороформа, выход его составил 97,8%.

Пример 3.

35%-ный водный раствор триэтаноламина (30 г) нагревают до температуры 95-100^oС и дозируют в него гексахлорацетон со скоростью 15 г/ч. Далее так же, как описано в примере 1.

За 23 часа получено 304 г хлороформа, выход его составил 97,7%.

Пример 4.

33%-ный водный раствор диметиламиноэтанола (30 г) нагревают до температуры 95-100^oС и дозируют в него гексахлорацетон со скоростью 15 г/ч. Далее так же, как описано в примере 1.

За 54 часа получено 718 г хлороформа, выход его составил 98,3%.

Пример 5.

Водный раствор (30 г) смеси (моноэтаноламин - 78%, диэтаноламин - 7%, триэтаноламин -15%) с массовой долей 33% нагревают до температуры 95-100^oС и дозируют в него гексахлорацетон со скоростью 20 г/ч. Далее так же, как описано в примере 1.

За 43 часа получено 764 г хлороформа, выход его составил 98,5%.

Для интенсификации процесса и снижения потерь хлороформа при выделении его из газовой смеси целесообразно процесс проводить при повышенном давлении до 1 МПа, которое поддерживают за счет образования диоксида углерода. В этом случае температуру реакционной массы поддерживают 130-150^oС.

Пример 6.

25%-ный водный раствор моноэтаноламина (30 г) нагревают до температуры 95-100^oС и дозируют в него гексахлорацетон со скоростью 150 г/ч и одновременно дозируют воду, которая берется в мольном соотношении 1: 1,01÷1,2 к гексахлорацетону. За счет выделяющегося диоксида углерода поддерживают давление в системе до 1 МПа. При атом температуру реакционной массы поддерживают 130-150^oС. Далее так же, как описано в примере 1.

За 20 часов получено 2686 г хлороформа, выход его составил 99,3%.

Формула изобретения

Способ получения хлороформа гидролизом гексахлорацетона при повышенной температуре, отличающийся тем, что гексахлорацетон гидролизуют водой в присутствии этаноламинов в качестве катализатора при 95-150^oС с одновременной отгонкой продукта реакции - хлороформа.