способ получения 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты

Формула изобретения

Способ получения 2,4-дихлорфеноксиуксусной (2,4-D) кислоты путем выделения из натриевой соли 2,4-D кислоты в водной среде соляной кислотой при температуре выше температуры плавления 2,4-D кислоты с получением в водной среде плава 2,4-D кислоты в виде тяжелой фазы и солей соляной кислоты, являющихся продуктом реакции, отличающийся тем, что перед выделением 2,4-D кислоты соляной кислотой, натриевую соль 2,4-D кислоты разбавляют водой до полного ее растворения при температуре плавления 2,4-D кислоты в реакционной среде, а выделенный плав 2,4-D кислоты промывают от солей соляной кислоты в состоянии водной эмульсии плава 2,4-D кислоты, создаваемого в замкнутом циркуляционном контуре горячей циркуляции продуктов реакции, после чего производят грануляцию и кристаллизацию 2,4-D кислоты путем подачи введенного в реакцию количества потока водной эмульсии плава 2,4-D кислоты из горячего контура циркуляции в захоложенную суспензию гранул и кристаллов 2,4-D кислоты в водно-солевой среде, полученную охлаждением вышеуказанной эмульсии и находящуюся в состоянии холодной циркуляции по замкнутому контуру при температуре ниже температуры застывания плава 2,4-D кислоты с отводом тепла, полученные же гранулы и кристаллы 2,4-D кислоты отделяют от водно-солевой фазы известным способом.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способам получения производных феноксиуксусной кислоты, а именно 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты, которые используются в качестве гербицидов для злаковых культур.

Известен способ получения 2,4-дихлорфеноксиуксусной (2,4-Д) кислоты, заключающийся в том, что фенол хлорируют до дихлорфенола, полученный продукт конденсируют с монохлоруксусной кислотой в щелочной среде, полученную натриевую соль 2,4-Д кислоты фильтруют для очистки от избыточного дихлорфенола, после чего подкисляют соляной кислотой, полученную 2,4-Д кислоту фильтруют с целью отделения от NaCl, [1].

При выделении натриевой соли 2,4-Д кислоты соляной кислотой в холодном состоянии NaCl входит во внутренние структуры кристалла 2,4-Д кислоты и NaCl трудно удалить от целевого продукта фильтрацией, даже если она проводится многократно с промежуточной репульпацией.

Наиболее близким к сущности данного изобретения является способ получения 2,4-Д кислоты для дальнейшего получения аминной соли 2,4-Д кислоты, в котором полученную по известной технологии натриевую соль 2,4-Д кислоты подкисляют соляной кислотой и процесс выделения 2,4-Д кислоты ведут при температуре выше температуры плавления 2,4-Д кислоты [2]. При переходе 2,4-Д кислоты в расплав происходит ее мгновенное осаждение в нижний слой. Содержание воды в исходной суспензии натриевой соли 2,4-Д кислоты составляет 57%, а содержание NaCl в плаве 2,4-Д кислоты в этих условиях не превышает 0,6%.

Недостатком способа является трудность поддержания 2,4-Д кислоты в виде расплава и сравнительно большое содержание NaCl в расплаве. 2,4-Д кислота в водной среде находится в состоянии расплава при температуре около 95-98^oC в зависимости от содержания в примеси изомеров. Этот расплав содержит до 15% растворенной воды. При поддержании 2,4-Д кислоты в виде расплава производят подогрев стенок оборудования при температуре около 100^oC. В контактной зоне расплава с обогреваемой стенкой при длительном контакте происходит подсушка пограничного слоя 2,4-Д кислоты, при котором содержание воды в расплаве уменьшается, а температура плавления возрастает выше температуры кипения окружающего водно-солевого слоя. При полном отсутствии влаги в пограничном слое температура плавления 2,4-Д кислоты поднимается до 139^oC, при котором общая водяная среда, обладающая температурой кипения около 100^oC, создает условия для отложения неплавящейся при температуре кипения воды 2,4-Д кислоты, откладывающейся в виде твердого монолита на стенках оборудования. Одновременно в тех зонах, где температура стенки ниже температуры плавления 2,4-Д кислоты, происходит отложение твердой 2,4-Д кислоты с температурой застывания около 95-98^oC. Отсюда видна трудность поддержания температуры стенки в пограничном слое, контактирующем с расплавом 2,4-Д кислоты. Аналогичные трудности вызывает унос паров 2,4-Д кислоты в воздушник - трубопровод соединения аппарата с атмосферой, где при температуре стенки этих трубопроводов ниже 95-98^oC происходит отложение твердой 2,4-Д кислоты на стенках труб, полностью забивая сечение трубопровода.

Цель изобретения - улучшение технологичности при получении расплава 2,4-Д кислоты, как способа, позволяющего снизить содержание NaCl в массе 2,4-Д кислоты путем промывки мелкодисперсной эмульсии в водной среде и вывода 2,4-Д кислоты в твердом состоянии из водно-солевой фазы.

Поставленная цель достигается тем, что натриевую соль 2,4-Д кислоты растворяют в горячей воде до полного растворения при температуре плавления 2,4-Д кислоты в реакционной среде и вводят совместно с соляной кислотой в контур горячей циркуляции водной эмульсии расплава с температурой контура выше температуры плавления 2,4-Д кислоты в воде, реакционную же массу в виде водной эмульсии расплава 2,4-Д кислоты из этого контура подают в циркуляционный контур холодной циркуляции водной суспензии гранул и кристаллов 2,4-Д кислоты с температурой контура циркуляции ниже температуры застывания расплава 2,4-Д кислоты в водной среде. Отделение гранул и кристаллов 2,4-Д кислоты от водно-солевой фазы производят любым известным способом. При горячей циркуляции расплава в виде водной эмульсии исключается контакт 2,4-Д кислоты в виде сплошной фазы с обогреваемой поверхностью, а предварительный нагрев натриевой соли 2,4-Д кислоты исключает необходимость подвода тепла через теплопередающие поверхности при выделении, т.е. исключается подсушка и забивание оборудования и трубопроводов. Обработка эмульсии в циркуляционном контуре позволяет промывать 2,4-Д кислоту от NaCl в горячей воде при больших соотношениях "вода:расплав 2,4-Д кислоты", равных (10-12):1, при которых создается условие для более глубокой очистки 2,4-Д кислоты от NaCl.

На чертеже изображена схема способа получения 2,4-Д кислоты по предлагаемому изобретению. Натриевую соль 2,4-Д кислоты при содержании в растворе около 8% по массе нагревают до температуры 98-99^oC и подают по линии 1 в емкость 2, уровень в которой поддерживается с помощью клапана 3. Натриевая соль 2,4-Д кислоты насосом 4 по линии 5 подается в циркуляционный контур горячей циркуляции 6 эмульсии плава 2,4-Д кислоты в водной среде, куда также подается по линии 7 соляная кислота, расход которой регулируется клапаном 8, поддерживающим уровень в сосуде 9, соответствующим расходу соляной кислоты при заданном уровне 10 в сосуде 11 при истечении через калиброванное отверстие 12. В контуре горячей циркуляции эмульсии плава 2,4-Д кислоты происходит циркуляция продукта реакции между водным раствором натриевой соли 2,4-Д кислоты и соляной кислотой при температуре выше температуры плавления выделенной 2,4-Д кислоты. Контур состоит из центробежного насоса 13, эжекторного смесителя 15 на линии всасывания насоса, восходящей 16 и нисходящей 17 ветвей контура циркуляции. Циркулирующая эмульсия подается в сопло эжекторного смесителя 15, а подпитываемые продукты - во всасывающий штуцер эжектора. Часть циркулирующей эмульсии по трубе 18 клапаном 19 отводится в циркуляционный контур холодной циркуляции, состоящий из центробежного насоса 20, холодильника типа "труба в трубе" 21 и буферного сосуда 22 с перемешивающим устройством. Из циркуляционного контура холодной циркуляции жидкость клапаном 23 подается в сосуд 24, откуда на центрифугу 25. Холодильник типа "труба в трубе" охлаждается хладагентом, что обеспечивает в контуре, а следовательно, в буферном сосуде 22, температуру ниже температуры застывания эмульсии в виде гранул в водной среде. Для исключения образования нароста твердой 2,4-Д кислоты эмульсия плава подается в массу холодной суспензии 2,4-Д кислоты в буферном сосуде 22 при перемешивании. Твердая 2,4-Д кислота из центрифуги 25 выгружается в бункер 26, а маточник - в емкость 27, откуда насосом 28 маточник по линии 29 подается на обезвреживание сточных вод. Для поддержания напора в схеме дозирования соляной кислоты предусмотрен напорный бак соляной кислоты 30.

Предлагаемый способ получения 2,4-Д кислоты обеспечивает технологичность обработки плава 2,4-Д, как способа, позволяющего снизить содержание NaCl в 2,4-Д кислоте, исключающий образование сплошного слоя плава, контактирующего с обогреваемой стенкой, и исключающий выделения паров 2,4-Д кислоты в воздушку. Разбавленная натриевая соль 2,4-Д кислоты создает среду с меньшей концентрацией NaCl в водной фазе, что дает условие для интенсификации промывки 2,4-Д кислоты от NaCl из жидкой дисперсной капли 2,4-Д кислоты. Предварительный подогрев натриевой соли 2,4-Д кислоты исключает необходимость подогрева контура горячей циркуляции до температуры плавления 2,4-Д кислоты. Теплосодержание масс натриевой соли 2,4-Д кислоты, соляной кислоты, вводимых в систему, и реакционного тепла создает температуру в контуре горячей циркуляции выше температуры плавления 2,4-Д кислоты, а активная циркуляция насосом с одновременным эмульгированием в его рабочей части приводит к раздроблению плава 2,4-Д кислоты в мелкодисперсные капли, взвешенные в сплошной среде водно-солевой фазы. Таким образом, имеющей склонность к отложению на станках. При эмульгировании плава 2,4-Д кислоты содержание NaCl в кислоте после ее кристаллизации не превышает 0,06%. Подача эмульсии 2,4-Д кислоты в контур холодной циркуляции производится в буферный сосуд 22, где благодаря массе холодного продукта происходит перевод эмульсии в гранулы 2,4-Д кислоты, взвешенные в водно-солевой среде. Приход тепла от массы подпитываемой эмульсии плава 2,4-Д кислоты в холодный контур компенсируется отводом тепла суспензии в теплообменнике типа "труба в трубе" поз. 21.

Пример. На стадию получения 2,4-Д кислоты поступает гомогенный раствор натриевой соли 2,4-Д кислоты с концентрацией 8% и температурой 82^oC. Раствор нагревается до температуры 98^oC и смешивается с 30%-ной соляной кислотой с температурой 20^oC. Натриевая соль 2,4-Д кислоты поступает после стадии очистки от изомеров и избыточного дихлорфенола. Для упрощения изложения содержание изомеров 2,4-Д кислоты, равное около 0,5%, в материальном балансе не учитывают. Также не учитываются продукты побочной реакции, находящиеся в водной фазе, например соли гликолевой кислоты. В таблице приведен баланс на 1 тн 2,4-Д кислоты технической.

В результате использования метода получена 2,4-Д кислота состава. %: 2,4-Д кислота 87,95; NaCl 0,05; вода 12.

По сравнению с прототипом содержание NaCl в 2,4-Д кислоте за счет промывки при низких концентрациях 2,4-Д кислоты и NaCl, а также активного эмульгирования снижается от 0,6 до 0,05%.

Список использованной литературы:

1. Мельников Н.Н. Химия пестицидов, М.: Химия, 1968 г., с. 183.

2. Авторское свидетельство СССР N 433132, кл. C 07 C 87/30, 1974 г.