способ очистки трихлоруксусной кислоты

Формула изобретения

Способ очистки трихлоруксусной кислоты, получаемой окислением хлоральсодержащих смесей, включающий разбавление исходной трихлоруксусной кислоты до концентрации 85 - 90 мас.% в пересчете на общую кислотность, отгонку из полученного раствора легкокипящих примесей, их конденсацию, очистку конденсата от хлорорганических примесей отстаиванием и разделением фаз на органическую и водную с последующим термическим разложением органической фазы, отличающийся тем, что раствор трихлоруксусной кислоты после отгонки легкокипящих примесей подвергают охлаждению с переводом части трихлоруксусной кислоты в кристаллическое состояние и последующим отделением кристаллов трихлоруксусной кислоты от маточного раствора известными приемами, а разбавление исходной трихлоруксусной кислоты проводят частью маточного раствора.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к химической технологии, а именно к производству трихлоруксусной кислоты (ТХУК), которая является промежуточным продуктом для получения ее солей, используемых в качестве гербицида, и хлороформа.

Известен способ очистки ТХУК от примесей путем перегонки в вакууме. Получают продукт 99%-ной чистоты (авт. св. СССР N 156548, кл. С 07 С 53/16, 51/32, 1963). Указанная степень чистоты достигается двухстадийной перегонкой, что требует значительных энергозатрат и приводит к низкому выходу очищенного продукта.

Известен способ выделения ТХУК из реакционной смеси, полученной окислением перегнанного хлораля азотной кислотой, путем отгонки воды и примесей при 150 мм рт. ст. из эмалированного аппарата, снабженного дефлегматором. По этому способу получают 97%-ную ТХУК с выходом 90% (пат. ЧССР N 101393, кл. 45 L 9/02, 1961). Этот способ снижает затраты энергетики на стадии ректификации ТХУК, но соответственно перераспределяет их на производство очищенного хлораля. Способ характеризуется низким коэффициентом использования органического сырья.

Наиболее близким к предлагаемому по совокупности существенных признаков является способ очистки трихлоруксусной кислоты, получаемой окислением хлоральсодержащих смесей, путем отгонки легкокипящих примесей, их конденсации, очистки конденсата от хлорорганических примесей отстаиванием и разделением фаз на органическую и водную с последующим термическим разложением органической фазы, причем исходную кислоту разбавляют водой до концентрации 85 - 90 мас. % в пересчете на общую кислотность, отгонку легкокипящих примесей проводят при 115 - 125^oC, а водную фазу возвращают в начало процесса (авт. св. СССР N 943225, кл. C 07 C 53/16, опубл. 15.07.82). Разбавление сырца ТХУК водой и проведение отгонки легколетучих соединений при 115 - 125^oC позволяет увеличить степень очистки ТХУК от хлорпикрина и дихлорнитрометана более чем в 25 раз и в 2 - 3 раза уменьшить количество нитратов в сбрасываемых водах при последующем концентрировании кислоты. Повышение чистоты ТХУК позволяет снизить уровень загрязнения атмосферы в производственных помещениях такими высокотосичными соединениями, как хлорпикрин и дихлорнитрометан, тем самым улучшить условия труда в производстве трихлорацетата натрия (ТХАН), и снизить выбросы хлорпикрина и других хлорорганических соединений, а также нитратов в окружающую среду.

Однако при использовании известного способа очистки ТХУК в последней сохраняются нелетучие, высококипящие примеси, образовавшиеся в процессе окисления компонентов технического хлораля, полученного в свою очередь из синтетического этилового спирта. К таким примесям следует отнести дихлоруксусную кислоту, образующуюся за счет окисления дихлорацетальдегида, хлорпроизводные масляной кислоты, образующиеся за счет химических превращений кротонового альдегида, присутствующего в синтетическом этиловом спирте, хлорпроизводные низкомолекулярных полимеров этилена, образующихся в результате хлорирования указанных полимеров, также присутствующих с синтетическом этиловом спирте. Использование такой ТХУК в производстве гербицида ТХАН неизбежно приводит к ухудшению качества гербицида, повышению его персистентности, загрязнению почвы и продуктов питания нежелательными химическими соединениями. Кроме того, возврат водной фазы, загрязненной соляной кислотой, в начало процесса приводит к повышенной коррозии оборудования, а введение дополнительного количества воды приводит к необходимости обезвоживания ТХУК, используемой в производстве ТХАН.

Технической задачей настоящего изобретения является повышение качества трихлоруксусной кислоты, используемой в производстве гербицидов.

Поставленная задача решается тем, что в способе очистки трихлорукусуной кислоты, получаемой окислением хлоральсодержащих смесей, включающем разбавление исходной трихлоруксусной кислоты до концентрации 85 - 90 мас.% в пересчете на общую кислотность, отгонку из полученного раствора легкокипящих примесей, их конденсацию, очистку конденсата от хлорорганических примесей отстаиванием и разделением фаз на органическую и водную с последующим термическим разложением органической фазы, раствор трихлоруксусной кислоты после отгонки легкокипящих примесей подвергают охлаждению с переводом части трихлоруксусной кислоты в кристаллическое состояние и последующим отделением кристаллов трихлоуксусной кислоты от маточного раствора известными приемами, а разбавление исходной трихлоуксусной кислоты проводят частью маточного раствора.

Предлагаемый способ очистки трихлоруксусной кислоты проверен в промышленных условиях.

Пример.

Смесь сырца ТХУК, полученного окислением технического хлораля, с легкой водной фракцией, полученной при очистке ТХУК отпаркой, и маточным раствором от кристаллизации ТХУК подвергали отпарке от летучих соединений. На отпарку подавали смесь, содержащую, мас.%:

Трихлоруксусная кислота - 83

Дихлоруксусная кислота - 5

Азотная кислота - 0,5

Хлористый водород - 0,1

Уксусная кислота - 1,5

Хлорпикрин - 0,3

Дихлорнитрометан - 0,2

Хлораль - 0,6

Другие хлорорганические соединения - 1,2

Вода - Остальное до 100%

Отпарку проводили при температуре куба колонны 140 - 145^oC, верха колонны 100 - 110^oC. Конденсат расслаивали на две фазы: нижняя органическая фаза, содержащая хлорпикрин и дихлорнитрометан, верхняя водная фаза, содержащая уксусную, дихлоруксусную, трихлоруксусную кислоты, неорганические кислоты.

На отпарку подано 5000 кг указанной смеси. Получено 10 кг органической фазы, переданной на термическое обезвреживание, 490 кг водной фазы и 4500 кг (90% от массы исходной смеси) очищенной от легкокипящих соединений трихлоруксусной кислоты.

Последнюю в течение 4 часов охладили до 10^oC, при этом часть трихлоруксусной кислоты перешла в кристаллическое состояние. Полученную пульпу подвергли фильтрации на друк-фильтре.

Получено 1630 кг очищенной кристаллической трихлоруксусной кислоты с содержанием 99,0% (мас.) основного продукта, 0,4 мас.% дихлоруксусной кислоты и 0,6 мас.% влаги. Также получено 2870 кг маточного раствора, содержащего 84 мас.% трихлоруксусной кислоты, остальное примеси и вода. Распределение трихлоуксусной кислоты между кристаллической фазой и маточным раствором составляет 1 : 1,5.

Очищенная кристаллическая форма трихлоруксусной кислоты может быть использована для производства соответствующих солей (гербицидов) с минимальным содержанием примесей.

Часть маточного раствора используют для разбавления сырца ТХУК. Остальной маточный раствор, содержащий трихлоруксусную кислоту, загрязненную дихлоруксусной, соляной, азотной, уксусной кислотами, а также другими нелетучими хлорорганическими соединениями, можно использовать для производства хлороформа путем декарбоксилирования трихлоруксусной кислоты известными приемами, например декарбоксилирования в щелочной среде.

При реализации процесса создается экологически чистое производство трихлоруксусной кислоты с использованием очищенной по настоящему способу трихлоруксусной кислоты для производства эффективного высокочистого гербицида и использованием загрязненной трихлоруксусной кислоты для производства хлороформа. В последнем случае можно утилизировать маточный раствор от декарбоксилирования трихлоруксусной кислоты, представляющий собой в основном водосолевой раствор дихлорацетата натрия. Термический нагрев последнего при 130 - 140^oC в закрытом аппарате при саморазвивающемся давлении в течение 1 - 1,5 часов приводит к получению натриевых солей щавелевой и гликолевой кислот, которые можно использовать в качестве эффективного реагента для разложения отработанных растворов окислителей, например раствора гипохлорита натрия.

Легкую водную фазу, полученную при отпарке исходной смеси и отстаивании конденсата, после отделения от органической фазы (хлорпикрина и дихлорнитрометана) можно использовать совместно с маточным раствором после отделения кристаллов трихлоруксусной кислоты для производства хлороформа. В этом случае используется практически вся трихлоруксусная кислота из всех некондиционных продуктов.