Способ получения безводного этиленхлоргидрина

 

Изобретение относится к способу получения этиленхлоргидрина, используемого в основном органическом синтезе. Способ заключается в гидрохлорировании оксида этилена хлоридом водорода в среде продуктов реакции. Часть реакционной массы охлаждают, насыщают хлоридом водорода и возвращают на гидрохлорирование, а оставшуюся часть направляют на выделение этиленхлоргидрина. Гидрохлорирование проводят при соотношении оксид этилена: хлорид водорода 1: 1,2-2 (мол.). Технический результат от использования изобретения - увеличение выхода этиленхлоргидрина (до 93,1-99,2%). 1 ил. 1 табл.

Изобретение относится к способу получения этиленхлоргидрина гидрохлорированием оксида этилена.

Наиболее приемлемым способом получения безводного этиленхлоргидрина является синтез из оксида этилена и хлорида водорода: C₄H₄O + HCl _ Cl-CH₂CH₂-OH Основными побочными продуктами являются хлоргидрины ди- и триэтиленгликоля, образующиеся в результате последовательных реакций: Гидрохлорирование оксида этилена можно проводить как в жидкой [1], так и газовой фазе [2]. Наилучшие результаты получаются при синтезе в жидкой фазе. Наибольший выход этиленхлоргидрина (99%) наблюдается при использовании инертного растворителя [3] . Однако, использование растворителя приводит к усложнению технологии, так как необходимо отделять растворитель от продуктов реакции.

Чаще всего гидрохлорирование оксида этилена проводят в среде продуктов реакции, однако при этом выход этиленхлоргидрина меньше.

В качестве прототипа выбран способ получения этиленхлоргидрина гидрохлорированием оксида этилена в жидкой фазе, описанный в [4]. Оптимальные условия синтеза: температура - 30^oC, мольное соотношение оксид этилена: хлорид водорода 1%1,1. Выход этиленхлоргидрина при этом 93%.

Недостаток известного способа - недостаточно высокий выход этиленхлоргидрина.

Задача, решаемая предлагаемым изобретением - совершенствование способа получения безводного этиленхлоргидрина.

Технический результат от использования изобретения - увеличение выхода этиленхлоргидрина.

Указанный результат достигается тем, что в способе получения безводного этиленхлоргидрина гидрохлорированием оксида этилена в жидкой фазе в среде продуктов реакции часть реакционной массы охлаждают, насыщают хлоридом водорода и возвращают на гидрохлорирование, а оставшуюся часть направляют на выделение этиленхлоргидрина и гидрохлорирование проводят при соотношении оксид этилена: хлорид водорода 1:1,2-2 (мол.).

Для уменьшения количества побочных продуктов необходимо проводить синтез в избытке хлорида водорода. Так как реакция протекает в жидкой фазе, а исходные реагенты подают в газообразном виде, то даже при большом избытке хлорида водорода на входе в реактор в зоне реакции (в жидкой фазе) такого избытка может и не быть. Для получения максимального выхода этиленхлоргидрина необходимо поддерживать большой избыток хлорида водорода именно в жидкой фазе. В предлагаемом способе часть реакционной массы охлаждают, снимая тепло реакций, а затем насыщают хлоридом водорода и возвращают в реактор. Поэтому концентрация хлорида водорода в жидкости будет максимальной при прочих равных условиях. Это и обеспечивает большой выход этиленхлоргидрина, близкий к теоретическому. Исходные реагенты подают в реактор в соотношении оксид этилена: хлорид водорода равном 1:1,2-2 для поддержания максимальной концентрации хлорида водорода в жидкости по длине реактора. При меньшем избытке хлорида водорода выход этиленхлоргидрина не достаточно высокий. При большем избытке не происходит дальнейшее увеличение выхода.

Способ может быть осуществлен с помощью установки, изображенной на чертеже.

Установка включает реактор 1, соединенный трубопроводами с насосом 2, холодильником 3 и абсорбером 4.

В нижнюю часть реактора подают газообразные оксид этилена и хлорид водорода в соотношении 1:1,2-2 (мол.). Реакция протекает в среде продуктов реакции. Реакционную массу из верхней части реактора 1 с помощью насоса 2 подают в холодильник 3 для охлаждения и снятия тепла реакций, а затем в верхнюю часть абсорбера 4. В нижнюю часть абсорбера 4 подают реакционные газы, выходящие из реактора 1. Абсорбат возвращают в нижнюю часть реактора 1. Часть реакционной массы отбирают из реактора на выделение этиленхлоргидрина.

Предложенный способ иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. В стеклянный реактор высотой 250 мм и диаметром 15 мм, заполненный стеклянными кольцами Фенске подают газообразные оксид этилена и хлорид водорода в соотношении 1:1,2. Расход оксида этилена 8,8 г/час. Для снятия тепла реакции реакционную массу циркулируют через стеклянный холодильник, охлаждаемый рассолом. Расход рециркулята 430 г/час. Охлажденную реакционную массу насыщали хлоридом водорода, выходящим из реактора в насадочном абсорбере высотой 250 мм и диаметром 15 мм и возвращали в реактор. Часть реакционной массы отбирали через U-образную трубку из реактора и анализировали на содержание этиленхлоргидрина и хлоргидринов ди- и триэтиленгликоля хроматографическим методом после предварительного удаления хлорида водорода из реакционной массы вакуумированием. Во всех экспериментах конверсия оксида этилена приближалась к 100%.

Примеры 2-6 проведены аналогично примеру 1. Результаты представлены в таблице.

Таким образом, предлагаемый способ гидрохлорирования оксида этилена позволяет получить этиленхлоргидрин с выходом 93,1-99,2%.

По прототипу выход 93%.

Формула изобретения

Способ получения безводного этиленхлоргидрина гидрохлорированием оксида этилена в жидкой фазе в среде продуктов реакции, отличающийся тем, что часть реакционной массы охлаждают, насыщают хлоридом водорода и возвращают на гидрохлорирование, а оставшуюся часть направляют на выделение этиленхлоргидрина и гидрохлорирование проводят при молярном соотношении оксид этилена хлорид водорода 1,0 1,2 2,0.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2