Способ одновременного получения хлороформа и формиата натрия

 

Изобретение относится к производству товарного формиата натрия и получению при этом очищенного хлороформа. Способ одновременного получения хлороформа и формиата натрия включает обработку технического хлораля, полученного в результате взаимодействия этанола с газообразным хлором, водным раствором гидроксида натрия. Целевые продукты выделяют путем отстаивания и отделения нижнего слоя хлороформа и верхнего водного раствора формиата натрия, который подвергают упарке и осушке нагреванием при заданной температуре с получением товарного формиата натрия. В процессе взаимодействия этанола с газообразным хлором осуществляют одновременную отгонку хлораля в ректификационном режиме. При этом из кубовой части выводят высококипящие компоненты, которые подвергают обезвреживанию. В результате улучшается качество товарного формиата натрия за счет снижения в нем примесей кротонового альдегида, полимеров этилена и др., образующихся в техническом хлорале на стадии хлорирования. Одновременно достигают высокую степень чистоты получаемого хлороформа. 3 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к области химических технологий, в частности к производству товарного формиата натрия (как средства против обледенения, например дорожных покрытий, взлетно-посадочных полос, кровель и т.п., как консерванта силосных смесей, как пищевой добавки в некоторые виды кормов и т.д.) и получению при этом очищенного хлороформа (как базового полуфабриката или конечного продукта).

Наиболее близким известным из уровня техники решением является способ одновременного получения хлороформа и формиата натрия путем обработки технического хлораля, полученного в результате взаимодействия этанола с газообразным хлором, водным раствором гидроксида натрия с последующим выделением целевых продуктов путем отстаивания и отделения нижнего слоя хлороформа и верхнего водного раствора формиата натрия, который подвергают упарке и осушке нагреванием при заданной температуре с получением товарного формиата натрия (RU 2076854, 10.04.97).

Недостатки известного способа заключаются в пониженном качестве формиата натрия из-за высокого содержания в нем примесей, образующихся в техническом хлорале.

Задачей настоящего изобретения является повышение экономичности производства формиата натрия при соблюдении высокой степени чистоты хлороформа.

Поставленная задача решается за счет того, что в способе одновременного получения хлороформа и формиата натрия, включающем обработку технического хлораля, полученного в результате взаимодействия этанола с газообразным хлором, водным раствором гидроксида натрия с последующим выделением целевых продуктов путем отстаивания и отделения нижнего слоя хлороформа и верхнего водного раствора формиата натрия, который подвергают упарке и осушке нагреванием при заданной температуре с получением товарного формиата натрия, согласно изобретению в процессе взаимодействия этанола с газообразным хлором осуществляют одновременную отгонку хлораля в ректификационном режиме с выводом из кубовой части высококипящих компонентов, подвергаемых обезвреживанию.

При этом вывод высококипящих компонентов могут осуществлять с частью хлораля, образующегося в процессе взаимодействия этанола с газообразным хлором, преимущественно в количестве 4-20%.

Выведенные высококипящие компоненты могут освобождать от сопутствующего хлораля при дополнительной ректификации с возвратом отделенной фракции, содержащей хлораль, в процессе взаимодействия этанола с газообразным хлором.

Обезвреживание высококипящих компонентов, выведенных из процесса взаимодействия этанола с газообразным хлором и освобожденных из хлораля, могут осуществлять путем гидролиза, преимущественно водным раствором гидроксида натрия при кипении.

Технический результат, достигаемый настоящим изобретением, заключается в повышении экономичности за счет улучшения качества товарного формиата натрия в результате снижения в нем примесей (кротонового альдегида, полимеров этилена и др.), образующихся в техническом хлорале вследствие хлорирования компонентов денатурированного синтетического этилового спирта или компонентов гидролизного этилового спирта (сивушных масел), и в одновременном соблюдении высокой степени чистоты получаемого хлороформа.

Способ одновременного получения хлороформа и формиата натрия состоит в следующем.

Получают технический хлораль взаимодействием этанола с газообразным хлором, проводят его последующую обработку водным раствором гидроксида натрия с последующим выделением целевых продуктов путем отстаивания и отделения нижнего слоя хлороформа и верхнего водного раствора формиата натрия, который подвергают упарке и осушке нагреванием при заданной температуре с получением товарного формиата натрия. В процессе взаимодействия этанола с газообразным хлором осуществляют одновременную отгонку хлораля в ректификационном режиме с выводом из кубовой части высококипящих компонентов, которые подвергают обезвреживанию. Вывод высококипящих компонентов осуществляют с частью хлораля, образующегося в процессе взаимодействия этанола с газообразным хлором, преимущественно в количестве 4-20%. Выведенные высококипящие компоненты освобождают от сопутствующего хлораля при дополнительной ректификации с возвратом отделенной фракции, содержащей хлораль, в процессе взаимодействия этанола с газообразным хлором. Обезвреживание высококипящих компонентов, выведенных из процесса взаимодействия этанола с газообразным хлором и освобожденных от хлораля, осуществляют путем гидролиза, преимущественно водным раствором гидроксида натрия при кипении.

Пример 1.

Для одновременного получения хлороформа и формиата натрия используют денатурированный синтетический этиловый спирт, содержащий основное вещество в количестве 91, 3 мас.%, в качестве примесей присутствуют кротоновый альдегид 0,37 мас. %, этиловый эфир 1,0 мас.%, полимеры этилена 0,1 мас.%, изопропанол, ацетон и метилэтилкетон в сумме 1,2 мас.%.

Хлорирование этилового спирта проводят в каскаде из двух аппаратов - хлоратора и форхлоратора с противоточной подачей реагентов. Объем хлоратора 300 мл, объем форхлоратора 200 мл. Температуру в хлораторе поддерживают в пределах 89-97^oC, в форхлораторе 59 - 65^oC. Хлор со скоростью 10 л/ч подают в хлоратор через перегонную емкость, установленную на пути хлора в хлоратор. Эту емкость постепенно заполняют реакционной массой, которую принудительно выводят из хлоратора. Реакционная масса содержит высококипящие компоненты, образованные за счет хлорирования перечисленных примесей этилового спирта. Парогазовую смесь из хлоратора подают в ректификационную колонну эффективностью 5 теоретических тарелок. В легкую фракцию отбирают хлораль - ректификат, а кубовую фракцию возвращают в хлоратор. Парогазовую фазу из дефлегматора ректификационной колонны направляют в форхлоратор, куда подают исходный спирт со скоростью 10 мл/ч. Реакционную массу из форхлоратора самотеком направляют в хлоратор. Периодически из хлоратора со средней скоростью 1,8 мл/ч (2,7 г/ч) выводят высококипящие компоненты с частью хлораля, образующиеся в процессе хлорирования этанола, и направляют в перегонную емкость, в которой поддерживают температуру 100-110^oC. В установившемся режиме на 1 мл выведенных высококипящих компонентов с частью хлораля расходуют 1 - 2 л хлора. Парогазовую смесь из перегонной емкости без охлаждения направляют в хлоратор, а нелетучий остаток собирают и направляют на обезвреживание. Парогазовую фазу из форхлоратора через конденсатор направляют в систему улавливания хлористого водорода с получением соляной кислоты.

За 90 ч ведения процесса перерабатывают 900 мл синтетического этилового спирта и 0,9 м³ хлора. При этом получают 1,4 кг технического хлораля с содержанием (в мас.%) основного вещества 78,8, дихлорацетальдегида 5,6, хлористого водорода 2,5, а также 4,9 кг 27%-ной соляной кислоты. Из перегонной емкости за это время выводят 195 г нелетучего остатка, содержащего 51,04 мас. % хлора в виде хлорорганических веществ, в основном в виде хлоркарбоновых кислот и альдегидов.

С высококипящими компонентами из хлоратора выводят и возвращают на хлорирование {(2,790 - 195):[(2,790 - 195) +14,000,788]}100 = 4 мас.% хлораля, образующегося в процессе хлорирования этилового спирта.

Технический хлораль, освобожденный от высококипящих компонентов, подвергают обработке водным раствором гидроксида натрия при температуре около 40^oC. Всего израсходовали 300 г технического хлораля, содержащего 3000,788 = 236,4 г (1,603 моль) трихлорацетальдегида и 3000,056 = 16,8 г (0,149 моль) дихлорацетальдегида.

На обработку технического хлораля расходуют 200 г 40%-ного раствора гидроксида натрия (2,2 моль). Длительность обработки 1,5 ч. Полученную смесь разделяют отстаиванием.

Получают 190 г (1,590 моль) хлороформа, содержащего 0,002 мас.% дихлорпропилена. Выход хлороформа 1,590 : 1,603100 = 99,19 мас.%. Из водного раствора упариванием и сушкой получают 128 г формиата натрия, практически не содержащего хлорорганических компонентов (менее 0,001%).

Нелетучий остаток после освобождения от хлораля, содержащий 51,04 мас.% хлора в виде хлорорганических веществ, гидролизуют водным раствором гидроксида натрия. В колбу с обратным холодильником помещают 28,8 г нелетучего остатка 100 мл водного раствора гидроксида натрия с концентрацией 235 г/л. Содержимое нагревают до кипения и выдерживают в течение 2 ч при перемешивании и слабом кипении. Эффективность гидролиза хлорорганических соединений в этих условиях составляет 99%.

Пример 2.

Процесс одновременного получения хлороформа и формиата натрия проводят, как и в примере 1, при увеличении средней скорости отбора высококипящих компонентов из хлоратора в два раза - 3,6 мл/ч (5,4 г/ч). Отобранные высококипящие компоненты освобождают от хлораля в ректификационном режиме, легкую фракцию хлораля возвращают в хлоратор, а кубовую фракцию направляют на обезвреживание.

За 45 ч перерабатывают 450 мл синтетического этилового спирта и 0,45 м³ хлора. При этом получают 0,7 кг технического хлораля с содержанием 79,0 мас. % основного вещества. Из куба ректификационной колонны выводят 99 г нелетучего остатка, содержащего 52 мас.% хлора в виде хлорорганических веществ.

С высококипящими компонентами из хлоратора выводят и возвращают на хлорирование { (5,445 - 99): [(5,445 - 99) + 700 0,79]}100 = 20,7% хлораля, образующегося в процессе хлорирования этилового спирта.

Хлороформ, полученный из технического хлораля, освобожденного от высококипящих компонентов, содержит в качестве примеси дихлорпропилен в концентрации менее 0,001 мас.% и не требует олеумной очистки.

Из водного раствора получают 63,9 г формиата натрия с содержанием хлорорганических примесей менее 0,001%.

Формула изобретения

1. Способ одновременного получения хлороформа и формиата натрия путем обработки технического хлораля, полученного в результате взаимодействия этанола с газообразным хлором, водным раствором гидроксида натрия с последующим выделением целевых продуктов путем отстаивания и отделения нижнего слоя хлороформа и верхнего водного раствора формиата натрия, который подвергают упарке и осушке нагреванием при заданной температуре с получением товарного формиата натрия, отличающийся тем, что в процессе взаимодействия этанола с газообразным хлором осуществляют одновременную отгонку хлораля в ректификационном режиме с выводом из кубовой части высококипящих компонентов, которые подвергают обезвреживанию.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что вывод высококипящих компонентов осуществляют с частью хлораля, образующегося в процессе взаимодействия этанола с газообразным хлором, преимущественно в количестве 4 - 20%.

3. Способ по любому из п.1 или 2, отличающийся тем, что выведенные высококипящие компоненты освобождают от сопутствующего хлораля при дополнительной ректификации с возвратом отделенной фракции, содержащей хлораль, в процессе взаимодействия этанола с газообразным хлором.

4. Способ по любому из пп.1 и 3, отличающийся тем, что обезвреживание высококипящих компонентов, выведенных из процесса взаимодействия этанола с газообразным хлором и освобожденных от хлораля, осуществляют путем гидролиза, преимущественно водным раствором гидроксида натрия при кипении.