乙酸催化氯化制备氯乙酸工艺学习教案.pptx

一、氯乙酸的介绍
氯乙酸通常指一氯乙酸，又称MCA，是一种无色、有刺激性气味和腐蚀性的结晶，沸点是189℃，折射率为（60℃），熔点为61～63℃,易潮解，易溶于水、乙醇、苯、氯仿和醚类。并且氯乙酸在有机合成中是一种重要的原料和中间体，其度控制：
氯化主反应釜温度控制为95～105℃，氯化副反应釜温度控制在80～90℃.
压力控制：
氯化主反应釜的真空度控制为～，.
氯化反应终点控制在相对密度达（80℃）时，停止通氯。
第10页/共21页
第十页，共22页。
连续式反应工艺
连续式催化氯化反应制得氯乙酸，它是以醋酸和氯气为原料，乙酸酐为催化剂进行反应而得到的，但是在反应的过程中，乙酸酐会水解成醋酸，所以在这个反应中，乙酸酐同时还是原料，那么乙酸酐的量也是要随着反应的进行而不断添加的。
第11页/共21页
第十一页，共22页。
连续式的带控制点的工艺流程图
第12页/共21页
第十二页，共22页。
连续式工艺过程的详述
醋酸、醋酐及循环返回的氯乙酰在氯化反应器内于90～140℃与氯反应，反应很完全，残氯为痕量。反应产物在冷凝器内水冷，三种氯代醋酸、醋酸、醋酐凝出，不凝物进一步在冷凝器内冷凝，液相内主要是氯乙酰，返回反应器，气相主要是HCl，进一步净化后加工为浓盐酸。
粗产品在真空蒸发器内加工后，蒸出的粗馏物在脱氯器内将其中二氯、三氯化物转化为氯乙酸，使用过量氢气，用载有钯的硅胶细粉为催化剂，温度控制在120～150℃，轻组分从塔顶出来，经过冷凝器冷凝，可凝物再返回塔中，不凝物HCl导出进一步加工为浓盐酸，不凝物 H2循环使用；重组分从塔底出来，再进入到精馏塔作进一步的分离。精馏塔进行分离后，在精馏塔底部会得到纯氯乙酸，塔顶蒸出醋酸，回收利用。
第13页/共21页
第十三页，共22页。
连续式工艺主要过程
氯化
加氢还原
精馏
冷却结片
第14页/共21页
第十四页，共22页。
乙酸酐催化法的特点与存在的问题
特点：
单套生产能力大，一般超过万吨；
催化加氢脱氯或动态熔融结晶法纯化，原料单耗低，产品质量高；
无母液产生；
投资大。

存在的问题：
氯化反应速度慢，设备庞大，投资高（约8000万人民币/万吨）；
氯化反应物中副产物还较高（~4%wt），加氢成本高。
第15页/共21页
第十五页，共22页。
硫磺法与乙酸酐催化法的比较
硫磺催化法这种工艺虽然比较简单，但原料消耗高、产品质量差、产量低、生产周期长、生产成本高、三废污染严重，催化剂硫磺不仅污染产品，也污染副产的工业盐酸，有时还易造成设备和管道堵塞，生产不能正常运行，由于残硫的存在，该法所得的氯乙酸在食品和医药领域应用受到一定的限制，国外该法已经淘汰。
国外主要采用先进的醋酐催化氯化工艺路线，该法具有产品质量高且易于连续化生产的特点。不过目前我国氯乙酸的生产也主要是用此种方法，该法中醋酐既是催化剂，也可作原料参与反应，产物中没有催化剂残留，因此产品纯度高、质量好，且催化效率高，乙酸和醋酐合计转化率有时甚至高达98%以上，三废量少、生产能力大、成本低、市场竞争能力强。
第16页/共21页
第十六页，共22页。
乙酸催化氯化法的工艺改进
乙酸催化氯化法的关键是选取合适的催化体系，提高催化效率，降低副产物二氯或三氯化物的生成量，提高一氯乙酸的生成率。
氯乙酸作为一种重要的有机化工产品，目前，国内在生产工艺、设备及产品质量等方面同国外相比差距较大。建议国内氯乙酸生产厂家应尽快改进生产工艺，采用连续化生产工艺，改变催化剂体系，解决联系化生产所需要的关键设备；学习国外先进经验，增设催化加氢脱氯工艺，提高产品质量，增强市场竞争力；进行氯乙酸母液综合利用研究和开发，合理利用母液，变废为宝；进一步消除污染、保护环境，提高综合效益；加强氯乙酸衍生产品，特别是精细化工产品的开发力度，扩大氯乙酸市场容量，以促进氯乙酸工业的发展。
第17页/共21页
第十七页，共22页。
助催化剂在醋酐催化剂制备氯乙酸中的作用
无论是硫磺催化法还是醋酐催化法，氯乙酸合成技术的关键在于氯化反应，氯化反应真正的催化剂是乙酰氯，关键步骤是乙酰氯烯醇化，单纯地依靠乙酰氯无法避免多氯代反应，必须加入一些助催化剂抑制多氯代物的生成。通过加入助催化剂来增强催化剂的反应活性，加快反应速率，缩短反应周期，提高氯乙酸的产率，优化初产品的质量，有望简化许多后续步骤，减少母液产量，降低物料消耗，使氯乙酸生产成本降至更低。
助催化剂有乙酸锰、乙酸铬、浓硫酸、氯磺