一种催化加氢脱氯生产高纯一氯乙酸的方法技术

本发明专利技术公开了一种催化加氢脱氯生产高纯一氯乙酸的方法，该方法为：一、在固定床反应器中装填催化剂床层；二、将氢气和反应混合液在气液混合器中混合均匀后通入换热器中预热，得到反应原料；三、采用通入氮气的方法排出固定床反应器内的空气，然后采用通入氢气的方法排出固定床反应器内的氮气，再将反应原料通入固定床反应器内进行催化加氢脱氯反应，得到中间产物；四、对中间产物进行蒸馏分离，得到质量纯度不低于99.5％的一氯乙酸。本发明专利技术在高质量空速的条件下连续选择性催化加氢去除反应混合液中的二氯乙酸，并将中间产物中副产物乙酸的形成抑制在可接受的范围内，得到的产物中二氯乙酸的质量含量减少至0.5％以下。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于催化加氢工艺
，具体涉及一种催化加氢脱氯生产高纯一氯乙酸的方法。
技术介绍
氯乙酸是一种重要的精细化工产品和有机化工中间体，作为一种活性化合物受到广泛应用。在农药行业，氯乙酸可以用于合成20多种常用的杀虫剂、除草剂和植物生产调节剂；在医药行业，氯乙酸及其酯类主要用于制取维生素类、激素等药物；在燃料行业氯乙酸主要用于合成活性染料；另外，氯乙酸也是重要的有机合成中间体，可用于制备丙二酸、丙二腈、丙二酸酯等精细化学品。一氯乙酸主要是通过对乙酸进行氯化制得，有硫磺法和醋酐法。与硫磺法相比，醋酐法在反应过程中的醋酸和氯气的消耗均比较小，并且副产物盐酸的质量也较高，二氯乙酸的生成量比较少(3～5％)。但不论是硫磺法还是醋酐法，在反应过程中会生成氯化副产物二氯乙酸甚至三氯乙酸。二氯乙酸对人体有害，使得氯化得到的一氯乙酸无法在食品添加剂、药物和化妆品中使用，不但污染环境，而且降低了产品的竞争力。因此需要得到一种高纯一氯乙酸，或含有极少量二氯乙酸的一氯乙酸，这就使得如何有效地去除氯化产物中的副产物二氯乙酸这一工作成为研究的热点。由于一氯乙酸和二氯乙酸的沸点很接近，使得在工业中通过蒸馏来分离和去除一氯乙酸中的二氯乙酸无法实现。中国专利CN101528657A公开了一种方法，包括在温度为130～170℃、压力为0.1～1MPa条件下下处理一氯乙酸和二氯乙酸(2％～20％)的混合物，通过催化加氢使二氯乙酸发生脱氯反应，但是此方法应用体系简单，只阐述了一氯乙酸和二氯乙酸的组成，而工业生产中氯化产物中往往含有乙酸、水和盐酸等杂质。中国专利CN1309115A公开了一种方法，包括氢化含有10ppm～2％重量二氯乙酸和0～5％重量乙酸的一氯乙酸，使用担载0.1～3％钯的活性炭和二氧化硅载体，但是此方法适用于2wt％含量以下的二氯乙酸，当二氯乙酸的含量超过2wt％时，则不能在抑制乙酸形成的同时有效降低二氯乙酸的含量，同时，此方法也包含使用钯作催化剂，在一个大气压下、100～180℃反应温度下使二氯乙酸发生选择性加氢脱氯反应，反应产物进入氢化塔重复氢化，从而获得较低含量二氯乙酸的一氯乙酸，但是氢化过程重复进行，使得其耗费较多时间，且不经济，生产效率低。在上述专利中，相对于传统工艺，其一氯乙酸的提纯效果均有所提高，但是还存在着处理能力有限，或处理效率较低，或选择性低，或工艺复杂以及氯化液不符合实际生产等问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种催化加氢脱氯生产高纯一氯乙酸的方法，该方法以二氯乙酸、一氯乙酸、乙酸、水组成的反应混合液和氢气作为反应原料，通入固定床反应器中流经催化剂床层，在高质量空速的条件下连续选择性催化加氢去除反应混合液中的二氯乙酸，并将中间产物中副产物乙酸的形成抑制在可接受的范围内，得到的产物中二氯乙酸的质量含量减少至0.5％以下。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种催化加氢脱氯生产高纯一氯乙酸的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、采用分级装填的方式在固定床反应器中装填催化剂床层，所述催化剂床层由交叠设置的钯炭催化剂层和惰性材料层组成，所述催化剂床层中每层钯炭催化剂层的高度均为所述固定床反应器内径的0.3～1.5倍，所述催化剂床层中每层所述惰性材料层的高度均为所述固定床反应器内径的0.1～0.5倍，所述催化剂床层的最上层和最下层均为惰性材料层，所述钯炭催化剂层的层数不小于3层；步骤二、将氢气和反应混合液在气液混合器中混合均匀后通入换热器中预热至70℃～150℃，得到反应原料；所述反应混合液由二氯乙酸、一氯乙酸、乙酸和水组成，其中二氯乙酸的质量含量为2％～50％，一氯乙酸的质量含量为40％～90％，乙酸的质量含量为5％～20％，水的质量含量为1％～5％；所述氢气与所述二氯乙酸的摩尔比为(1.5～20)：1；步骤三、采用通入氮气的方法排出步骤一中装填有催化剂床层的固定床反应器内的空气，然后采用通入氢气的方法排出固定床反应器内的氮气，再将步骤二中所述反应原料通入排出氮气后的固定床反应器内，在反应温度为130℃～180℃，反应压力为0.1MPa～0.5MPa，质量空速为2h-1～20h-1的条件下进行催化加氢脱氯反应，得到中间产物；步骤四、对步骤三中所述中间产物进行蒸馏分离，得到质量纯度不低于99.5％的一氯乙酸。上述的一种催化加氢脱氯生产高纯一氯乙酸的方法，其特征在于，步骤一中所述钯炭催化剂层由以下质量百分比的成分组成：活性组分0.5％～1.25％，金属助剂0.05％～2.0％，余量为载体，所述活性组分为Pd，所述金属助剂为Ba、Ce、La、Fe、Mg和Al中的一种或两种以上，所述载体为活性炭。上述的一种催化加氢脱氯生产高纯一氯乙酸的方法，其特征在于，所述活性炭为柱状活性炭，所述柱状活性炭的横截面直径为1mm～3mm，高度为2mm～5mm，比表面积为900m2/g～1130m2/g。上述的一种催化加氢脱氯生产高纯一氯乙酸的方法，其特征在于，所述活性组分与所述金属助剂的质量比为(1.5～10)：1。上述的一种催化加氢脱氯生产高纯一氯乙酸的方法，其特征在于，步骤一所述催化剂床层中钯炭催化剂层相邻两侧的惰性材料层由不同的惰性材料制成，所述惰性材料为惰性瓷球、氧化铝颗粒或聚四氟乙烯颗粒；所述惰性瓷球的直径为3mm～13mm，所述氧化铝颗粒为球状颗粒或柱状颗粒，所述聚四氟乙烯颗粒为球状颗粒或柱状颗粒，所述球状颗粒的直径为3mm～13mm，所述柱状颗粒的横截面直径为1mm～3mm，高度为2mm～5mm。上述的一种催化加氢脱氯生产高纯一氯乙酸的方法，其特征在于，步骤二中所述二氯乙酸的质量含量为10％～30％，一氯乙酸的质量含量为48％～66％，乙酸的质量含量为13％～20％，水的质量含量为2％～4％；所述氢气与所述二氯乙酸的摩尔比为(3～10)：1。上述的一种催化加氢脱氯生产高纯一氯乙酸的方法，其特征在于，所述二氯乙酸的质量含量为15.5％，一氯乙酸的质量含量为65％，乙酸的质量含量为17.5％，水的质量含量为2％；所述氢气与所述二氯乙酸的摩尔比为5:1。上述的一种催化加氢脱氯生产高纯一氯乙酸的方法，其特征在于，步骤三中所述反应温度为155℃～165℃，反应压力为0.3MPa～0.5MPa，质量空速为4h-1～10h-1。上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种催化加氢脱氯生产高纯一氯乙酸的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、采用分级装填的方式在固定床反应器中装填催化剂床层，所述催化剂床层由交叠设置的钯炭催化剂层(1)和惰性材料层(2)组成，所述催化剂床层中每层钯炭催化剂层(1)的高度均为所述固定床反应器内径的0.3～1.5倍，所述催化剂床层中每层所述惰性材料层(2)的高度均为所述固定床反应器内径的0.1～0.5倍，所述催化剂床层的最上层和最下层均为惰性材料层(2)，所述钯炭催化剂层(1)的层数不小于3层；步骤二、将氢气和反应混合液在气液混合器中混合均匀后通入换热器中预热至70℃～150℃，得到反应原料；所述反应混合液由二氯乙酸、一氯乙酸、乙酸和水组成，其中二氯乙酸的质量含量为2％～50％，一氯乙酸的质量含量为40％～90％，乙酸的质量含量为5％～20％，水的质量含量为1％～5％；所述氢气与所述二氯乙酸的摩尔比为(1.5～20)：1；步骤三、采用通入氮气的方法排出步骤一中装填有催化剂床层的固定床反应器内的空气，然后采用通入氢气的方法排出固定床反应器内的氮气，再将步骤二中所述反应原料通入排出氮气后的固定床反应器内，在反应温度为130℃～180℃，反应压力为0.1MPa～0.5MPa，质量空速为2h‑1～20h‑1的条件下进行催化加氢脱氯反应，得到中间产物；步骤四、对步骤三中所述中间产物进行蒸馏分离，得到质量纯度不低于99.5％的一氯乙酸。...

【技术特征摘要】
1.一种催化加氢脱氯生产高纯一氯乙酸的方法，其特征在于，包括以
下步骤：
步骤一、采用分级装填的方式在固定床反应器中装填催化剂床层，所
述催化剂床层由交叠设置的钯炭催化剂层(1)和惰性材料层(2)组成，
所述催化剂床层中每层钯炭催化剂层(1)的高度均为所述固定床反应器
内径的0.3～1.5倍，所述催化剂床层中每层所述惰性材料层(2)的高度均
为所述固定床反应器内径的0.1～0.5倍，所述催化剂床层的最上层和最下
层均为惰性材料层(2)，所述钯炭催化剂层(1)的层数不小于3层；
步骤二、将氢气和反应混合液在气液混合器中混合均匀后通入换热器
中预热至70℃～150℃，得到反应原料；所述反应混合液由二氯乙酸、一氯
乙酸、乙酸和水组成，其中二氯乙酸的质量含量为2％～50％，一氯乙酸的
质量含量为40％～90％，乙酸的质量含量为5％～20％，水的质量含量为
1％～5％；所述氢气与所述二氯乙酸的摩尔比为(1.5～20)：1；
步骤三、采用通入氮气的方法排出步骤一中装填有催化剂床层的固定
床反应器内的空气，然后采用通入氢气的方法排出固定床反应器内的氮
气，再将步骤二中所述反应原料通入排出氮气后的固定床反应器内，在反
应温度为130℃～180℃，反应压力为0.1MPa～0.5MPa，质量空速为2h
-1～20h-1的条件下进行催化加氢脱氯反应，得到中间产物；
步骤四、对步骤三中所述中间产物进行蒸馏分离，得到质量纯度不低
于99.5％的一氯乙酸。
2.按照权利要求1所述的一种催化加氢脱氯生产高纯一氯乙酸的方
法，其特征在于，步骤一中所述钯炭催化剂层(1)由以下质量百分比的
成分组成：活性组分0.5％～1.25％，金属助剂0.05％～2.0％，余量为载体，
所述活性组分为Pd，所述金属助剂为Ba、Ce、La、Fe、Mg和Al中的
一种或两种以上，所述载体为活性炭。
3.按照权利要求2所述的一种催化加氢脱氯生产高纯一氯...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈丹，李钊，曾利辉，曾永康，张之翔，王鹏宝，朱柏烨，林涛，
申请(专利权)人：西安凯立新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61