198438. lajstromszámú szabadalom • Eljárás acetil-klorid előállítására ecetsavból és foszfor trikloridból
1 2 198.438 A találmány eljárásra vonatkozik acetil-klorid előállítására ecetsavból, és foszfor-tríkloridból kiindulva. Az acetil-klorid igény folyamatosan növekszik, mert ez fontos alapanyag a klór-acetil-klorid és egyéb fontos növényvédőszer alapanyagok előállításánál. Az acetil-klorid előállítására számos eljárást dolgoztak kl. Az 1 103 913. NSZK-beli szabadalmi leírás szerint ecetsavanhidridet klór-szulfonsawal reagáltatnak, amikor acetil-kloridot cs melléktermékként ecetsavat nyernek. A 67 115. NDK-beli szabadalmi leírás szerint klórszulfonsavat és ecetsavanhidridet reagáltatnak, amikor melléktermékként ismét ecetsavat kapnak. A 458 541. szovjet szabadalmi leírás szerint az ecetsavanhidrid gőzöket sósavgázzal elegyítve átvezetik egy 200 °C-on tartott perlit ágyon, katalizátoron, a keletkező acetil-kloridot és ecetsavat szétválasztják. A 4567/52. japán szabadalmi leírás szerint az ecetsavanhjdridet sósavval katalizátor nélkül reagáltatják és acetil-klorid és ecetsav elegyét kapják. A 251 806. német (birodalmi) szabadalmi leírás szerint az acetil-kloridot ecetsavból kiindulva foszfor-trikloriddal reagáltatják, nyomás alatt 150 °C-on víz jelenlétében. A T 30692 számú, 1984. 03-ban közzétett, magyar szabadalmi bejelentés ecetsavból és foszfor-trikloridból kiindulva két szakaszban állít elő acetil-kloridot és foszforsavat a következő reakcióegyenlet szerint: PC13 ♦ 3 CH3COOH- H3PO3 + 3CH3COCl Az első szakaszban 3 8 mól ecetsavval reagáltatnak 1 mól foszfor-trikloridot, közben a képződő acetil-kloridot kidesztillálják. A desztillációs maradékot újabb adag foszfor-triklorid olyan mennyiségével reagáltatják, hogy az előállítási folyamat egészét tekintve az ecetsav-foszfor-triklorid mólarány 2,5 1 legyen. A képződött acetilkloridot, mely 15-20% foszfor-trikloridot tartalmaz kidesztillálják és visszavezetik a folyamat első szakszába. A foszfor-trikloridból kiinduló ismert eljárások, így a T 30692 számú magyar szabadalmi bejelentés szerinti eljárásnak is hátránya az, hogy a képződő acetil-kloridot és fősz for ossavat desztillációval választja szét. A reakció elegyben az egyensúlyi reakció során keletkező acetil-klorid kidesztillálásával elősegíthető ugyan az acetil-klorid képződése, de a hőkezelés hatására a keletkező foszforossav bonyolult kémiai átalakulások következtében annyira besűrűsödik, hogy nagy nehézségek árán sem lehet a gyártóberendezésből eltávolítani. Emellett a foszforossav hőhatására bekövetkező kémiai átalakulása során foszforhidrogén gáz is keletkezik, mely öngyulladásra hajlamos, így a folyamatot tűz- és robbanás veszélyesnek kell tekinteni. A találmány célkitűzése olyan eprás kidolgozása acetil-klorid előállítására ecetsavból és foszfor-trikloridból kiindulva, amelynél a reakcióelegy feldolgozása és a késztermék kinyerése gazdaságosabban valósítható meg, mint az Ismert eljárásokban. Találmányunk két felsimerésen alapul:- az egyik, ha az ecetsavat és a foszfor-trikloridot 3,5—4,2 és 1 mól arányban 20-30 °C környezeti hőmérsékleten reagáltatjuk egymással, akkor a foszfor-triklorid teljes mennyiségben elreagál, és a keletkező acetil-klorid és foszforossav egymástól jól elválasztható két fázisra különül el, a feleslegben alkalmazott acetsavat pedig részben az acetil-kloridos, részben a foszforossavas fázis tartalmazza, —a másik a foszforossavas fázisból az ecetsav ugyan- 5 csak 20 30 ”C környezeti hőmérsékleten nagy feleslegben alkalmazott foszfor-trikloriddal acetil-kloriddá alakítva kiextrahálható. A találmány szerinti eljárás acetii-klorid előállítására ecetsavból és foszfor-trikloridból kiindulva adott esetben ecetsavanhidrid adagolásával azzal jellemezhe-U tő, hogy a. ) 3—5:1 előnyösen 4:1 mólarányban ecetsavat és foszfor-trikloridot 20-30 °C közötti hőmérsékleten keverés közben reagálta tunk, b. ) a képződött kétfázisú reakcióelegy főtömegéig ben acetil-kloridot tartalmazó felső F, fázisát a főtömegében foszforossavat tartalmazó nagyobb sűrűségű alsó A, fázistól elválasztjuk, c. ) az elválasztott, kisebb sűrűségű F( fázist - adott esetben az alkalmazott foszfor-triklorid 1 móljára számítva 3 mólnyi mennyiségű ecetsavanhidrid 20 hozzáadása után - sósavgáz állandó átvezetése közben frakcionáltan desztilláljuk és az acetil-klorid fejterméket elvezetjük, a főtömegébe ecetsavat tartalmazó desztillációs maradékot a szintézisbe visszavezetj K d. ) az elválasztott, nagyobb sűrűségű Aj fázist kör- 25 nyezeti hőmérsékleten további mennyiségű foszfor-trikloriddal elkeverjük, a kapott két folyadék (Fj és Aj) fázist egymástól elválasztjuk, a kisebb sűrűségű 1 j fázist a szintézisbe visszavezetjük, e. ) az elválasztott nagyobb sűrűségű (A2) fázist 30 a*atti hőmérsékleten vízzel összekeverjük. A találmány szerinti eljárás lényege, hogy a foszfor-trikloridot és az. ecetsavat szobahőmérsékleten két lépésben regáltatjuk. Az első lé pésben ecetsav felesleggel a foszfor-trikloridot teljes mértékben foszforsavvá alakítjuk, és a képződött acetil-kloridot és ecetsavat 35 tartalmazó felső (Fi) fázist és a foszforossavat és ecetsavat tartalmazó alsó (Al) fázist elválasztjuk. Az aisó (Ai) fázisból feleslegben alkalmazott foszfor-trikloriddal az ecetsavat acetil-kloriddá alakítva extraháljuk. A második lépésben kapott acetil-kloridot és foszfor-trikloridot tartalmazó felső (F2) fázist a szin- 40 tézis első lépésében visszavezetjük, az alsó, főtöegében foszforossavat tartalmazó fázishoz pedig vizet adagolunk. Az első lépésben nyert ege (savat és acetil-kloridot tartalmazó felső (Fi) fázist sósavgáz bevezetése mel. _ lett frakcionáltan desztilláljuk, a fejtermékként nyert tiszta acetil-kloridot elvezetjük, a fenéktermékként kapott ecetsavat pedig visszavezetjük a szintézis első lépésébe. Ecetsavanhidridből kiindulva ebből először sósav gázzal acetil-kloridot és ecetsavat állítunk elő. Az így 50 nyert ecetsavból azután foszfor-trikloriddal két lépésben szintén acetil-kloridot nyerünk. Ecetsavanlűdrid alkalmazásával ugyanannyi acetil-klorid előállításához feleannyi foszfor-triklorid szükséges, mint ecetsav esetén. A találmányunk szerinti eljárás előnyeit a technika 55 állásához képest az alábbiakban foglaljuk össze. Az eljárásunk során a foszforvegyületeket tartalmazó reakcióelegyekkel hőt nem közlünk, ezek csak endoterm reakcióban vesznek részt. A háromvegyértékű foszforvegyületekből így jó hozam mellett, kiváló minőségű acetil-kloridot állíthatunk elő, a mellékter- 60 mákként keletkező foszforossav pedig hőbomlást 2
