專利名稱：以羥基乙腈為原料制備羥基乙酸新工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種以羥基乙腈為原料制備羥基乙酸的方法。
背景技術(shù)：
羥基乙酸是一種非常好的清洗劑，在歐美國家是電廠鍋爐強制使用的清洗劑原料，在醫(yī)療和化妝品領(lǐng)域有非常好的用途的化工中間體。羥基乙腈制備羥基乙酸以前是強酸或強堿下水解完成，然而該方法已被證明效率不高，在強酸強堿溶液中，生成的產(chǎn)品會發(fā)生聚合、分解，甚至會爆炸，美國專利US3,867,440公開了改進方案，在順丁烯二酸、亞磷酸、亞硫酸條件下水解羥乙腈制備羥基乙酸，用順丁烯二酸水解轉(zhuǎn)化率不高僅30％-70％，用亞磷酸和亞硫水解，其后處理復(fù)雜，不宜工業(yè)化生產(chǎn)，中國專利申請92104616.2號公開了羥基乙腈酸性水解制備羥基乙酸的專利，所用的酸為硫酸、磷酸、硝酸、鹽酸及它們的混合酸，水解后用有機溶劑萃取出羥基乙酸，再用純凈水反萃取，得到羥基乙酸，操作復(fù)雜。
針對上述缺點，本發(fā)明人經(jīng)過長期的研究和試驗，創(chuàng)造出本發(fā)明的技術(shù)方案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種以羥基乙腈為原料制備羥基乙酸的方法。該方法簡化了生產(chǎn)工藝、提高生產(chǎn)操作的安全性，降低能耗、設(shè)備要求、原材料消耗等生產(chǎn)成本。
具體的說，本發(fā)明提供一種以羥基乙腈為原料制備羥基乙酸的方法，該方法包括如下步驟1)向羥基乙腈水溶液中加入適量磷酸，在加熱條件下水解；2)濃縮結(jié)晶去除大量鹽，再用丙酮進一步去鹽；3)減壓濃縮丙酮水溶液，得到產(chǎn)品羥基乙酸。
本方法可以采用例如如下具體實施方案將羥基乙腈在磷酸介質(zhì)中，在90-160℃下水解，使羥基乙腈轉(zhuǎn)化為羥基乙酸，濃縮結(jié)晶去除大部分磷酸的銨鹽，液體再用丙酮將銨鹽析出，并去除，減壓濃縮結(jié)晶、干燥得到制備高品質(zhì)的羥基乙酸。本發(fā)明方法中，99％以上羥基乙腈可轉(zhuǎn)化為羥基乙酸。
在羥基乙腈水溶液中加入適量的磷酸，作為催化劑及縛氨劑，在90-160℃下水解8-18小時，使羥基乙腈轉(zhuǎn)化率達到99％以上，濃縮結(jié)晶去除大量銨鹽，去鹽后液體用丙酮進一步將銨鹽析出、去除，丙酮水溶液減壓濃縮結(jié)晶、干燥制得含量99％以上的羥基乙酸。
本發(fā)明中所述向羥基乙腈水溶液中加入磷酸。
本發(fā)明中所述羥基乙腈和磷酸的摩爾比為1∶1.0-5.0，優(yōu)選摩爾比為羥基乙腈∶磷酸為1∶1.5-3.0。
本發(fā)明中所述的反應(yīng)溫度為90-160℃，優(yōu)選反應(yīng)溫度為110-140℃。
本發(fā)明中所述濃縮結(jié)晶去鹽后進一步去鹽所使用的有機溶劑為丙酮，其添加量為母液中水份量的1-4倍體積。
其中銨鹽可作化肥使用，丙酮經(jīng)簡單蒸餾后回用，結(jié)晶母液套用。
本發(fā)明具有如下優(yōu)點本發(fā)明所選用的磷酸是一種中強酸，既能保證水解反應(yīng)的順利完成，又不會造成羥基乙酸的聚合；而在中國專利申請92104616.2號中采用磷酸和鹽酸混合反應(yīng)，其中，主反應(yīng)產(chǎn)物是鹽酸鹽，磷酸作為催化劑，本發(fā)明中，所選酸為磷酸，磷酸作為催化劑和主反應(yīng)物；本發(fā)明所選用的丙酮是一種很常見的有機溶劑，本發(fā)明的主反應(yīng)產(chǎn)物在高溫下容易聚合，采用丙酮既能有效除鹽，同時由于其沸點低，易于濃縮，有利于反應(yīng)后處理；所形成的銨鹽是一種很好的化肥，選用的有機溶劑簡單易得，易回收，產(chǎn)品一次結(jié)晶即可得高純度，操作方便，幾乎無三廢產(chǎn)生。


反應(yīng)過程參見圖1羥基乙酸合成工藝圖。
具體實施例方式
本發(fā)明可用下文中的非限定性實施例作進一步的說明。
實施例1羥基乙腈100ml(379g/l)，磷酸84.33g(85％)，摩爾比1∶1.1于500ml四口瓶中于112℃回流反應(yīng)17小時，羥基乙腈轉(zhuǎn)化率達99.32％，濃縮結(jié)晶去鹽后，母液用丙酮70ml進一步去鹽，經(jīng)后處理得羥基乙酸27.1g，含量99.17％。
實施例2
羥基乙腈100ml(392.32g/l)，磷酸188.86g(84.5％)，摩爾比1∶2.8于500ml四口瓶中于90℃回流反應(yīng)18小時，羥基乙腈轉(zhuǎn)化率達99.57％，濃縮結(jié)晶去鹽后，母液用丙酮100ml進一步去鹽，經(jīng)后處理得羥基乙酸29.3g，含量99.23％。
實施例3羥基乙腈250ml(410.4g/l)，磷酸435.81g(83.85％)，摩爾比1∶2.1于1000ml四口瓶中于121℃回流反應(yīng)16小時，羥基乙腈轉(zhuǎn)化率達99.34％，濃縮結(jié)晶去鹽后，母液用丙酮240ml進一步去鹽，經(jīng)后處理得羥基乙酸62.5g，含量98.79％。
實施例4羥基乙腈250ml(410.4g/l)，磷酸606.40g(84.36％)，摩爾比1∶2.9于1000ml四口瓶中于140℃回流反應(yīng)16小時，羥基乙腈轉(zhuǎn)化率達99.53％，濃縮結(jié)晶去鹽后，母液用丙酮400ml進一步去鹽，經(jīng)后處理得羥基乙酸66.4g，含量99.25％。
實施例5羥基乙腈250ml(379g/l)，磷酸815.97g(83.85％)，摩爾比1∶4.2于1000ml四口瓶中于149℃回流反應(yīng)18小時，羥基乙腈轉(zhuǎn)化率達99.15％，濃縮結(jié)晶去鹽后，母液用丙酮600ml進一步去鹽，經(jīng)后處理得羥基乙酸57.2g，含量98.85％。
實施例6羥基乙腈250ml(379g/l)，磷酸951.97g(83.85％)，摩爾比1∶4.9于1000ml四口瓶中于158℃回流反應(yīng)14小時，羥基乙腈轉(zhuǎn)化率達99.25％，濃縮結(jié)晶去鹽后，母液用丙酮600ml進一步去鹽，經(jīng)后處理得羥基乙酸59.2g，含量99.05％。
對比實施例1在一個配有攪拌器、溫度計和冷凝器的四口燒瓶中，加入360ml97％的硫酸和195ml水混合成的溶液，開動攪拌，燒瓶外用甘油浴加熱升溫，當瓶內(nèi)溶液達到120℃時，加入45％的羥基乙腈1500ml，產(chǎn)生強烈有水解反應(yīng)，控制水解溫度在120℃，沸騰回流6小時后，停止加熱，使物料冷卻。經(jīng)測定99％的羥基乙腈轉(zhuǎn)化成羥基乙酸，無其他有機副產(chǎn)物產(chǎn)生。
取水解反應(yīng)得到的溶液300ml，與650ml三辛基胺、二甲基亞砜和二乙基酮組成的萃取劑進行萃取操作，其中三種組分的體積比為20∶30∶50，萃取后萃取液用500ml水反萃取，得到的羥基乙酸水溶液經(jīng)減壓蒸濃后，得到280ml含量為41.67％的羥基乙酸，收率以羥基乙腈計為97.5％。
取上述萃取操作后的萃余液，先用飽和氨水溶液調(diào)節(jié)pH值至中性，然后進行減壓蒸濃，經(jīng)冷卻，結(jié)晶過濾，得到98克硫酸銨的白色固體結(jié)晶，濾液可反復(fù)使用，總回收率以硫酸計為95％。
權(quán)利要求
1.一種由羥基乙腈制備羥基乙酸的方法，它包括如下步驟1)向羥基乙腈水溶液中加入適量磷酸，在加熱條件下水解；2)濃縮結(jié)晶去除大量鹽，再用丙酮進一步去鹽；3)減壓濃縮丙酮水溶液，得到產(chǎn)品羥基乙酸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，步驟1)的加入摩爾比為羥基乙腈∶磷酸為1∶1.0-5.0。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，步驟1)的加入摩爾比為羥基乙腈∶磷酸為1∶1.5-3.0。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3之任一所述的方法，步驟1)的反應(yīng)溫度為90-160℃。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，步驟1)反應(yīng)溫度為110-140℃。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5之任一所述的方法，步驟2)中丙酮的添加量為母液中水份量的1-4倍體積。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種由羥基乙腈制備羥基乙酸的方法，它包括如下步驟1)向羥基乙腈水溶液中加入適量磷酸，在加熱條件下水解；2)濃縮結(jié)晶去鹽大量鹽，再用丙酮進一步去鹽；3)減壓濃縮丙酮水溶液，得到產(chǎn)品羥基乙酸。
文檔編號C07C51/08GK1944379SQ20051010593
公開日2007年4月11日 申請日期2005年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月8日
發(fā)明者雷洪, 陳小平, 鄭長春, 馮倩 申請人:北京清華紫光英力化工技術(shù)有限責任公司