Способ получения 2,2'-дихлордиэтилформаля

Способ получения 2,2'-дихлордиэтилформаля

Реферат

Изобретение относится к области химии, в частности к синтезу исходных мономеров для производства полисульфидных олигомеров.

Известен способ получения 2,2'-дихлордиэтилформаля путем взаимодействия 1-хлорметил-2'-хлорэтилового эфира с окисью этилена в присутствии каталитического хлористого цинка при температуре от -10 до +10°С (патент RU №2143419 на изобретение «Способ получения 2,2'-дихлордиэтилформаля». - МПК⁶: С07С 41/48, С07С 43/313. - 27.12.1999). Недостатком известного способа является использование в нем взрывоопасного продукта - окиси этилена, а также многостадийность процесса с образованием отходов в виде цинкорганического полимера, не подлежащего утилизации и рециклированию.

Известен способ получения 2,2'-дихлордиэтилформаля путем взаимодействия параформальдегида и этиленхлоргидрина, взятых в мольном соотношении 1:(2,7÷6), предпочтительно 1:(3÷4,5), в присутствии кислотного катализатора. Роль азеотропообразующего агента осуществляет этиленхлоргидрин, взятый на синтез в большом избытке (патент ФРГ №4214847 А1. Способ получения 2,2'-дихлордиэтилформаля высокой чистоты. - МПК⁵: С07С 43/313 // C08G 75/02. - 11.11.93). Данный способ принят за прототип.

Недостатком известного способа, принятого за прототип, является образование отходов синтеза в виде водного раствора, причем с высокой концентрацией этиленхлоргидрина, требующего утилизации. Однако выделение этиленхлоргидрина из отходов синтеза является сложным и трудоемким процессом, требующим значительных производственных затрат.

Основной задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является снижение концентрации этиленхлоргидрина в отходах синтеза и возможность рециклирования их для производства полисульфидных олигомеров, что тем самым позволяет исключить значительные производственные затраты на утилизацию отходов синтеза и повысить экологическую безопасность производства.

Техническим результатом, достигаемым при осуществлении заявленного изобретения, является повышение экологической безопасности получения 2,2'-дихлордиэтилформаля.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе получения 2,2'-дихлордиэтилформаля, включающем взаимодействие этиленхлоргидрина и параформальдегида в присутствии кислотного катализатора и отгонку, согласно предложенному техническому решению,

выполняют в присутствии кристаллической соли сульфата магния или хлорида магния синтез, при котором 2,2'-дихлордиэтилформаль выделяют путем высаливания органической фазы насыщенным раствором соли магния и последующей отгонки из органической фазы избытка этиленхлоргидрина;

отгонку избыточного этиленхлоргидрина из органической фазы выполняют с помощью вакуума;

избыточный этиленхлоргидрин подвергают рециклированию в качестве компонента синтеза 2,2'-дихлордиэтилформаля;

насыщенный раствор соли магния, полученный после высаливания органической фазы, подвергают рециклированию.

Проведенный заявителем анализ уровня техники позволил установить, что аналоги, характеризующиеся совокупностями признаков, тождественными всем признакам заявленного способа получения 2,2'-дихлордиэтилформаля, отсутствуют. Следовательно, заявляемое техническое решение соответствует условию патентоспособности «новизна».

Результаты поиска известных решений в данной области техники с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявляемого технического решения, показали, что они не следуют явным образом из уровня техники. Из определенного заявителем уровня техники не выявлена известность влияния предусматриваемых существенными признаками заявляемого технического решения преобразований на достижение указанного технического результата. Следовательно, заявляемое техническое решение соответствуют условию патентоспособности «изобретательский уровень».

Сущность предложенного способа получения 2,2'-дихлордиэтилформаля

Синтез 2,2'-дихлордиэтилформаль получают в результате взаимодействия этиленхлоргидрина и параформальдегида в присутствии кислотного катализатора и кристаллической соли сульфата магния или хлорида магния, последние, растворяясь в реакционной воде, образуют насыщенный солевой раствор, который приводит к высаливанию органической фазы для последующего отделения из нее 2,2'-дихлордиэтилформаля путем отгонки из органической фазы избытка этиленхлоргидрина посредством вакуума. После этого насыщенный водный раствор соли магния, отделенный от органической фазы, направляют на рециклирование в качестве диспергатора для получения полисульфидных олигомеров, а избыточный этиленхлоргидрин, полученный после отгонки из органической фазы, подвергают рециклированию в качестве компонента синтеза 2,2'-дихлордиэтилформаля.

В соответствии с изобретением для синтеза 2,2'-дихлордиэтилформаля используются следующие вещества:

этиленхлоргидрин по ГОСТ 12844-74,

параформальдегид по ТУ 6-09-141-03-89,

серная кислота по ГОСТ 4204-77,

магний хлористый технический (бишофит) по ГОСТ 7759-73 или

магний сернокислый 7-водный по ГОСТ 4523-77.

Примеры осуществления способа

Пример 1. В колбу с мешалкой загрузили 170 г этиленхлоргидрина (2,1 моль), 31,25 г параформальдегида (1,0 моль), 1,0 г каталитической концентрированной серной кислоты, при постоянном перемешивании которых в течение 30 мин загружали 12,0 г магния хлористого (бишофит) (MgCl₂·6H₂O). Реакционную смесь перемешивали в течение 3 ч при температуре 75-80°С, после чего мешалку остановили и смесь отстаивалась в течение 5-6 ч. Затем проводили высаливание и разделение органической и водной (солевой раствор) фаз. Органическая фаза представляет собой смесь 2,2'-дихлордиэтилформаля и этиленхлоргидрина в соотношении 85:15. Из этой смеси с помощью вакуума производили отгонку избыточного этиленхлоргидрина, который направляли на рециклирование для использования его при следующем синтезе 2,2'-дихлордиэтилформаля в качестве компонента. В результате получили 145,0 г 2,2'-дихлордиэтилформаля с содержанием 98,5% целевого продукта, определенного методом газожидкостной хроматографии.

Водная фаза представляет собой 25,0 г водного раствора хлорида магния с концентрацией 230 г/дм³ и 1,5% содержанием этиленхлоргидрина, который направили на рециклирование для использования на стадии поликонденсации в процессе получения полисульфидных олигомеров.

Пример 2. Синтез проводили аналогично примеру 1, только после загрузки этиленхлоргидрина, параформальдегида и каталитической концентрированной серной кислоты, при постоянном перемешивании которых в течение 30 мин в колбу загрузили 7,2 г сульфата магния 7-водного (MgSO₄·7H₂O), продолжили процесс синтеза и отгонки избытка этиленхлоргидрина. В результате получили 140,5 г 2,2'-дихлордиэтилформаля с содержанием 99,0% целевого продукта.

Водная фаза представляет собой 19,6 г водного раствора сульфата магния с концентрацией 210 г/дм³ и 1,3% содержанием этиленхлоргидрина, который также направили на рециклирование для использования его на стадии поликонденсации в процессе получения полисульфидных олигомеров.

Приведенные примеры показывают, что заявленный способ получения 2,2'-дихлор-диэтилформаля прост по технологическому исполнению, позволяет снизить в отходах синтеза концентрацию этиленхлоргидрина (не более 1,5%), тем самым получить целевой продукт без необходимости очистки отходов от этиленхлоргидрина и повысить экологическую безопасность производства.

1. Способ получения 2,2'-дихлордиэтилформаля, включающий взаимодействие этиленхлоргидрина и параформальдегида в присутствии кислотного катализатора и отгонку, отличающийся тем, что синтез выполняют в присутствии кристаллической соли сульфата магния или хлорида магния, при котором 2,2'-дихлордиэтилформаль выделяют путем высаливания органической фазы насыщенным раствором соли магния и последующей отгонки из органической фазы избытка этиленхлоргидрина.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что отгонку избыточного этиленхлоргидрина из органической фазы выполняют с помощью вакуума.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что избыточный этиленхлоргидрин подвергают рециклированию в качестве компонента синтеза 2,2'-дихлордиэтилформаля.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что насыщенный раствор соли магния, полученный после высаливания органической фазы, подвергают рециклированию.