氯乙酸的用途及国内外生产技术

氯乙酸的用途及国内外生产技术

作者：刘天浩

来源：《农家科技中旬刊》2016年第09期

摘要：氯乙酸，是有机合成的重要原料之一，广泛用于医药、染料、农药、造纸、油田化学品、纺织助剂、表面活性剂、香精香料等的生产中。本文综述了氯乙酸用途及国内外的生产方法。

关键词：氯乙酸；生产；用途

1.氯乙酸的性质

氯乙酸最早于1841年由N.Le-Blanc在氯化醋酸时发现， R.Hoffman在实验室里于1857年用乙酸在阳光直接照射下进行氯化反应制得氯乙酸[1]。

氯乙酸（MCA），结构式ClCH2COOH，又名氯醋酸或一氯乙酸，分子量94.50，为无色或淡黄色的结晶物易潮解，熔点61～63℃，沸点188℃（常压下），相对密度1.404

（40℃/4℃），折射率1.4330（60℃），具有很强烈的刺激性臭味；纯品氯乙酸具有4种晶形即α、β、γ、δ晶形，最稳定存在的α晶形是组成工业品的主要形式。氯乙酸（MCA）除易溶于醇、苯、氯仿及醚等有机溶剂外，也易溶于水，在25℃时，氯乙酸100g水或甲醇中的溶解度分别为510g及350g。氯乙酸能腐蚀绝大多数的金属、橡胶、木材等材料，具有极强的腐蚀性，同时氯乙酸对动物及人体皮肤具有强烈的腐蚀性及伤害作用[2]。

2.氯乙酸的生产及用途

2.1氯乙酸的用途

2.1.1在生产羧甲基纤维素（CMC）方面的应用

用氯乙酸生产羧甲基纤维在我国是氯乙酸的第二大消费用户。将纤维素与氢氧化钠反应生成碱纤维素，再用氯乙酸进行羧甲基化是羧甲基纤维素的生产方法。该种生产中氯乙酸的利用率较高。羧甲基纤维素在洗衣粉、牙膏中用作添加剂，在粘合剂、肥皂、合成洗涤剂以及食品行业、纺织、医药工业造纸也有广泛的应用，羧甲基纤维素的最大用途是石油开采。

2.1.2在化学工业方面的应用

主要用来制取精细化工和有机化工产品。由氯乙酸为最初原料通过有机合成得到的二乙醇酸、乙醇酸及其酯类是制造塑料增塑剂的原料。氢硫化钠和氯乙酸合成反应制得的硫基乙酸，其钙盐作为脱毛剂，铵盐和钠盐用于人发冷烫。己内酰硫脲与氯乙酸通过合成反应能制得显影剂，主要用于照相行业。另外，用氯乙酸可用于制备一些重要的重要衍生物氯乙酰氯、氯乙酸

酯、氯乙酸钠、氯乙酰胺等。醋酸甜菜碱是一种氯乙酸衍生物，它是一种很好的两性表面活性剂，主要用于护发素、洗发香波的生产中。[3]

2.2国内外生产技术

目前国内外有多种氯乙酸合成方法，如三氯乙烯水解法、醋酸氯化法、三氯乙酸水解法、氯乙醇氧化法及四氯乙烷水解法等；醋酸催化氯化法是目前世界各国主要采用的工艺方法，该法具有相对较简单的工艺、原料价廉易得、主要消耗定额低等特点；如德国Hoechs公司采用该种生产方法，其装置的单套生产能力高达7.5万吨每年；另外三氯乙烯水解法也是厂采用合成氯乙酸的方法，其他的合成方法在工业生产中不常见。[4]

2.2.1我国生产技术状况

我国目前主要采用醋酸氯化法生产氯乙酸，即用硫磺粉作催化剂，生产原料为液氯和醋酸，控制反应温度在98℃左右进行氯化反应，生成粗品氯乙酸，经结晶、过滤可得成品。

该法间歇式生产，手工操作，原材料和动力消耗均较高，氯化反应周期较长，仅恒温反应就长达 18～20h；催化剂硫磺粉的催化效率较低，在反应后硫磺粉会留下残渣，影响产品氯乙酸的质量。其主要消耗及产品质量见表 1-1、表 1-2 。

2.2.2国外生产技术状况

这里主要介绍美国耐斯特公司的生产方法。该公司所采用的氯乙酸的生产方法是该公司的专利技术，即用醋酸酐为催化剂进行氯化。独到之处是在合成过程中醋酸酐既是反应的催化剂，又是反应原料；另外采用带有搅拌装置的大容量反应釜。并且结晶工艺上用到了动态熔融结晶精制的瑞士Sulzer公司的专利技术，大大提高了产品质量。

其主要消耗及产品质量分别见表 1-3、表1-4。

3.结语

氯乙酸是一种重要的有机化工原料及合成中间体，广泛应用于医药、染料、农药、造纸、油田化学品、纺织助剂、表面活性剂、香精香料等的生产中。目前主要的生产工艺是用乙酸为原料，乙酰氯、乙酸酐、硫、赤磷、三氯化磷等为催化剂，在90～100℃下，将氯气通入乙酸中，控制氯化深度，乙酸被氯化成一氯乙酸。氯化液经结晶和甩滤，可以得到一氯乙酸产品。是目前主要的生产工艺路线。

参考文献：

[1]刘国珍.氯乙酸生产现状及研究进展（I）[J].太原理工大学学报，2000，（3）.

[2]章朝晖.我国氯乙酸的生产现状及改进建议[J].中国氯碱，2002，（8）.

[3]李丛宝，徐华，刘文武.氯乙酸的合成与应用[J].氯碱工业，1998，（3）.

[4]刘国珍.氯乙酸生产现状及研究进展（Ⅱ）[J].太原理工大学学报，2000，（4）.

作者简介：刘天浩（1982.6-），男，本科学历，辽宁省锦州开元石化有限责任公司，工程师，主要从事化工生产与研究。