Способ получения метилэтилкетона

Способ получения метилэтилкетона

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТИЛЭТИЛКЕТОНА окислением вторичного бутилового спирта окислителем в гомогенной среде при нагревании, о т пли а 1дийся тем, что, с целью увеличения селективности и упрощения технологии процесса, в качестве окислителя используют 25-35%ную перекись водорода при объемном соотношении вторичного бутилового спирта и перекиси водорода 1:1,7-3,5 и процесс проводят при 460-560 С в газовой .фазе. (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTGPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3515479/23-04 (22) 26.11.82 (46) 23.02.84. Бюл. )) 7 (72) Т.M. Нагиев, С.3. Зульфугарова и Ш.А. Тагиева (71) Институт теоретических проблем химической технологии AH Азербайджанской CCP (53) 547.284.07(088.8) (56) 1. Патент США )) 4154762, кл. С 07 С 45/16, опублик. 1979.

2. Авторское свидетельство СССР . Р 482434, кл. С 07 С 49/04, С 07 С 49/08, С 07 С 49/10, опублик. 1975.

3. Авторское свидетельство СССР

Р 697494, кл. С 07 С 49/10, С 07 С 45/16, опублик. 1979 (прототип).

З(51) С 07 С 49 10 С 07 С 45 29 (54 ) (57 ) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЧ МЕТИЛЭТИЛКЕТОНА окислением вторичного бутилового спирта окислителем в гомогенной среде при нагревании, о т н ли4а.щийся тем,чтo,c целью увеличения селективности и упрощения технологии процесса, в качестве окислителя используют 25-35%ную перекись водорода при объемном соотношении вторичного бутилового спирта и перекиси водорода 1:1 7-3,5 и процесс проводят при 460-560 С в газовой фазе.

1074858

Изобретение относится к органическому синтезу, а именно к способу получения метилэтилкетона. Метилэтилкетон находит широкое применение как растворитель и используется в лакокрасочной, нефтеперерабатывающей, 5 фармацевтической, парфюмерной промьюшенностях для производства искусственной кожи, пластмасс, синтетического каучука, метилизопропилкетона, клеен, некоторых физиологически .активных веществ и др. продуктов.

Известен способ получения метилэтилкетона окислением вторичного бутилоного спирта кислородом ноздуо ха н медном реакторе при 595 С в присутствии в качестве катализатора золотой проволоки. Выход метилэтилкетона составляет 71,5 вес.Ъ на исходное сырье при конверсии 75Ъ и селектинности 93Ъ (1 .

Недостатками этого способа является использование в качестве катализатора драгоценного металла — золота, применение дорогостоящего медного реактора, недостаточно высокая селективность, а кроме того проведение процесса в присутствии твердого контакта (катализатора чистого золота) определяет -технологическую сложность процесса, связанную с дополнительными операциями по изготовлению катализатора с заданными размерами частиц, с загрузкой и выгрузкой его, что увеличивает трудоемкость процесса.

Известен также способ получения 35 метилэтилкетона, который основан на парофазном каталитическом окислении вторичного бутилоного спирта кислородсодержащим газом при 520550 C н присутствии в качестве ка-, 4()

zализатора серебра на пемзе. Выход метилэтилкетона на исходное сырье составляет 79,5-85,5Ъ при конверсии вторичного бутилового спирта

83-89Ъ и селектинности 95, 8- 45

96,1Ъ (2 ).

Недостатками данного способа являются использование дорогостоящего серебряного катализатора на носителе, требующего специального приготовления, наличие разнообразных побочных продуктов, таких как ацетальдегид, ацетон, диацетил, окись yr еро а, двуокись углерода и др, что ведет к технологическим трудностям выделения индивидуального вещества

55 из многокомпонентной смеси.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ получения метилэтилкетона окислением вторичного бутилового 60 спирта кислородсодержащим газом в гомогенной среде. Процесс проводят о в жидкой,фазе при 115-135 С и давлении 9-20 атм, в присутствии первичных или Втор ;1чных спиртов с чис- g5

I лом углеродных атомов от 6 до 16 или их смеси в количестве 0,1-3 вес.Ъ.

Процесс протекает в статической системе. В зависимости от условий процесса выход метилэтилкетона колеблется н пределах 12,4-23,5 вес.Ъ на пропущенное сырье, конверсия

13,7-?9„6Ъ, при селектинности

79,4-90,5Ъ.

Окисление вторичного бутилового спирта при 119 С, давлении 10 атм н присутствии гексилового спирта (0,1Ъ) и длительности периода индукции 3,5 ч позволяет достигнуть наибольшего выхода метилэтилкетона

23,5 вес. Ъ при конверсии 29,6Ъ и селективности 79,4Ъ Г31.

Недостатками известного способа являются: недостаточно высокая селективность (79,4-90,5Ъ); низкий ныход целевого продукта (23,5 вес.Ъ на пропущенный вторичный бутиловый спирт);большая длительность периода индукции (2-15 ч), в течение которого реакция не протекает, т.е. система фактически простаивает; использование давления (9-20 атм); применение в Качестве гомогенных добавок смеси высококипящих спиртов в количестве до ЗЪ с целью сокращения периода индукции приводит к дополнительным затратам, связанным с приготовлением их, загрузкой и выделением из реакционной смеси; процесс проводится н статической системе, менее технологичной нежели проточная; большое количество побочных продуктов, что приводит к технологическим трудностям разделения целевого продукта от побочных. Так при оптимальном выходе метилэтилкетона

23,5Ъ, конверсия наибольшая 29,6Ъ, где 6,1o †.побочные, что составляет

1/4-ю часть полученного целевого продукта или 1/5 часть прореагиронаншего вторичного бутилоного спирта.

Целью изобретения является увеличение селектив ности и упрощение технологии процесса.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения метилэтилкетона окислением вторичного бутилового спирта окислителем в гомогенной среде при нагревании, заключающемуся н том, что н качестве окислИтеля используют 25-35Ъ-ную перекись водорода при объемном сооТ ношении вторичного бутилового спирперекиси водорода 1: 1, 7-36 5 и процесс проводят при 460-560 С в газовой фазе.

Реакцию окисления вторичного бутилового спирта в метилэтилкетон

1074858

60 проводят в кварцевом реакторе проточного типа с,объемом реакционной зоны 5,5 см3. Реактор обогревается электропечью, температуру которой регулируют потенциометром. Температура реакционной зоны измеряют хромель-алюмеле вой термоп арой, помещенной в кварцевый карман реактора и регистрируют потенциометром. По достижении температуры реакции реагенты — перекись водорода со скоростью .0,44-0,88 мл/ч и вторичный бутиловый спирт со скоростью 0,255 мл/ч, при помощи дозаторов раздельно по капиллярам подаются в предреакционную зону реактора. Реакционная смесь из реактора поступает в холодильник, охлаждаемый жидким азотом.

Продукты реакции охлаждают в холодильнике, из которого затем отбирают катализат. Газообразные продукты реакции отбирают в газоотборник.

Чтобы избежать уноса метилэтилкетона вместе с отходящим кислородом ставятся последовательно две ловушки, охлаждаемые жидким азотом.

Анализ жидких продуктов реакции, состоящих из целевого продукта и непрореагировавшего вторичного бутилового спирта, осуществляют на хроматографе типа "Хром-31", неподвижной фазой служит ПЭГА (полиэти- 30 ленгликольадипинат), детектор — катарометр. Анализ газообразных продуктов реакции проводят на хрома" тографе типа "ЛХМ-8 МД" модель 3, насадка полисорб-1. 35

Получение метилэтилкетона по предлагаемому способу позволяет упростить технологию процесса за счет проведения его при атМосферном давлении в проточной системе, исклю- 40 чить использование гомогенных добавок, сократить количество побочных продуктов.

Пример 1.При 500 С в предреакционную зону реактора подают исходные реагенты — вторичный бутиловый спирт и 25Ъ-ную перекись (водорода со скоростью соответстенно

0,255 мл/ч (0,206 г) и 0,737 мл/ч (0,804 r). Соотношение (объемное) С4К9ОН:Н202 = 1:2,9. Реакци50 синая смесь из реактора поступает в холодильник, охлаждаемый жидким азотом. Жидкие и газообразные продукты реакции анализируют на хроматографах типа "Хром-31" и "ЛХМ-8МД" соответственно. Выход продуктов реакции: метилэтилкетона 40,8 вес.Ъ (0,082 г), С4П ОН (непрореагировавший) 59,2Ъ (0,122 r). Селективность

99,7Ъ..

Пример 2. Осуществляют . о по методике примера 1. При 500 С в, реакционную зону подают вторичный бутиловый спирт и 25Ъ-ную перекись водорода в количестве 0,255 мл/ч (0,206 г) и 0,44 мл/ч (0,48 г) соответственно. Соотношение (объемное)

С4НуОН:Н О = 1:1,7. Выход продуктов реакции: метилэтилкетона 26,2Ъ (0,53 г), вторичного бутилового спирта 73,8Ъ (0,152 r). Селективкость — 99,6Ъ.

Пример 3. Осуществляют по методике примера 1. При 500 С в реакционную зону реактора подают вторичный бутиловый спирт и 25Ъ-ную перекись водорода со скоростью соответственно 0,255 мл/ч (0,206 r) и 0,88 мл/ч (0,96 r). Соотношение (объемное) С+НЕОН: Н О =1: 3,5. Выход продуктов реакции: метилэтилкетона

33,74Ъ, (0,068 г); вторичного бутилового спирта 66,26Ъ (0,136 r). Селективность 99,6Ъ.

Пример 4. Осуществляют по методике примера 1. При 500 С в. реако ционную зону реактора подают вторичный бутиловый спирт и ЗОЪ-ную перекись водорода со скоростью 0,255 мл/ч (0,206 г) и 0,737 мл/ч (0,819 г) соответственно. Соотношение (объемное) С HàOH:К О =1:2,9. Выход продуктов реакции : метилэтилкетона 44,2Ъ (0,089 г), вторичного бутилового спирта 55,8Ъ (0,115 г). Селективность 99,8Ъ.

Пример 5. Осуществляют по методике примера 1. При 560 С в реакционную зону реактора подают вторичный бутиловый спирт и ЗОЪ-ную перекись водорода со скоростью соответственно 0,255 мл/ч (0,206 г) и

0,737 мл/ч (0,819 r) соответственно.

Соотношение (объемное ) C4 Н9ОН: Н О2=

1:2,9. Выход продуктов реакции: метилэтилкетона — 26,4Ъ (0,053 r), вторичного бутилового спирта 73,6Ъ (0,152 r). Селективность 99,3Ъ.

Пример 6. Осуществляют по методике примера 1. При 460 С в реако ционную зону реактора подают вторичный бутиловый спирт и ЗОЪ-ную перекись водорода со скоростью соответственно 0,255 мл/ч (0,206 г) и

0,.737 мл/ч (0,819 г). Соотношение (объемное) С4Й9ОН:Н202--1:2,9. Выход продуктов реакции: метилэтилкетона

31,9% (0,064 г), вторичного бутилового спирта 68,1Ъ (0,14 r). Селективность 99,6Ъ.

Пример 7. Осуществляют по методике примера 1. При 500 С в реакционную зону реактора подают вторичный бутиловый спирт и 35Ъ-ную перекись водорода со скоростью соответственно 0,255 мл/ч (0,206 r) и

0,737 мл/ч (0,827 г). .Соотношение (объемное) С Ht)OH:Н2ГО2 1:2,9. Выход продуктов реакции: метилэтилкетона 41,4Ъ (0,085 г), вторичного бутилового спирта 58,6Ъ (0,12 r).

Селективность 99,7Ъ.

1074858

Составитель A. Ллександров

Редактор Г. Волкова Техред О.Неце Корректор И, ррдейи

Заказ 451/22 Тираж 410 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Озразование других побочных продуктов не наблюдалось и селективность для всех выше приведенных примеров 1-7 с учетом материальных потерь составляла 99,3-99,8%.

Преимущества предлагаемого способа состоят в том, что он позволяет увеличить селективность до

99,3-99,8%, кроме того при осуществлении предлагаемого способа упрощается технология процесса эа счет проведения его при атмосферном давлении, в проточной системе без гоиогенных добавок и отсутствия побочных продуктов.

Следует отметить, что в предлагаемом способе отсутствует период индукции (3,5-13 ч в известном), что приводит к уменьшению общего времени реакции и, следовательно, к интенсификации процесса.