Способ получения метилфенилкарбинола

Способ получения метилфенилкарбинола

Реферат

 

Изобретение касается производства спиртов, в частности получения метилфенилкарбинола, который находит применение в совместном производстве оксида пропилена и стирола гидроперекисным методом. Предложен способ получения метилфенилкарбинола жидкофазным гидрированием ацетофенона на стационарном катализаторе, содержащем медь, цинк, алюминий и обладающем длительным временем эффективной работы. Гидрирование проводят в проточном реакторе со стационарным слоем катализатора при повышенных температуре и давлении. Соотношение компонентов медь: цинк от 2:1 до 40:1 по массе при содержании алюминия 40-60 мас. %. 3 з.п. ф-лы, 6 табл.

Изобретение относится к нефтехимической промышленности, конкретно к усовершенствованному способу получения метилфенилкарбинола гидрированием ацетофенона, который находит применение в совместном производстве окиси попилена и стирола гидроперекисным методом.

Известен способ жидкофазного гидрирования ацетофенона в метилфенилкарбинол в присутствии катализатора, представляющего собой смесь хромита бария-меди, состава: 30-55 вес.% CuO, 30-57 вес.% Cr₂O₃, до 16% BaO и 1-13 вес.% ZnO в расчете на 100% указанного хромита бария-меди (патент США 4208539, МКИ C 07 C 31/14, 1980). Недостатками этого способа являются использование в составе катализатора экологически опасных соединений хрома в количестве 30-57 мас.% в пересчете на Cr₂O₃, необходимость отделения катализатора от продуктов жидкой фазы. Кроме того, утилизация отработанного катализатора требует специальной технологии, позволяющей селективно разделить компоненты катализатора.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ получения метилфенилкарбинола путем гидрирования ацетофенона в присутствии катализатора, состоящего из металлической меди в матрице из окиси цинка при соотношении атомов цинка к атомам меди 2:1, причем гидрирование осуществляют, направляя поток жидкого ацетофенона и водорода через неподвижный слой катализатора при температуре 113-138^oC, давлении 8,4 МПа при молярном отношении водорода к ацетофенону от 1:1 до 30:1 (патент США 3927121, кл. C 07 C 29/00, 1975). Недостатком данного способа является ограниченность времени эффективной работы катализатора вследствие потери им механической прочности.

Задачей данного изобретения является проведение процесса жидкофазного гидрирования ацетофенонсодержащего вещества в метилфенилкарбинол с высокой селективностью в присутствии катализатора, содержащего медь, обладающего длительным временем эффективной работы.

Поставленная задача решается способом проведения жидкофазного гидрирования ацетофенонсодержащего вещества (АФ) в присутствии катализатора содержащего: медь:цинк от 2:1 до 40:1 по массе и алюминий - 40-60 мас.%. Гидрирование проводят в проточном реакторе со специальным слоем катализатора при следующих условиях: температура 60-170^oC, давление 1,8-6,0 МПа, объемная скорость подачи жидкой фазы 0,1 - 15,0 ч^-1.

Приготовление катализатора осуществляется следующим образом: компоненты катализатора в виде металлов справляются до однородного состояния, сплав гранулируется, после чего гранулы обрабатываются водным раствором гидроксида натрия, промываются и высушиваются. В результате получают активный катализатор, который без предварительного активирования загружают в реактор.

Отличительными признаками изобретения являются использование в предлагаемом способе получения метилфенилкарбинола стационарного медно-цинкоалюминиевого катализатора состава: медь: цинк 2:1 - 40:1 по массе, алюминий - 40-60 мас.%, проведение процесса при температуре 60-170^oC, давлении 1,8-6,0 МПа, объемной скорости подачи жидкой фазы 0,1 - 15,0 ч^-1.

Использование указанных признаков дает возможность осуществлять процесс жидкофазного гидрирования ацетофенона в метилфенилкарбинол в присутствии стационарного, обладающего длительным временем эффективности работы, катализатора при конверсии ацетофенона до 98%, селективности по метилфенилкарбинолу до 97%.

Так как при сопоставлении существенных признаков изобретения с таковыми прототипа выявлено, что они являются новыми и не описаны в прототипе, можно сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию "новизна".

Введение новых отличительных признаков в сочетании с достигаемым эффектом (селективность процесса по метилфенилкарбинолу - 86-97% при конверсии ацетофенона 8,6-98%) не описано ни в одном аналогичном способе, что указывает на "изобретательский уровень" предложенного изобретения.

Заявленное изобретение соответствует критерию "промышленная применимость", так как подтверждается следующей совокупностью условий: - заявленное изобретение предназначено для использования в промышленности, - для заявленного изобретения в том виде, как ого охарактеризовано в формуле изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке средств и методов.

Заявленное изобретение подтверждается следующими примерами.

Пример 1. Процесс осуществляется в проточном трубчатом реакторе диаметром 0,02 м при загрузке катализатора 100 см³, температуре 130^oC, давлении 3,0 МПа. В качестве сырья используют ацетофеноновую фракцию состава, мас.%: ацетофенон - 76,59, метилфенилкарбинол - 17,58, этилбензол - 0,20, бензальдегид - 0,03, тяжелый остаток - остальное. Фракцию подают в реактор сверху со скоростью 1,5 час^-1.

Отобранные на выходе из реактора пробы гидрогенизатора анализируются на содержание ацетофенона, метилфенилкарбинола и этилбензола методом газожидкостной хроматографии.

Катализатор содержит медь, цинк и алюминий при соотношении медь:цинк 2: 1, алюминий 40 мас.%.

Конверсия ацетофенона - 47,8%, селективность по метилфенилкарбинолу - 93,6%.

Пример 2. Процесс проводят по примеру 1, изменяя соотношение медь:цинк в катализаторе до 11:1, алюминий 40 мас.%. Результаты приведены в табл. 1.

Пример 3. Процесс проводят по примеру 1, изменяя соотношение медь:цинк в катализаторе до 29:1, алюминий 40 мас.%. Результаты приведены в табл. 1.

Пример 4. Процесс проводят по примеру 1, изменяя соотношение медь:цинк в катализаторе до 40:1, алюминий 59 мас.%. Результаты приведены в табл. 1.

Пример 5. Процесс проводят по примеру 1, изменяя соотношение медь:цинк в катализаторе до 9:1, алюминий 50 мас.%. Результаты приведены в табл. 1.

Пример 6. Процесс проводят по примеру 5, изменяя температуру до 70^oC. Результаты приведены в табл. 1 Пример 7. Процесс проводят по примеру 5, изменяя температуру до 160^oC. Результаты приведены в табл. 1.

Пример 8. Процесс проводят по примеру 5, изменяя объемную скорость подачи жидкой фазы до 0,5 час^-1. Результаты приведены в табл. 1 Пример 9. Процесс проводят по примеру 5, изменяя объемную скорость подачи жидкой фазы до 12,5 час^-1. Результаты приведены в табл. 1.

Пример 10. Процесс проводят по примеру 5, измеряя механическую прочность при раздавливании у свежеприготовленного катализатора и катализатора, проработавшего 100 часов. Результаты приведены в табл. 2.

Пример 11. Процесс проводят по примеру 5, измеряя содержание меди в гидрогенизате. Проба гидрогенизата без предварительного отстаивания анализируется на общее содержание меди методом рентгенофлуоресцентного анализатора. Обнаружено, что количество меди в гидрогенизате после 100 часов эксплуатации катализатора менее нижнего предела обнаружения, равного 50 мг/л.

Пример 12. Процесс осуществляется в проточном трубчатом реакторе диаметром 0,032 м, загрузка катализатора 200 см³, температура 130^oC, давление 3,0 МПа. В качестве сырья используется ацетофеноновая фракция состава, мас.%: ацетофенон 73,23, метилфенилкарбинол 19,38, бензальдегид 0,61, тяжелый остаток - остальное. Фракция подается в реактор сверху со скоростью 1,6 ч^-1. Отобранные на выходе из реактора пробы гидрогенизата анализируются на содержание ацетофенона, метилфенилкарбинола, этилбензола методом газожидкостной хроматографии. Результаты приведены в табл. 3.

Пример 13. Процесс осуществляют по примеру 12, изменяя давление до 1,8 МПа. Результаты приведены в табл. 4.

Пример 14. Процесс проводят по примеру 12, изменяя давление до 4,5 МПа. Результаты приведены в табл. 4.

Пример 15. Процесс проводят по примеру 12, осуществляя возврат всего гидрогенизата на вход реактора. Результаты приведены в табл. 5.

Пример 16. Процесс проводят по примеру 12, осуществляя рецикл гидрогенизата. Результаты приведены в табл. 6.

Пример 17. Процесс проводят по примеру 12. В качестве сырья используется чистый ацетофенон. Конверсия ацетофенона 52%, селективность по метилфенилкарбинолу 92%.

Из приведенных примеров следует, что предложенный способ получения метилфенилкарбинола позволяет осуществлять процесс гидрирования ацетофенонсодержащего вещества в метилфенилкарбинол на стационарном катализаторе, обладающем длительным временем эффективной работы, с высокой селективностью в широком диапазоне конверсий ацетофенона.

Формула изобретения

1. Способ получения метилфенилкарбинола жидкофазным гидрированием ацетофенонсодержащего вещества, включающий подачу последнего через катализатор, содержащий медь и цинк, при повышенных температуре и давлении, отличающийся тем, что используют катализатор, дополнительно содержащий алюминий, при следующем соотношении компонентов: медь : цинк от 2 : 1 до 40 : 1 по массе при содержании алюминия 40 - 60 мас.%.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве ацетофенонсодержащего вещества используют сырьевую смесь, содержащую ацетофенон, этилбензол, метилфенилкарбинол, бензальдегид и тяжелый остаток при следующем содержании компонентов, мас.%: Ацетофенон - 1,0 - 90,0 Этилбензол - 0,1 - 80,0 Метилфенилкарбинол - 0,1 - 90,0 Бензальдегид Тяжелый остаток - 1 - 20 3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что гидрирование проводят при объемной скорости подачи ацетофенонсодержащего вещества 0,1 - 15,0 ч^-1, при температуре 60 - 170^oC, давлении 1,8 - 6,0 МПа.

4. Способ по пп.1 - 3, отличающийся тем, что гидрогенизат дополнительно направляют в рецикл при соотношении ацетофенонсодержащего вещества к рециркуляту от 2 : 1 до 20 : 1.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2