Способ получения изоамиленов

Способ получения изоамиленов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

i»> 455083 (б!) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 19.06.72 (21) 1800296/23-4 с присоединением заявки № 1800727/23-1 (32) Приоритет—

Опубликовано 30.12.74. Б1оллетень ¹ 4$ (5!) М.К.ч. С 07с 11/10

С 07с 5/30

1 щдарствеииый комитет совета Микистрав СИр оа делам изабретамй

« открытий (53) УД К 547-313.5 (088.8) Дата опубликования описания 28.03.75 (72) Авторы изобретения

Д. Н, Чаплиц, К. Д. Серегина, Н. И. Лапкина, В. А. Беляев, А. Н. Бушин, Э. Г. Лазарянц, М. Е. Баснер, Б. А. Плечев, Л. К. Ератов и С. Ю. Павлов (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗОАМИЛЕНОВ

Изобретение относится .к области получения изоамиленовых углеводородов, в особенности тяетилбутенов, которые являются ценными полупродуктами в органическом синтезе.

Известен способ получения изоамиленовых углеводоров, например 2-метилбутена-2, изомеризацией других изоамиленов в пр исутствии катио (ообменного катализатора — сульфокатионита КУ-2 в состоянии его предельного набухания.

Способ можно использовать для выделения целевого продукта из смесей изоамиленов с близкими температурами кипения.

К недостаткам этого процесса относятся низкие выход целевого продукта и производительность процесса вследствие малой активности катализатора, а также сложность технологического оформления из-за невозможности осуществления процесса по непрерывной с еме.

Для устранения этих недостатков предложен способ получения изоамиленов, согласно которому в качестве катализатора используют сформованный с термопластичным материалом, например полипропиленом, сульфокатпоннт, и процесс изомеризации осуществляют с одновременным выделением целевого продукта ректификацией.

Способ может использоваться для получения высококо|щснтрированного 2-метилоутсi l 1-1.

Прп этом в качестве сырья используется смесь 2-метилбутена-1 и 2-метилбутена-2, получающаяся, например, дегидратацней третичного амилового спирта. В этом случае способ состоит в сочетании процессов пзомеризацпи

2-метнлбутена-2 и ректификации, осуществляе1ð мых в одном реакционно-ректификационном аппарате, На фиг. 1 дана схема осуществления спосооа получения 2-метилбутена-1; на фиг. 2 лредставлена схема совмещения процессов нзоме15 ризации 2-метилбутена-2 с ректпфпкацией, проводимых в одном аппарате.

Исходная смесь 2-метилбутена-1 и 2-метилоутена-2 направляется в реакционно-рекп фи20 кационный аппарат 1, выполненный в виде полой цилиндрической колонны, снабженной кипятильником 2, дефлегматором 8. Внизу колонны имеется слой катализатора изомеризацнп 2-метнлбутена-2 в 2-метилбутен-1.

В качестве катализаторов используются формованные катализаторы, приготовленные на основе сульфокатионитов, например, КУ-2, КУ-23 и термопластических материало в— полипропилена, полиэтилена и др. Этн катали455083 заторы более активны, чем стандар" íûå катиониты и имеют большие размеры частиц. Катализаторы формуются, например, в виде червячков диаметром 3 — 5 мм, длиной 5 — 10 мм, или в виде .колец Рашига наружным диаметром 8 — 10 мм и внутренним 6 — 8 мм, высотой

8 — 10 мм. Это обеспечивает малые гидравлические сопротивления и позволяет работать с большими линейными скоростями потоков реакционных продуктов. В целом эти катализаторы более эффективны, чем стандартные иониты.

Исходная смесь 1 поступает на ректификационную колонну 1, где подвергается разделению. Я(идкость, содержащая 83 — 90% 2-метилбутена-2 и 10 — 12% 2-метилбутена-1, поступает на катализатор I I, загp) >êe1!1!û!! В нижнюю часть колонны, где 2-ыетилбугеи-2 частично изомеризуется в 2-метилбутеп-1. жидкость сливается в кипятильник, откуда пары поступают вниз ректификационной части.

Из верхней части колонны пары, содержащие 97,5 — 99,5% 2-метилбутена-1, поступают в дефлегматор, откуда часть жидкости возвращается на колош!у в виде флегмы, а остальr àÿ часть выводится в виде готового продукта.

Таким образом, практически весь 2->!ст!!,!бутен-2 будет превращаться в 2-метилбутен-1 и выводиться из верхней части коло!н!ы с

2-метилбутепом-1, содержащимся в исходной смеси.

Процесс осуществляется при 70 — 80 С и давлении до 3 атм.

Ниже приведены примеры, иллюстрирующие способ получения 2-метилбутепа-1 согласно изобретению.

Пример 1. В качестве исходной смеси используют смесь двух изомеров: 2-метилбутсн-1 (15% ) и 2-метилбутен-2 (85% ) .

В качестве катализатора используют формо вацны!! катализатор, полученный на основе оульфокатионита КУ-2 и полипропилена.

Катализатор имеет форму червячков диаметром 4 мм и длиной 4 — 5 мм, статическая обменная емкость составляет 3,2 мг-экю/г сухого катализатора (по 0,1 н. раствору NaOH). Катализатор предварительно высушивают. Опыты проводят в металлической лабораторной ,колонне диаметром 42 мм, высотой 1,5 м, снабженный дефлегматором и кипятильником.

B нижнюю часть колонны загружают катализатор в количестве 75 r, остальную часть колонны заполняют насадкой из нихромовой проволоки.

Исходную смесь в количестве 10 г/час неп рерывт!о подают в среднюю часть колонны, в которой поддер>киева!от температуру 70 С и давление 3 атм.

2-Метилбутен- I,,как более легкокипящий продукт, поступает вверх, 2-метилбутен-2 вниз, где осущесгвля!от изомеризацию его в

2-мстилбутен-1. 2-Метилбутен-1 нз верхней части колонки поступает на дефлегматор, откуда часгнч:(о выводят в виде готового продукта концентрации 97,5 — 99,5%, частично возвращают на колонку в виде флегмы. Флегмовое число равно 20.

Производительность катализатора по превращенному 2-метилбутену-2 составляет 110 г/кг час.

П р!и м е р 2. Опыт проводят, как указано в примере 1, но изомеризатор выполняют выносным. Производительность катализатора сОставляет 110 r/êã час.

Способ согласно изобретению может также использоваться для получения высококонцентрированного 2-метилбутена-2. Способ в этом

15 случае предусматрявает использование равновесной смеси 2-метилбутена-2 и 2-мегилбутена-1, получающейся, например, дегидратацией третичного амилового спирта, и основан на совмещении процессов изомеризации 2-метил20 бутена-2 с ректификацией, осуществляемых в одном реакционно-ректификационном аппаразс (см. фиг. 2).

Способ заключается в следующем.

Исходная смесь 2-.метилбутена-2 и 2-метил25 бутена-1 направляется в реакционно-ректификацио иь и аппарат 1, выполненный в виде полой цилиндрической колонны, имеющей тарелки или насадку, снабженной кипятильником 2 и дефлегматором >. В верху колонны имеется слой катализатора изомеризации 2-метплбутена-1 в 2-метилбутен-2.

В качестве катализаторов используются формова!шые катализаторы, приготовленные иа основе сульфокатионитов, напрю!ер КУ-2, 3 КУ-23, i! термопластичных материалов — полипропилена, полиэтилена и др.

Исходная смесь I, попадая ia середину оло!шы, подвергается разделению: вниз поступает 2-метплбутен-2 с концентрацией 97,5—

40 99%, вверх поднимается смесь, содержащая

70 — 80% 2-метилбутена-1 и 20 — 30% 2-метилбутеца-2.

В верхней части в слое катализатора II !!роисходит изомеризация 2-метилбутена-1 в 2-ме45 тилбутен-2, в результате чего происходит обогащение смеси 2-метилбутеном-2, Пары, имеющие повышенное содержание 2-ыетилбутена-2, выходят из колонны, поступают в дефлегматор и в виде флсгмы III возвращаются в ко50 лонку. 2-Метилбутен-2 отректификовывается в нижнюю часть колонны, а непрореагировавший 2-метилбутен-1 снова поступает на катализатор.

Таким образом, практически весь 2-метил бутен-1 будет превращаться в 2-метилбутен-2 и выводится из куба колонны с 2-метилбутеном-2, содержащимся в исходной равновесной смеси изомеров.

Процесс изомеризации осуществляется при

50 — 80 С и давлении до 3 атм.

Кроме того, катализатор может быть располо>ке>! B отдельном вы!!ос>!ом аппарате.

Ниже приведены примеры, иллюстрирующие способ получения 2-метилбутепа-2 согласно из о бр стен ию.

455083

Пример 3. В качестве исходной смеси используют смесь двух изомеров: 2-метилбутеп-1 (15,5 p) и 2-метилбутен-2 (84,5 p)

В качестве катализатора используют формова;1ный катализатор, полученнып на основе сульфокатионита КУ-2 и полипропилена. Катализатор имеет, форму червячков диаметром

4 мм и длиной 4 — 5 мм, статическая обменная емкость составляла 3,2 мг экв/г сухого катализатора (по 0,1 и, раствору NaOH). Катализатор предварительно высушивают.

Опыты проводят в металлической лабораторной .колонке (см. фиг. 2) диаметром 28 мм и высотой 1,5 м, снабженной дефлегматором и кипятильником. В верхнюю часть колонны загружают катализатор в количестве 24 г, остальную часть колонны заполняют насадкой яз нихромовой проволоки.

Исходную смесь в количестве 100 г/час подают в среднюю часть колонны, в которой поддерживают температуру 70 C и давление

3 атм.

Пары, содержащие 70 /О 2-метилбутена-1 с верха насадки поступают вверх, проходят через катализатор, где происходит изомеризапия 2-метилбутепа-1 в 2-метилбутен-2. Образующуюся смесь 2-метилбутена-2 и 2-метилбутена-1 конденспруют в дефлегматоре и возвращают в колонну в виде флегмы, орошая катализатор. Флегмовое число 25. 2- метилбутен-2 выводят через куб колонны в виде готового продукта концентрации 97,5 — 99,50/О.

Производительность каталогизатора по превращенному 2-метилбутену-1 составляет

560 г/кг час.

Пример 4. Опыты проводят, как указано в примере 3 (см. фиг. 2), но флегму подают под катализатор. Производительность катализато ра составляет 70 г/кг час.

Пример 5. В качестве исходной смеси используют смесь двуx изомеров: 2-метилбутен-1 (15,5 p) и 2-метилбутен-2 (84,5 /О).

В качестве катализатора используют формованный катализатор, полученный на основе сульфокатиошгга КУ-2 и полипропилена. Катализатор имеет форму колец Рашига диаметром 6 — 8 мм и высотой 8 — 10 мм. Статическая обменная емкость составляет 3,0 мг-экв/г сухого катализатора (по 0,1 и. раствору ХаОН).

Катализатор предвар, 1тельно высушивают.

Опыты проводят в металлической лабораторной колонке диаметром 28 мм и высотой

1,5 м, снабженной дефлегматором, кипятильником, выносным реактором, в который загрукаЮТ 35 Г KBT3, 1113;ITOp;I, Il а сосо 11 11 подогpCB dтелем.

Исходную смесь 1 в количестве 100 г/час непрерывно подают в среднюю часть колонки, в которой поддерживают температуру 70 С и

1 кондепспруют в дефлегматоре, откуда часть его в количестве 37 г/«ас через подогреватель подают в реактор, заполненный катализатором.

Другую часть возвращают па колош у в виде флегмы, флегмовое число равно 20. Смесь

2-метилбутена-1 I 2-метилоутена-2 с 11зомерпзатора возвраща1от в ректифпкацпопную колонку. 2-Метилбуте:1-2,выводят чсрез куб колонки в виде готового продукта концентрации

97 5 — 99 5p/О

Производительность катализатора составляз0 ег 370 г/кг кат. час.

Предмет изобретения

Способ получения пзоампленов путем пзомеризацип пзоамиленовых углеводородов иной

35 cfp I кт7pbl В прил тствии катпоноооменного катализатора, от,шчпюгц11йсл, тем, что, с целью упрощения процесса,и повышения выхода продукта, в качестве катализатора используют сформованный с термопластичным мате411 риалом сульфокатпопит, и процесс осуществляют с одновременным выделением целевого продукта ректификацие131.

455083

Фиг 1

Составитель Е. Крылова

Техред E. Борисова

Редактор Л. Герасимова

Корректор Л. Котова

Заказ !23 Изд. № 1960 Тираж 506

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и огкрытий

Москва, Ж-35, Раушская паб., д. 4/5

Подписное

Обл. тип. Костромского управления издательств, полиграфии и книжной торговли