Способ получения изопрена

Способ получения изопрена

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1 .СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗОПРЕНА, путем конденсации изобутилена с формальдегидом в присутствии кислого катализатора с последующим разложениемполученных продуктов на кальций-фосфатном катализаторе, отличающ и и с я тем, что, с целью упрощения процесса, в качестве кислого катализатора испольэуют моноили поликарбоиовые кислоты.2. Способ по п.1, о т л и ч а ю - щ и и с я тем, что преимущественно используют кислоты при концентрации их в исходном растворе формальдегида 0,01-0,15 мас.%.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГГИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 1927714/23-04 (22) 04 ° 06.73 ("6) 15.02.88. Бюл. у 6 (72) В.Ю.Ганкин, А.Л.Шапиро, С.А.Поляков и А.В.Синицын (53) 547.315.2 (088.8) (54) (57) 1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗОПРЕНА, путем конденсации изобутилена с формальдегидом в присутствии кислого катализатора с последующим разложением. „„Я0„„460721 (5ц4 С 07 С 11/18 С 07 С 1/20 полученных продуктов на кальций.-фосфатном катализаторе, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью упрощения процесса, s качестве кислого катализатора используют моно- или поликарбоновые кислоты.

2. Способ по п,1, о т л и ч а ю— шийся тем, что преимущественно используют кислоты при.концентрации их в исходном растворе формальдегида

0,01-0, 15 мас.X.

460721

Изобретение относится к области получения изопрена из изобутилена и формальдегида.

Известен двухстадийный способ получения изопрена путем конденсации формальдегида с изобутиленом при

70-95 С в присутствии серной кислоты в количестве 1-15 мас.7 на исходную формалиновую шихту. Полученный при 10 этом 4,4-диметилдиоксан-1,3 разлагается до изопрена на кальций-фосфатном катализаторе. Селективность превращения исходного сырья в диметилдиоксан (ДМД) 79-81 по формальдеги- 15 ду, селективность превращения ДМД в иэопрен 86-887, На первой стадии этого процесса в результате взаимодействия формальдегида и изобутилена образуются мас- 20 ляный слой, содержащий в основном

ДМД и направляемый на разложение в изопрен, и водный слой, содержащий серную кислоту, катализатор, незначительное количество ДМД, формальдегид 25 и побочные кислородсодержащие продукты. Переработка водного слоя предусматривает нейтрализацию серной кислоты щелочью и отгонку легких кислородсодержащих продуктов и формальде- 30 гида.

Основным недостатком известного способа является сложность технологического оформления процесса вследствие образования солей, появляющихся при нейтрализации серной кислоты.

Наличие солей в водном слое препятствует не только выделению из него побочных продуктов, но и ликвидации этих продуктов, что приводит к значительному количеству химически загрязненных стоков и безвозвратной потере реагентов.

Для упрощения процесса предлагается в качестве кислого катализатора использовать моно- или поликарбоновые кислоты.

Разложение полученных при конденсации продуктов осуществляют на. кальций-фосфатном катализаторе. Концентрация моно- или поликарбоновых кислот в исходной формалиновой шихте предпочтительно 0,01-15 мас,Х, Экспериментально установлено, что при проведении процесса конденсации изобутилена с формальдегидом в интервале температур 80-180 C в присутствии карбоновых кислот селективность превращения формальдегида в целевые продукты 84-867. Из водного слоя первой стадии после отгонки воды могут быть выделены побочные продукты и направлены на разложение, при этом получается дополнительное количество изопрена. При отгонке воды от смеси карбоновой кислоты и побочных продуктов не происходит осмоления последних (как в случае с серной кислотой) и поэтому, отпадает необходимость в стадии нейтрализации кислоты. При переработке продуктов конденсации в условиях высоких температур карбоновые кислоты легко разлагаются до продуктов, не влияющих на чистоту изопрена. Так щавелевая кислота разлагается до окиси углерода, двуокиси углерода и воды.

Таким образом, описываемый способ обеспечивает существенное упрощение переработки продуктов, полученных на первой стадии, переработку побочных продуктов в целевые и исходные, упрощение решения вопросов, связанных со .сточными водами.

Пример 1. В автоклав емкостью 350 мл загружают 177,4 г 33,8Хного раствора формальдегида в воде, 80 г изобутнлена и 1,7 г малоновой кислоты. Автоклав выдерживают в качалке при 100 С в течение 120 мин.

После удаления избытка иэобутилена получают 74,2 г масляного слоя и

146,7 г водного слоя. Масляный слой анализируют на хроматографе он имеет следующий состав (мас. ): вода

1,5; формальдегид .1,8; изобутилен .3,5; триметилкарбинол 6,7; ДМД 76,3; изоамиленовые спирты 1,2; побочные продукты 8,6. Водный слой разгоняют на ректификационной колонне. Отгон до 98 С после высаливания поташом весит 42,5 г и содержит (мас.Х): триметилкарбинол 20,8; ДМД 74,6; воду

3,6; изоамиленовые.спирты 1,0. Остаток после отгона весит 12,5 г и имеет состав (мас. ): метилбутандиол 38,3; побочные продукты 61,7. Превращение формальдегида 89,77. Селективность превращения формальдегида в целевые продукты 85,77 (ДМД вЂ” 81,7Х; метилбутандиол 3,37.; изоамиленовые спирты — 6,7Х).

H p и м е р 2. Повторяют опыт согласно примеру 1 с использованием в качестве катализатора пропан-1,2,3-трикарбоновой кислоты, взятой в количестве 0,7 г при 120 С в тече460721

Редактор Н.Сильнягина Техред И.Попович

Корректор В- Гирняк

Тираж 370 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 772

IIp0HsB0AcTBeHH0-полиграфическое предприятие, г. ужгород ул. IIP0eKTHa8 ние 120 мин. После анализа масляного и водного слоев рассчитанная селективность превращения формальдегида в целевые продукты 84 8 .. Превраф О ° 5 щение формальдегида 91,7 .

Пример 3. Повторяют опыт согласно примеру 1 с использованием в качестве катализатора бензолгексакарбоновой кислоты, взятой в коли- 10 честве 0,2 r при 130ОС в течение

30 мин. После анализа масляного и водного слоев рассчитывают выход целевых продуктов на превращенный формальдегид, составляющий 86, 1 . (ДМД

80,7 метилбутандиол 4,6 изоамиленовые спирты 0,8 ). Превращение формальдегида 88,7 .

Пример 4. В автоклав с мешалкой емкостью 1 л загружают

252,6 r 34 -ного водного раствора формальдегида, 164 r изобутилена и

0,88 г двухводной щавелевой кислоты.

После выдерживания автоклава при 25

120ОС в течение 60 мин и .удаления избытка изобутилена получают 120,4 г масляного слоя и 249,2 r водного слоя. Масляный слой состоит из (мас. ): изобутилена 3,0; формальдегида 3;6; ДМД 77,6; изоамиленовых спиртов 1,6; побочных продуктов 7,8.

Водный слой разгоняют на ректификационной колонне. Отгон до 98 С после высаливания поташом весит 53,6 r и содержит (мас. ): триметилкарбинол 13,5, изоамиленовые спирты 1,91

ДМД 75,7; побочные продукты 8,9. Из остатка отгоняют воду в вакууме, и смолы в количестве 14,0 г состоят из (мас. ): метилбутандиола 35,2; побочных продуктов 64,8. Превращение формальдегида 72Х. Выход целевых продуктов от превращенного формальдегида 84,2 (ДМД 78,2Х; метилбутандиол

4,8Х; изоамиленовые спирты 1,2 ).

Во всех случаях получаемые. целевые продукты разлагают на кальцийфосфатном катализаторе до изопрена.

Селективность превращения 86,88Х.

Побочные продукты из масляного и водного слоев соединяют вместе и также разлагают. Из 100 r побочных продуктов получают (в r) изопрен

18-20, изобутилен 6-8, реакционную воду 11-13, формальдегид 20-22. Превращение побочных продуктов 88-92Х.