Способ получения концентрированных водных растворов метакриламида или акриламида

Способ получения концентрированных водных растворов метакриламида или акриламида

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

,„".;;„ „"„ „ iQ П И С А Н И E (11) 530640

Республик

ИЗОБРЕТЕН ИЯ (61} Дополнительный к патенту(22) Заявлено18.04.74 {21) 2014992/04 (5Ц М. Кл.

С07 С 102/08

С 07 С 103/56 (23) Приоритет — (32) 19.04.73 (31) Р 2320061.5 (ЗЗ) ФРГ (43) Опубликовано 30.Cr9.76 Бюллетень № 36 (45) Дата опубликования описаниями 1.02.77

Государстввииый комитет

Совета Иииистров СССР оо делам изооретвиий и открытий.(5З) УЮ 547.398. . 1.07 (088.8) (72) Авторы изобретения

Иностранцы

Тони Докнер и Рольф Платц (ФРг) Иностранная фирма

"Басф АГ" (ФРГ) (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОНЦЕНТРИРОВАННЫХ ВОДНЫХ

РАСТВОРОВ МЕТАКРИЛАМИДА ИЛИ АКРИЛАМИДА

Изооретение относится к усовершенство.ванию каталитического процесса получения

I акриламидов, которые находят широкое при-, .менение в производстве пластических масс и искусственного волокна. 5

Известен способ получения амидов карбоновых кислот гидролизом нитрила в присутствии медных катализаторов при температуре о

25-200 С. Процесс можно проводить в присутствии органических оастворителей, напри- щ мер хлороформа, тетрагидрофурана и др, Ре- акция протекает в жидкой фазе при стехио- метрическом соотношении воды и нитрила (1 моль И 0 на 1 химический эквивалент

,Й -группы, в молекуле нитрила). 1

Известно также, что в процессе можно грименять в качестве катализатора восстановленную окись меди, меднохромовую окись или медномолибденовую окись, или их смеси.

Описан способ получения амида путем ка- gO

,талитического присоединения воды к нитрилу, например акрилнитрилу или метакрилнитрилу.

При этом применяют катализаторы, содержащие металл, например, медь Ренея, медьУлдьмана, восстановленные медные катализато-Q

1 ры, сере5ро, золото, кобальт, никель, палладий или платину. Акрилнитрил и воду подвергают взаимодействию при повышенной температуре в присутствии гетерогенного катализатора. При превращении от 5 до 40О акрило нитрила получают при 70 С растворы, содержашие максимально 16% акриламида. При юмо пературах выше 100 С и при повышенном давлении несколько повышенные выходы и несколько повышенные концентрации амида можно получить, однако незначительная растворимость HHTDHëoâ, налример акрилнитрила в воде, ограничивает концентрацию амида в продукте реакции.

Для производства интересны растворы, содержашие 30-50 весЛ акриламида, так как акриламид в этом виде можно подвергатьполимеризации без дальнейшей обработки.

11ель предлагаемого изобретения — получение концентрированных водных оаствооов метакриламида.

Поставленная цель достигается тем, что подвергают взаимодействию метакрилнитрил

Ъ смеси с метакриламидом при исходном ве совом соотношении амид-нитрил от 1:1 до

530640.:7 в соотношении акрилнитрил-вода от 1:1, о 1:10. Под исходным весовым соотношени- м надо подразумевать соотношение соотве41твующих -компонентов .перед реакцией, т.е. йеред контактом с катализатором, например иа входе в реактор. В качестве гетерогенных катализаторов, т.е. катализаторов, не >астворимых в реакционной смеси, применя-, гетерогенные катализаторы, обычно приI еняемые для присоединения воды к нитри- ® лам, в особенности к акрилнитрилу, например, восстановленную окись меди, медь Ренея или восстановленные медные соединения.

Способ осуществляют следующим образом. 3Ь

Процесс ведут так, чтобы не произошло выкристаллизовывание акриламида в присут ствии катализатора при реакционных условиI ях, Практически к смеси акрилнитрила и воды прибавляют количество акриламида, необходимое для растворения всего нитрила в о ,водной фазе при 20-70 С. Затем раствор можно пропускать, например при 40-150 о

3 предпочтительно при 60-120 С, через неподвижный слой катализатора. При непрерывном и пропускании можно возвращать часть раствора метакриламида и таким образом повышать растворимость нитрила в воде. При этом исходное соотношение (т.е. соотношение компонентов перед реакцией, т.е. перед контактом g раствора с катализатором) метакрилнитрила, в особенности акрилнитрила к воде составляет в общем от 1:10 до 1:1, преимущественно от 1:6 до 1;2 вес.ч.

Непрореагировавший акрилнитрил можно Зб отгонять, например в соединенной с реактором перегонной колонне. Акриламид имеет и в водных растворах при концентрациях вью ше 20 вес.% и при температурах выше 20 С склонность к олигомеризации и полимериза- д> ции. Это можно предотвращать, если, наприо мер, перегоняют при температурах ниже 80 С и вдувают при этом в испаритель колонны газ, содержащий кислород, в особенности воздух, обогащенный кислородом. В общем перегоняют при давлении 375-735,75 мм рт.стКроме того, значение рН концентрированного раствора метакриламида при удалении нитрила, например, путем перегонки, выгод- 59 но выдерживать при 5 или выше 5, в большинстве случаев при 5-8, в особенности при 6-7,5, например, путем прибавленияшелочных металлов или аммиака, причем предпочитают аммиак. В качестве щелочных ме- у таллов или щелочно реагирующих веществ применяют, например, гидроокись натрия или калия. Дпстиллят, состоящий из метакрилнитрила и воды, можно отгонять вмес те со свежевведенными компонентамл реак- Я} ции водяным паром или азотом для удаления растворенного в нем кислорода, например преимущественно в колонне в противотоке.

Полученный после отделения непрореаги-, ровавшего акрилнитрила раствор концентрированного метакриламида содержит медных со,+ единений 20-100 ч. на мн. C u = ионов, которые замедляют реакцию полимеризации.

Поэтому в этом случае выгодно охлаждать реакционный раствор после отделения непрореагировавшего нитрила (например, после удаления из применяфюго при отделении испарителя) до температур ниже 20, преимуо щественно от -5 до +10 С, и обрабатывать его обычным кислым ионообменником (ионо+ обменником в виде Н ), например на основе полистиролсульфокислоты, Согласно этому способу получают растворы амида, содержащие в общем 30-50 вес.% метакриламида. В большинс >е случаев их можно подвергать полимеризационным реакциям без дальнейшей очистки. Гомополимеризаты и сополимеризаты, получаемые вместе с другими обычными, в большинстве случаев содержащими однократно ненаСыщенные двойные связи мономерами, имеют в качестве вспомогательных коагулирующих средств то же самое действие что и полимеризаты, получаемые из очищенного кристаллического метакриламида.

В примере указаны вес.ч. и вес.%, Пример 1. В реактор из специальной стали, в котором неподвижно установлено 1000 частей катализатора, содер>кашего

30% меди, вводят каждый раз 1 час при о

70 С снизу вверх раствор 106,5 частиакрилнитрила и 30,2 части акриламида в

269,5 части воды. Нитрил и воду предварительно освобождают известным приемомпри. пропускании водяного пара от кислорода.

Среднее время пребывания раствора в реак- торе составляет 2, 5 час, в пересчете на пустой реактор.

Выходящую из реактора смесь разделяют.

Поток жидкости из 30,2 части акриламида„

7,3 части акрилнитрила и 56,1 части воды возвращают в реактор и соединяют там со свежевведенными акрилнитрилом и водой, а также с отогнанным в качестве азеотропа епрореагировавшим акрилнитрилом. Главныи оток из 100 частей акриламида, 24,4 части акрилнитрила и 188,2 части воды пода>от

b о б ы ч н у ю п е р е г о н н у ю к о л о н н у, в которойот оняютпривдувании воздухапри6,4 10 Ра о

И 50 С непрореагировавший акрилнитрил с водой.

Раствор, практически свободный от нит рила, удаляют из низа колонны, охлаждают

5306

О до +10 (, доводят при помоши аммиака до рН 7 и вводят снизу вверх в ионообменную колонну. В колонне имеется 120 частейобычного кислого ионообменника на основе полисти ролс ульфокислоты.

11олучают каждый час 286 частей раствора акриламида с содержанием 35 о акриламида и 40-80 частей на миллион примесей.

Превращение 70"/о, выход практически 100"6. объемный и временной выход составляет 333 (g части акриламида на 1000 частей меди в час.

Пример 2, Поступают, как указано в примере l и пропускают каждый час при

70оС раствор 105 частей акрилнитрила и

15 частей акриламида в 500 частях воды через 1000 частей катализатора.

Выходящая из реактора смесь состоит из

86 частей акриламида, 52 частей акрилнитрила и 482 частей воды в час. Переработку М проводят описанным в примере 1 образом.

Пример 3. Г!оступают, как указано в поимере 1 и пропускают каждый час при

6 о»

70 С раствор 75 частей акрилнитрила и

75 частей акриламида в 150 частях воды через 1000 частей катализатора.

Выходящая из реактора смесь состоит из 12/ частей акриламида, 37 частей акрилнитрила и 138 частей воды в час. Переработку проводят, как указано в примере 1.

Формула изобретения

Способ получения концентрированныхводных растворов метакриламида или акриламида гидролизом соответствующего нитрила в присутствии медьсодержашего катализатора в среде водного растворителя при темперао туре 40-150 С с последующим выделением целевого .продукта, отличающийся тем, что, с целью увеличения выхода целевого продукта, процесс ведут при сотношении амид - нитрил, равном от 1:1 до 1:7, и при соотношении нитрил - вода, равном от 1:1 до 1:10.

Составитель Л. Крючкова

Редактор П. Герасимова Техред И. Ковач Корректор B. Куприянов

Заказ 5265/679 Тираж 575 110gflHCHOe

1!НИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб, д. 4/5

Филиал Г1ПП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4