Способ получения ангидрида янтарной кислоты

Способ получения ангидрида янтарной кислоты

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< 721406

Г

//Ф (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 160178 (21) 2569037/23-04 с присоединением заявки М (51)М. Кл. ----.

С 07 С 55/10

С 07 С 51/36

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 150380. Бюллетень Р 10

Дата опубликования описания 150380 (53) УДК 547.461.4. ,07 (088. 8) (72) Авторы изобретения

A.À.Àâoòñ, В. A. Куплениек и Д. P. Крейле

Ордена Трудового Красного Знамени институт органического синтеза АН Латвийской ССР (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АНГИДРИДА ЯНТАРНОЙ КИСЛОТЫ

Изобретение относится к органическому синтезу, конкретно к способу получения ангидрида янтарной кислоты, который используют в производстве про- 5 дуктов химизации сельского хозяйства, Известен способ получения ангидФ рида янтарной кислоты путем гидрирования непредельных соединений с использованием порошкообразного катализатора — соединений палладия, платины и рутения.

Процесс проводят в отсутствии растворителей, в периодически работающем автоклаве, при высокой темпера.туре, что усложняет технологию производства (1).

Наиболее близким к изобретению . по те Снической сущности и достигаеman результатам является непрерывный способ получения ангидрида янтарной кйслОты путем гидрирования малеинового ангидрида в растворе диоксана в проточном реакторе над слоем катализатора, в качестве которого применя-25 ют молибдаты, вольфраматы, хроматы или ванадаты меди или кобальта или никеля при 20-150 С и давлении водорода 100-250 атм. Производительность .алособа составляет 84 г/ч.л„ (2) .

Недостатками способа являются низкая производительность и применение сравнительно вчсокого давления.

Цель изобретения заключается в упрощении процесса и повыщении производительности.

Поставленная цель достигается описываемым непрерывным способом получения ангидрида янтарной кислоты путем гидрирования малеинового ангидрида в растворе диоксана при концентрации

30 †3 в проточном реакторе на катализаторе, палладий на угле, обччно при температуре 88-95 С, давлении водорода 40-60 атм, который циркулирует через слой катализатора со скоростью 40-50 л,ф /ч.л„(эффективные литры в час на литр катализатора).

После окончания реакции гидрогениэат охлаждают ° Выкристаллизонав— шийся янтарный ангидрид отфильтровчвают, а маточник направляют на приготовление нового исходного раствора малеинового ангидрида. Производительность процесса составляет

410-550 г/ч л

Отличительными признаками пг>оцесса является использование раствора малеинового ангидрида в диоксане

721406,30-55Ъ-ной концентрации и проведении процесса при катализаторе, палладий на угле, под давлением водорода 4060 атм, который циркулирует через слой катализатора со скоростью 4050 л /ч л с последующей рециркуляцией в процесс отработанного диоксана после выделения из него кристаллизацией янтарного ангидрида, что позволяет упростить процесс и повысить производительность, tG

Особенностью предлагаемого способа является сочетание признаков. Применение промт>ленного катализатора

КДФ (палладий на углева и принудительная циркуляция водорода через (5 стационарный слой катализатора позволяет работать при оптимальной температуре 90ОС и низком давлении—

60 атм (в известных способах 100250 атм), а также повышает произво- () дительЬость в 5 раз по сравнению с ! прототипом. Благодаря рециркуляции растворителя диоксана выход .от теоретически возможного составляет 93Ъ.

Принудительная циркуляция водорода увеличивает турбулентность потока н каталитическом слое и, вследствие этого, скорость массообмена на поверхности катализатора (интенсивный перенос водорода из газовой фазы на поверхность катализатора) . Циркуляция. водорода осуществляется газо-циркуляционным насосом, который перемешает водород по замкнутому контуру: ,насос-каталитический слой реакторасепаратор-насос.

Кристаллизация янтарного ангидрида,и возврат диоксана (маточника кристаллизации) для растворения све- . жего малеиноного ангидрида осуществляется периодически в емкости для 4О приготовления раствора. Рециркуляция .диоксана повышает выход целевого продукта на 1 — 2Ъ, так как маточник после фильтрации содержит небольшие количества непрореагировавшего малеи- 4 нового ангидрида и янтарного ангидрида, Благодаря рециркуляции диоксана содержание ангидридов в нем остается на постоянном уровне после каждой операции. В процессе кроме янтарного ангидрида образуются небольшие количества побочных продуктов (Y-буктиролактон, тетрагидрофуран), которые накапливаются в диоксане и вызывают необходимость частичной регенерации диоксана.

Основным преимушеством предлагаемого способа является повышение производительности от 84 r/÷ ° л„ известным способом, до 410-500 г/ч.л„ предлагаемым способом, т,е. в 5-6 раз,бо что очень важно .в производстве (л „вЂ” литр катализатора). Кроме того, процесс протекает при невысоком давлении (40-70 атм, в известных способах

100-750 атм), благодаря рециркуляции водорода и растворителя, расход их невелик . Процесс является н еп рерывным и легко поддается автоматизации, что соответствует требованиям химической промышленности.

Пример 1. В реакционную трубку трубчатого реактора внутреннего диаметра 25 мм загружают 200 мл (112,5 г) катализатора КДФ (палладия на угле), Включают обогрев реактора и циркуляцию водорода со скоростью

10 л Ф/ч, чему соотнетстнует

50л©/лил „ (л,р — литр сжатого газа), По достижении 88 С в реакторе начинают доэирующим насосом подавать в верхнюю часть реактора ЗОЪ-ный раствор малеинового ангидрида в 1,4-диоксане.

Плотность раствора 1,14 г/мл. Скорость подачи раствора 250 мл/ч, По мере израсходования водорода (о чем судят по снижению давления) его дополняют иэ баллона до давления 60атм в реакторе, Гидрогенизат иэ нижней части реактора непрерывно стекает в сепаратор,где отделяется от водорода и периодически выпускается в сборник, находящийся под атмосферным давлением. В снязи с низкой растворимостью янтарного ангидрида (5-6Ъ) в диоксане при комнатной температуре сепаратор и выпускной вентиль нагревают до 40-50ОC. Янтарный ангидрид иэ гидрогенизата выделяют охлаждением его до 10-13 С и фильтрованием. Около 10Ъ от общего объема маточника передается на регенерацию перегонкой, остальной маточник используется для приготовления нового исходного раствора малеинового ангидрида .(c добавлением свежего диоксана), В течение 8 ч подают 2,0 л раствора (2,28 кг) т.е. 684 г малеинового ангидрида, 1596 г диоксана и 20- г водорода (весовое соотношение 1: 2, 33:0,03) . После кристаллизации и сушки получают 6 59 r сухого янтарного ангидрида (т.пл. 119,5 С), что состанляет 94,5Ъ-ный выход от теоретически возможного, производительность (также скорость накопления янтарного ангидрида) 412 r/÷ л„.

Пример 2. В каталитический реактор как в примере 1 (емкость катализатора 200 мл) при начальном давлении водорода 40 атм и его циркуляции со скоростью 8 л /ч подают

35Ъ-ный раствор: 682 г малеинового ангидрида н 1266 г диоксана — маточника от предыдуших операций (весовое соотношение мал.ангидрид:диоксан:водород=1:1,86:0,03). Подача раствора со скоростью 280 мл/ч продолжается б ч.

После кристаллизации и сушки получают 649 r сухого янтарного ангидрида (т.пл. 119 „0 C), что составляет 93, ЗЪ-ный выход целевого продукта, произ водитель ность 540 г/ч ° л „.

721406

Формула изобретения

Составитель Е.Уткина

Редактор Т.Девятко . Техред O.Легеза Корректор Е Папп

Заказ 74/19 Тираж 495 Подписное

ЦНИИПИ 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

Пример 3, Все условия эксперимента как в примере 2 за исключением того,что 682 г малеинового ангидрида растворяют в 1266 r чистого диоксана.

Подача раствора со скоростью 280 мл/ч продолжается также 6 ч. После кристаллизации и сушки получают 640 г су5 хого янтарного ангидрида (т.пл.

119,5 С), что составляет 92,0Ъ-ный выход целевого продукта, производительность 533 г/ч л„, 10

Способ получения ангидрида янтарной кислоты путем гидрирования малеи- 15 нового ангидрида в растворе диоксана в проточном реакторе непрерывным методом при повышенных температуре и давлении на катализаторе, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью упрощения процесса и повышения производительности, используют раствор малеинового ангидрида в диоксане 3035%-ной концентрации, а в качестве катализатора — палладий на угле под давлением водорода 40-60 атм, который циркулирует через слой катализатора со скоростью 40-50 л /ч.л с зэ К последующей рециркуляцией в процесс отработанного диоксана после выделения иэ него кристаллизацией янтарного ангидрида, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Патент Японии 9 48-7609, кл, 2(2) — 15(67), опублик ° 1973, 2, Патент Великобритании 9 987326 кл, 2 С 2, опублик. 1965 (прототип).