Способ получения диацетонового спирта

Способ получения диацетонового спирта

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 030480 (2 ) 2937924/23-04 151) М. Кл.

C- 07 С 49/17 сприсоединениемзаявки М?— (23) Приоритет—

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий

Опубликовано 07.10.82. Бюллетень М 37

Дата опубликования описания 07,02.83 (331УДК 547.451.

62 07 (088 8) (72) Авторы изобретения

А.П.Хардин, В.A.Íàâðîöêèé, В.М.Самойлов, В.В.П здЪвв,., Л.И.Кутянин. A.tl1.Ëóêìàíoâ, В.Г.Сидоров и С.A.ôêoâã.-...

1 (71) Заявитель (54 ) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДИАЦЕТОНОВОГО СПИРТА

Изобретение касается усовершенствования способа получения р -оксикетонов, в.частности диацетонового спирта, который находит применение в качестве растворителя лаков, красителей, ацетил- и нитроцеллюлозы, а также в синтезе органических про дуктов, например гексилгликоля, метилизобутилкетона и др..

Известен способ получения диацетонового спирта конденсацией ацетона в присутствии катализатора — гидроокиси бария(1 .

Недостатками этого способа являются периодичность процесса, большая продолжительность реакции, низкий выход целевого продукта (за 30 ч выход продукта составляет 70% ), а также образование значительного количества побочных продуктов.

Известен также crrocoe получения диацетонового спирта путем альдольной конденсации ацетона в присутствии каталитических количеств (0,040,12 вес.% )алкоголятов щелочных металлов при температуре ниже 40оС (23.

Недостатками этого способа являются периодичность процесса,. необходимость введения стадии нейтрализа цйи катализатора. а также низкая конверсия.

В случае получения диацетонового спирта с применением в качестве катализатора анионообменной смолы

3@A -400 процесс осуществляют непрерывно. Недостатками его являются длительность, невысокая конверсия ацетона, низкий выход продукта реакции (54% эа 20 ч ), а также образование значительных количеств побочных продуктов (3 1.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному способу яв15 ляется способ получения диацетонового спирта с применением в качестве катализатора анионобменной смолы

AB-17 (4),по которому целевой продукт-диацетоновый спирт получают в проточной системе, причем ацетон пропускают через слой каталйзатора снизу вверх при времени контакта его с катализатором 2-3 ч и температуре в зоне реакции 0-5оС.

25 Недостатками этого способа являются периодичность процесса, низкая конверсия ацетона (70,5-71%) неболь шой срок службы катализатора.

Целью изобретения является повы30 щенке степени конверсии ацетона.

963983

Доставленная цель достигается тем, что при осуществлении способа получения диацетонового спирта путем . альдольной конденсации ацетона в при сутствии анионообменной смолы в качестве катализатора процесс ведут при времени контакта ацетона с катализатором эа один проход ацетона 0,12 мин и температуре в зоне ракции

0-40 С.

Процесс преимущественно ведут непрерывно, а в качестве каталиэато10 ра применяют анионообменные смолы, полученные на основе сополимера стирола и дивинилбензола, содержащие

5-53% дивинилбенэола, марок AB-17/8, APA-Зп и APA-5п. 15

Отличительной особенностью предлагаемого способа является проведение процесса при времени контакта ацетона с катализатором эа один проход ацетона 0,1-2 мин и темпера- 20 туре в зоне реакции 0-400с.

Процесс целесообразно вести при непрерывном отборе диацетонового спирта, в качестве катализатора можно применять анионообменные смолы 25 марок АВ-17/8,, АРА-Зп и APA-5п.

Время койтакта ацетона с катализатором выбрано на основании изучения кинетики обратимой реакции получения диацетонового спирта из ацето- 0 на; время достижения равновесия составляет 3,5 мин, однако. начиная с времени контакта 2 мин, наблюдают значительное снижение селективности процесса, что приводит к понижению степени чистоты образующегося продукта.

Проведение процесса указанным образом позволяет повысить конверсию ,ацетона до 99.9% и выход ацетона на взятый ацетон до 87.4%.

На чертеже приведена схема системы для реализации предлагаемого способа.

Получение диацетонового спирта осуществляют по непрерывной схеме следующим образом.

B систему, состоящую иэ обогревае- 45 мого куба 1 с боковым отводом, обратного холодильника-конденсатора 2 и реакционной колонны 3, заполненной слоем 4 катализатора, и снабженную на выходе регулирующим клапаном, вво-50 дят 150 мл ацетона. Температуру в кубе поддерживают равной 70-90ОC. При этом ацетон из обогреваемого куба через боковой отвод подается в обАнионообменная смола марки

AB-17/8 APA-Зп APA-5п

Харак те ри ст ика

3,8-4,5

400-1200

3,7-3,9

3.8-4,2

400-600

200-300

0,66-0,74

Содержание дивинил ензола, %

Полная обменная емкость, мг-экв/г

Зернение, мкм

Насыпная плотность, г/см9 ратный холодильник и затем в реакци онную колонну, наполненную катали затором. Реакционная масса далее

-поступает снова в куб, из которого происходит непрерывный отбор диацетонового спирта. Время пребывания. в зоне реакции регулируется специальным клапаном, установленным на выходе из реакцйонной колонны.

Выходящую реакционную смесь разделяют в кубе .на возвратный ацетон и диацетоновый спирт, непрерывно отбираемый из куба. Пропорционально количеству образующегося спирта через верхнюю часть обратного холодилвника происходит подпитка системы свежим ацетоном. Возвратный ацетон конденсируют в обратном холодильнике, затем он поступает в колонну, где в верхней ее части происходит охлаждение его до необходимой температу;ы. а в нижней — конденсация на катализаторе.

Процесс ведут при давлении 760450 мм рт.ст ..

Основные характеристики использованных анионообменных смол приведегны в табл.1.

Конверсию ацетона за один проход определяют экспериментально путем отбора проб на выходе реак-., ционной смеси из реакционной колонны и анализа их с помощью ГЖХ (каждый раз проводят по 5 измерений ).

Расчет ведут по следующей формуле:

5 Г„ где К1 — конверсия ацетона за один проход, %;

В п- выход диацетонового спирта,%, Т вЂ” время цикла, мин; ь„ - время контакта ацетона с катализатором, мин;

0,067- частное от деления свободного объема анионита (10 мл) на объем взятого ацетона (150 мл )

5 — селективность.

Условия проведения процесса конденсации ацетона в диацетоновый спирт, полученные результаты, включающие конверсию ацетона за один проход, конверсию ацетона, выраженную содержанием диацетонового спирта в продуктах реакции по данным ГЖХ, а также выход продукта приведены в табл.2.

Таблица 1

963983

С» а О И СЪ И 3 3 Л . ф iО W СО Г» ГЪ r

«-3 «-3 tA «У 3» CO CO 3» «3

О «3 О Э СЧ ф Ch С Ъ с » с с

СЧ IA «-4 ССЪ О\ Ch «3

tA 3» IA CO ф 3 Ю CO С

О СЪ

«й

Ch Ch

Ю Е

СЧ

ОЪ С3\

О Ю СЪ О ГЪ ф а ф ф О

» » » » » с »

О\ Ch Ch Ch 3» ф СО CO Ch СЪЪ ф

Ch Ch Ch ОЪ СЪЪ Ch Ch Ch О\ Ch Ch Ch

СЧ Ch

« «

Ol

ОЪ Ch

С»- Ч

С» С Ъ «3

» » »

О О

ОЪ 1О

СЧ «О С Ъ

Е О О

СЧ

С«Ъ

» о

«"3 Ch

СЧ (Ъ

° Ф Ф

3СЪ С"Ъ «-3 Ч) ф

СЧ «3 «3 «3 .СЧ 3»

» « с «

Ъ О Е О

СЪЪ Е

ОЪ 3

«-3 «" 4

«-!

СЧ СЧ

D Ul О О О О IA Q О IA О

» » »

tA I«l lA IA lA ОЪ С«Ъ I«l ССЪ I«l Ul

О О О О О

« с . с с

Ul Ul tA С3) tA

О 1 Q СЧ «3 Q О «- IA СЧ «-! «-! СО ф «- О О (Ч

«О СЧ ГЪ

» » \ с % с «

«-«%.« О О . «.С «-3 О О О О О О О О СЧ «-3 О

lA Ul 3СЪ IA О IA О О «3 IA О О IA О О tA О IA

1 I I СЧ СЧ «Е «"3 СЧ « С Ъ СЧ (Ч «-3 СЧ С«Ъ

О О О

I5l Ul О О О О О О О О О О О О О О О О

СЧ СЧ Q tA IA IA tA Ul IA Ul ССЪ IA Ul Ul Ul IA Ul IA.

С Ъ «-! «-! « «.1 «-1 «4 « «< «-! «-(«-3 «С «-4 с««-3

Л Ul О О О О О О О О О О О О О О О О

«3 «3 33Ъ CV СЧ СЧ СЧ СЧ СЧ СЧ СЧ СЧ (Ч СЧ !«3 СЧ С«3 СЧ

CO CO

»»

g» g g

«.4 «-3 С ) С Ъ С«Ъ IA

1 I I !

CO CO CO

«.4 «Ч «-!

°

Я Ф С4 л

3» И И

1 1 1 1 . < л 3

С, Э о 1

Ф Ц й

С0 CO! » С»

1 I

CC! CCI ю

О О

1 СЪ

« «-! I !

СС! CCI 3!I аС г с

9б3983

I т-)

О 1 с т1 1 СО

1 тО

1

Р) Ch с т-) тФ тО а а (Ч т-1 ттЪ с с с с

00 тч О а тО с"Ъ тО т-4 О) с с

СЧ

Г- тО

0) 1 » с

) С0

0) 0Ъ о ) а с с с т-т ттЪ CO 0)

ОЪ СО W тО

I

I I

I

Ю С)

lA IA

О О О О с с с с

IA а IA IA

Ю с

Г

I

О а с °

iA Ю

1

1- — 1

О о о а тФ т:) сй т-) 1

О О а IA т

1

I т) I

О О О . О а а IA а т-т т-1 т-1 т-1

О О О

lA а IA т ) т т!

)»Ъ О О О О О О О

1 <ч тч тч (ч сч сч <ч

О О

СЧ О3 о

Ф т

00 00

1 f

СС! !)3 к

CO . CO CO I 1 1

Cl !0 Ю ю Ф, ю

00 т (Ч

1

Ф

fd л

Id

1

4ем ! т

Ц ж х

Ф 1

5 о 1

Ц Ch о

Р

IA cp тт) IA гЪ с0 с Ъ W Г т ) IA с с с с с с о ) о а со в о т-1 т.! т-1 (Ч

IA, ) IA О O IA с с с

О О О т) а О О т 1

O) lA с

0Ъ т-4 1

Г» тО 1

I

I! (Ч ГЧ с с

О\ СЧ 1 т-4 !Ч 1

1

О О

° . а а

1

1

1 И

I 1 а, ! Ю

K c4

L и ф 3

0) g g

963983 формула изобретения

emwuAru

Составитель Л.Горбачева

Техред Ж. Кастелевич

Корректор Н . Король

Редактор З.Бородкина

Тираж 445 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 259/2

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, Полученные результаты показывают, что проведение процесса непрерывно при времени контакта ацетона с катализатором 0,1-2 мин и температуре в зоне реакции 0-40 С позволяет значительно повысить конверсию ацетона и выход диацетонового спирта по сравнению с известным способом.

1. Способ получения диацетонового спирта путем альдольной конденсации ацетона в присутствии анионообменной смолы в качестве катализатора, о тл и ч а ю шийся тем, что с целью повышения конверсии ацетона, процесс ведут при времени контакта ацетона с катализатором за один проход 0,12 мин и температуре в зоне реакции ,0-40ОС.

2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что процесс ведут непрерывно и в качестве катализатора используют анионообменные смолы, 5 полученные на основе саполимера стирола и дивинилбенэола, содержащие 553% дивинилбензола.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизеь

1.J. 8. Conauk, N. Tv&Re, R. A vs "Ог атиsche 9мп Незеи B anuscbuelg Ч4еаец ипа

5оЪ г 1937, с. 192.

2. Патент Великобритании 91527033,. кл. С 2 С, опублик. 1978.

3. С.Э.5М пйдйе, R.ñ. Маа&еЯ, Катализ

l5 с помощью анионообменных смол, Jnc3.

En@. СФет., 44, с.1389, 1952.

4. Верховская 3. Н. и др. Синтез диацетонового спирта и окиси мезитила на ионообменных смолах

20 "Химическая промышленность", 1967, Р 7, с.500-503 (прототип).