Способ получения 2-пирролидона

Способ получения 2-пирролидона

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

I.

О П И С A Н И Е „„Р78УЩ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советскик

Социалистических

Республик

К ПАТЕНТУ (61) Дополнительный к патенту (22) Заявлено 28. 03. 80(21) 2898256/23-04 (23) П риоритет (32) 01 . 04. 79 (5l) NL. Кл.

С 07 0 207/26

Государственный кемнтет (31) 7902537 (33) Нидерланды (53) УДК 547. 745. .07(088.8) Опубликовано 30.11. 82. Бюллетень Ж 44

Дата опубликования описания 30 . 11. 82 оо ленам нзобретеннй н открытий

Иностранцы

Герит Эрнст Бекхэйс, Теодорус Йоханнес В

Де Монд и Йоханнес Герардус Иария Ниувкам (Нидерланды) (72) Авторы изобретения

Иностранная фирма

"Стамикарбон Б. 8." (Нидерланды) (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 2-ПИРРОЛИДОНА 2

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения 2-пирролидона, который может быть использован при синтезе полиамидов.

Известен способ получения 2-пир" ролидона гидрированием сукцинонитрила в жидком аммиаке на катализаторе, с последующей обоаботкой продукта, гидрирования водой. Катализатором, который используется в виде неподвижного слоя, является никель на носителе. Температура гидрирования 50

130О. Выход 2-пирролидона по этому способу составляет 75 ь (1 1.

Цель изобретения - увеличение выхода целевого продукта.

Поставленная цель достигается тем. что в способе получения 2-пирролидо.на, заключающемся в том, что сукцинонитрил при 85-100 С гидрируот в жидком аммиаке на неподвижном катализаторе, содержащем никель на носителе с последующим гидролизом полученного при этом соединения водой, в качестве носителя никеля используют окись магния, гидроокись магния, карбонат магния, гидроокись кальция и карбонат кальция, а также смеси

5 указанных соединений. I

Катализатор готовят путем осаждения гидроокиси никеля и/или карбоната никеля из водного раствора соли

30 никеля, например, нитрата никеля, сульфата никеля, хлорида никеля, ацетата никеля или формиата никеля, при помощи гидроокиси и/или карбоната щелочного металла, или аммония. При этом носитель уже содержится в растворе соли никеля, когда осаждают гидроокись или карбонат никеля. Затем соль никеля, содержащуюся в полученной смеси (либо после ее разложения го до окиси никеля, либо без такого разложения), восстанавливают до металлического никеля.

Количество аммиака, которое должно содержаться s жидкой фазе, может

3 97872 составлять 0,5-25 г на 1 г подлежащего превращению сукцинонитрила.

Предлагаемый способ может быть осуществлен при различном парциальном давлении водорода, например, при парциальном давлении водорода 100

35000 кПа. Практически наиболее предпочтительно парциальное давление водо- рода 500-1000 кПа. Гидрирование может быть осуществлено при 85-100 С. 1в

Гидрирование может быть осуществле но предпочтительно в так называемом струйном реакторе, в котором раствор сукцинонитрила в жидком аммиаке протекает через неподвижный слой катали- 1$ затора, состоящего иэ катализатора в виде таблеток или гранул под действием силы тяжести, а водород или водородсодержащий газ поступает через слой катализатора прямотоком или противотоком по отношению к раствору сукцинонитрила. При этом удельная нагрузка на катализатор может принимать различные значения, например

О, 1-25 л жидкости на литр каталиэато- $ ра в час, предпочтительно 0,5-10 л жидкости на литр катализатора в час.

По окончании гидрирования сукцинонитрила весь аммиак или только часть его удаляют из полученной реак- 3q ционной смеси, например, выпариванием.

Обработка гидрированного продукта водой может быть осуществлена в присутствии или в отсутствии аммиака.

Обработку водой можно производить при различной температуре, например, при 150-300ОС. Количество воды тоже может быть различным, например, оно может меняться от стехиометрического до 20 моль на моль сукцинонитрила.

Пример I. Получение катали,затора.

2000 г нитрата никеля (Ni(NO>)>x х 6Н О) растворяют в 4 л дистиллированной воды. В полученном растворе суспендируют 270 г порошка гидроокиси кальция (Фирмы J. Т. Baker). Суспензию нагревают до 90 С при перемешивании, после чего в нее добавляют

$0 в течение 1 ч раствор 850 г безводного карбоната натоия в 4 л дистилли- рованной воды. Полученный осадок отделяют Фильтрованием и промывают насыщенным при комнатной температуре

$$ раствором гидроокиси кальция в дистиллированной воде до тех пор, пока в промывных водах не обнаруживается натрий по цинкуранилнитратному методу. Затем каталиэаторную массу сушат на воздухе в течение 24 ч при 120 С.

Анализ полученной массы показал, что она состоит иэ 32,4 вес.ь никеля в виде карбоната никеля и гидроокиси никеля в смеси с гидроокисью кальция и карбонатом кальция (весовое соотношение приблизительно 1: 1).

После измельчения массу смешивают с 2 вес.3 графита (смазочный материал) и иэ нее прессуют таблетки диаметром и высотой приблизительно 3 мм.

Получение пирролидона.

Растворяют в течение 1 ч 0,1 кг сукцинонитрила в 1,25 кг жидкого аммиака при повышенном давлении в смесителе, нагретом до 80 С, после чего полученный раствор перекачивают в верхнюю часть вертикально установленного металлического трубчатого реактора (длина 1,5 м, внутренний диаметр 2,54 см).

Реактор содержит нижний слой—

600 мл катализатора - и верхний слой, состоящий из 75 лл инертного набивочного материала (выступающая металлическая набивка, размеры 0,16 х х 0,16 см). До начала эксперимента катализатор активируют путем пропускания через него азота в течение 10 ч при 200 С, затем водорода в течение

30 ч при 335 С.

Одновременно с раствором аммиака вводят водород в верхнюю часть трубчатого реактора при помощи компрессора со скоростью 930 л (О С и

100 кПа) в час. Парциальное давление водорода в реакторе составляет

4000 кПа (общее давление — t0000 кПа)

Температуру в реакторе поддерживают на уровне 85 С при поглощи нагревательной рубашки.

Полученную реакционную смесь выгружают со дна реактора, охлаждают до 40 С и разделяют при повышенном давлении в сепараторе на жидкость и газ. После этого аммиак удаляют из полученной жидкости в расширительном сосуде, работающем при повышенном давлении. После работы в течение

25 ч продукт, полученный таким образом в течение последующих двух часов, отделяют (208 г). Пробу этого продукта весом 2 г подвергают анализу методом газовой хроматографии; анализ показал отсутствие исходного продукта. При перемешивании оставшееся количество отделенного продукта нагревают в течение 0,5 ч при 210 С

5 978726 . 6 в автоклаве емкостью 1 л с 200 г воды. эксперимента катализатор; активируют

После охлаждения гидролиэованный путем пропускания через него азота в о продукт подвергают анализу методом течение 10 ч при 200 С, затем водоо газовой хроматографии. Анализ пока- рода в течение 30 ч при 335 С. зал, что получилось. 185 r пирролидо- s Одновременно с раствором аммиаке на. В расчете на количество взятого вводят водород в верхнюю часть трубсукцинонитрила это соответствует вы- чатого реактора при помощи компресо ходу 873. Путем перегонки гидролизо-;сора со скоростью 1200 л (О С и ванной смеси при пониженном давлении 100 кПа) в час. Парциальное дбвлеможно получить совершенно чистый >4 ние водорода в реакторе поддерживают (чистота 993) пирролидон, который 3500 кПа (общее давление - 10000 кПа), может быть дополнительно очищен, если Температуру в реакторе поддерживают о требуется, путем перегонки над кисло- 100 С путем применения нагревательтой, например, серной кислотой, или ной рубашки. над щелочью, например, гидроокисью 1> Полученную реакционную смесь вынатрия. (Т. кип-. 133 /12 мм рт.ст., гружают со дна реактора, охлаждают т.пл. 24,6 С). до 40 С и разделяют при повышенном

Il р и и е р 2. Получение. катали- давлении в сепараторе на жидкость и гаэ. После этого аммиак удаляют из

2000 r нитрата никеля (Ni(NO>)2 х 1в полученной жидкости в расширительном х 6Н О) растворяют в 4 л дистиллиро- сосуде, работающем при повышенном ванной воды. В полученном растворе давлении. После работы в течение 25 2

25 суспендируют 270 г порошка окиси маг- продукт, полученный таким образом в ния (фирмы Sal inc Li inehurq) . Сус- .течение последующих двух часов, отпензию нагревают до 90 С при переме- И деляют. (245 г). Пробу этого продукта шивании, после чего в нее добавляют в весом 2 г подвергают анализу методом в течение 1 ч раствор 850 г безвод- газовой хроматографии; анализ показал, ного карбоната натрия в 4 л дистил- что 97 исходного продукта конвертилированной воды. Полученный осадок ровано. Оставшееся количество отделенотделяют фильтрованием и промывают 30 ного продукта нагревают в течение дистиллированной водой до тех пор, 45 мин при перемешиван р ва ии и и 210 С в пока в промывных водах не обнаружи- автоклаве емкостью 1 л 5 ды. с 2 0 г вовы. вается натрий по цинкуранилнитратно- После охлаждения гидролизованный про" му методу. Затем каталиэаторную мас- дукт подвергают анализу методом газосу сушат на воздухе в течение 24 ч 35 вой хроматографии. Анализ показал, что получилось 197 г пирролидона. В

Анализ полученной массы показал, расчете на количество конвертированчто она состоит из 32,7 вес.3 никеля ного сукцинонитрила это соответствует в виде карбоната никеля и гидроксида выходу 853. Путем перегонки гидроли- . никеля в смеси с гидроокисью магния. 4В зованной смеси при пониженном давлеПосле измельчения массу смешивают нии можно получить совершенно чистый с 2 вес.3 графита и спрессовывают в (чистота 991) пирролидон, который мо" таблетки диаметром и высотой прибли- жет быть дополнительно очищен путем зительно 3 перегонки над кислотой, например, Получение пирролидона. серной кислотой, или над щелочью, наРастворяют в течение 1 ч 225 г пример, гидроокисью натрия. сукцинонитрила в 3,1 кг жидкого амТаким образом, предлагаемый спо миака при повышенном давлении в смесителе, нагретом до 97, после чего из с кцинонитрила с выходом 85-871. полученный раствор перекачивают в из у ц верхнюю часть вертикально установленного металлического трубчатого реакФормула изобретения тора (длина 1,5 м, внутренний диаметр

2 54 см).

Ф5

Способ получения 2-пирролидона

В реакторе находится слой каталикаталитическим гидрированием сукциэатора 600 мл, а над ним - слои о мате иала 75 мл нонитрила в жидком аммиаке на неподинертного набивочного материала одержащем ни(выступающая металлическая набивка, вижном катализаторе, содер т е и и 85-1000С с пораэмеры 0,16 х 0,16 см). До начала кель на носителе, при 5Составитель В. Теренин

Редактор П. Макаревич Техред Е.баритончик Корректор .С. Йекмар

° Р

Заказ 9254/78 (Тираж 445 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", . Ужгород,,ул, Проектная, 4

978726 8 следующим гидролизом полученного при окись магния, гидр0окись магния или этом соединения водой, о т л и ч а- карбонат gg ния, ю шийся тем, что, с целью повы- Источники информации, шения выхода целевого продукта, принятые во внимание AQN экспертизе в %ачестве носителя используют одно s 1. Патент СССР по заявке или несколько соединений из группы: Н 2712904/23-04, кл. С ®7 0 207/26, гидроокись кальция, карбоиат мапьция, 19.01.79,