RU2000294C1

RU2000294C1 - Способ получени изоамиленовых спиртов

Info

Publication number: RU2000294C1
Authority: RU
Inventors: ков Сергей Александрович Пол; Арон Лейбович Шапиро; Владимир Иванович Деревцов; Валерий Михайлович Никитин; Анатолий Матвеевич Межерицкий
Original assignee: ков Сергей Александрович Пол
Priority date: 1992-03-10
Filing date: 1992-03-10
Publication date: 1993-09-07

Abstract

Использование: исходное сырье дл получени синтетических душистых веществ и витаминов А и Е. Сущность изобретени : продукт - изоаммленовые спирты - .З-метил-1-бутен-З-ол, З-метил-З-бутен-1-ол, 3-метил-2-бутен-1-ол. Б.Ф. СбНюО. Конверси 93,6-95,9%, селективность 83,3-86,9%, производительность 53-106 кг с 1 м в час. Изоамиленовые спирты получают жидкофаз- ной дегидратацией З-метил-1, 3-бутандиола в присутствии кислотного катализатора. Реакционную смесь выдерживают в реакторе 3- 15 мин при темперслуре 90-1 15&deg;С и давлении, обеспечивающем отсутствие кипени , затем ее подают в теплообменник, повышают температуру на 5-25&deg;С выше температуры выдержки смеси с повышением давлени на 50-250 кПа, после чего подают на стадию отгонки с одновременным дросселированием давлени до первоначального , где целевые продукты отгон ютс за счет тепла перегретой реакционной смеси, а неиспарившиес продукты возвращают на дегидратацию.

Description

7Э

С

Изобретение относитс к способам получени изоамиленовых спиртов - диметил- вини л карбинол а (З-метил-1-бутен-З-ол), изопропенилэтилового (З-метил-З-бутен-1- ол)идиметилаллилового(3-метил-2-бутен-1- ол), вл ющихс исходным сырьем дл получени синтетических душистых веществ и витаминов А и Е.

Известен способ получени изоамиленовых спиртов дегидратацией З-метил-1,3- бутандиола в кип щем водном растворе в присутствии кислотного катализатора с непрерывной отгонкой образующихс изоамиленовых спиртов, Выход изоамиленовых спиртов достигает 83 мол.%.

Недостатками известного способа вл ютс низка селективность образовани изоамиленовых спиртов и низка производительность процесса.

При осуществлении известного способа селективность процесса резко зависит от

концентрации катализатора. Так при низких концентраци х кислоты (0,5-1%) основными продуктами реакции вл ютс изопропе- нилэтиловый спирт (42-51%) и димети- лвинилкарбинол (32-35%). Содержание ди- метилаллилового спирта в катализате не превышает 3-4%, Изопрена образуетс 9- 16%. В присутствии 2%-ной H2S04 относительное содержание изопропенилэтилового спирта и диметилвинилкарбинола в катализате снижаетс соответственно до 30 и 28%, а содержание изопрена возрастает до 38%. При повышении концентрации кислоты до 5-10% селективность образовани изоамиленовых спиртов еще больше снижаетс , основным продуктом процесса становитс изопрен (6.5-72%).

При осуществлении известного способа при температуре кипени реакционной смеси 101-102°С, концентрации З-метил-1,3-бутандиола в исходной смеси 50 мас.% и

ho

8

S 2

о

юмцентр ции серной кислоты 1 мас.% вре- мч, необходимое дл 64%-ной конверсии З-tif-Hii-i 3-бутандиола, составл ет 4 ч. С селективности это соответствует производительности процесса менее 50 г изоамипеновых спиртов с 1 л реакционной смеси в час.

Увеличение концентрации кислоты до 3% позвол ет сократить врем , необходимое дл 60%-ной конверсии, до 2 ч, однако резкое снижение селективности (менее Л4%) оставл ет выработку изоамиленовых спиртои практически на прежнем уровне (около 1:2 г с 1 л о час)

Iv ь .счмчльна селективность способа /; г% к людэетс при низкой концентрации г тиз торз (0,1% ). когда про- изполитош-ность процесса составл ет МР нее 25 г изоамиленовых спиртов с 1 л р.чкципнной смеси в час.

В качестве катализатора процесса, кроме оионой кислоты, могут использоватьс щнпелевал кислота и другие

Целью изобретени вл етс повышение 1.члг|. ШВНОСТИ и производительности процесса.

Поставленна цель достигаетс предлагаемым способом получени изоамилено- вих спиртов, согласно которому водный расгпор З-метил-1.3 бутандиола, содержащим кислотный катализатор, подвергают ж /дкофазной дегидратации, дл чего реакционную смесь выдерживают в реакторе 3- 15 мин при температуре 90-115°С и давлении, обеспечивающем отсутствие кипени , затем подают в теплообменник и повышают температуру на 5-25°С выше температуры выдержки смеси с соответствующим повышением давлени на 50-250 кПА, обеспечивающем отсутствие кипени , после чего подают на стадию отгонки с одновременным дросселированием давлени до первоначального, где целевые продукты отгон ютс за счет тепла перегретой реакционной смеси, а неиспарившиес продукты возвращают на стадию дегидратации.

Отличительными признаками способа вл етс проведение дегидратации З-метил-1 ,3-бутандиола и отгонки образовавшихс целевых продуктов на раздельных стади х, причем отгонку изоамиленовых спиртов осуществл ют путем перегрева реакционной смеси (с соответствующим повышением давлени ) и подачи ее на стадию отгонки с одновременным дросселированием давлени до первоначального, где целевые продукты отгон ютс за счет тепла перегретой реакционной смеси.

Экспериментально установлено, что разделение стадий дегидратации и отгонки

целевых продуктов, а также проведение отгонки путем дросселировани давлени предварительно перегретой реакционной смеси приводит к повышению селективности процесса, причем селективность не зависит от концентрации катализатора. Благодар этому становитс возможным проводить процесс при более высоких концентраци х кислоты и сочетать высокую

конверсию 93,6-95.9% с высокой селективностью 83,3-86,9%, что позвол ет повысить производительность процесса с 50 г литра реакционного объема до 106 г, т е более чем в 2 раза.

5П р и м е р 1. 2350 кг/ч З-метил-1,3-бутандиола смешивают с циркулирующим реакционным водным слоем и полученную смесь, содержащую 1,0% . 35% З-метил-1 ,3-бугандиола, 10% побочных продук0 тов и 54% воды, подают в реактор объемом 3 м , где выдерживают в течение 7 мин при температуре 102°С и давлении 1 12 кПа. Из реактора реакционную смесь насосом подают в теплообменник, где нагревают (паром)

5 до температуры 110°С при давлении 160 кПа и далее подают на стадию испарени , представл ющую собой вертикальный аппарат колонного типа и одновременно дросселируют давление до 112 кП . Неиспа0 рившуюс часть реакционного водного сло с температурой 102°С возвращают в реактор дегидратации 3-метил-1,3-бутандиола, а испарившиес продукты конденсируютс в холодильнике и стекают в емкость, где рас5 спаиваютс на водный слой, который возвращают в процесс, смешива с циркулирующим реакционным водным слоем, и 2044 кг/ч органического сло , содержащею 41,5% изопропенилэтилового спирта,

0 31,9% диметилвинилкарбинола, 5,2% диме- тилаллилового спирта, 7,9% изопрена, 13,1% воды и 0,4% прочих продуктов, который направл ют на разделение ректификацией .

5Дл обеспечени баланса процесса по

воде и высококип щим побочным продуктам часть циркулирующего реакционного водного сло в количестве 306 кг/ч вывод т из процесса, одновременно подпитыва

0 водный слой кислотой (3,06 кг в час).

Конверси З-метил-1,3-бутандиола составл ет 95,4%. Селективность образовани изоамиленовых спиртов 86,6 мол.%. Производительность реакционного обь5 ема составл ет 53,6 кг с 1 м3 в час (53.6 г с 1 л в час).

П р и м е р 2. Процесс провод т аналогично примеру 1, за исключением того, что дл дегидратации 3-метил-1.3-бутэндиола используют реактор объемом 145 м концентрацию серной кислоты в реакционном водном слое поддерживают на уровне 3,0% и водный слой выдерживают в емкости 3 мин.

Конверси З-метил-1,3-бутандиола составл ет 94,1%. селективность образовани изоамиленовых спиртов 84,2 мо ,%.

Производительность реакционного объема составл ет 106,2 кг с 1 м3 в час (106,2 г с 1 л в час).

П р и м е р 3. Процесс провод т аналогично примеру 1, за исключением того, что концентрацию серной кислоты в реакционном водном слое поддерживают на уровне 2,0% и водный слой выдерживают в реакторе 5 мин.

Конверси З-метил-1,3-бутандиола составл ет 95%, селективность образовани изоамиленовых спиртов 85,1%.

Производительность реакционного объема составл ет 78,7 кг с 1 м3 в час (78,7 г с 1 л в час).

П р и м е р 4. Процесс провод т аналогично примеру 1, за исключением того, что концентрацию серной кислоты в реакционном водном слое поддерживают на уровне 0,5% и водный слой выдерживают в реакторе 15 мин. Из реактора реакционную смесь насосом подают в теплообменник, где нагревают до 107°С.

Конверси З-метил-1,3-бутандиола составл ет 94.2%, селективность образовани изоамиленовых спиртов 88,2%.

Производительность реакционного объема составл ет 53,9 кг с 1 м в час (53,9 г с 1 л в час).

П р и м е р 5. Процесс провод т аналогично примеру 1, за исключением того, что в качестве катализатора процесса используют щавелевую кислоту, поддержива ее концентрацию в реакционном водном слое на уровне 3,6%, и реакционную смесь нагревают в теплообменнике до температуры 115°С и при давлении 175 кПа.

Конверси З-метил-1,3-бутандиола составл ет 95.0%. Селективность образовани изоамиленовых спиртов 85,9 мол.%.

Производительность реакционного объема составл ет 52,9 кг с 1 м3 в час (52,9 г с 1 л в час).

П р и м е р 6. Процесс провод т аналогично примеру 1, за исключением того, что перед подачей на стадию испарени реакционную смесь перегревают в теплообменнике до температуры 105°С при давлении 125 кПа.

Конверси З-метил-1,3-бутандиола составл ет 90,6%. Селективность образовани изоамиленовых спиртов 72.1 мол.%.

Производительность реакционного объема составл ет 42.3 кг с 1 м в час (42.3 г с 1 л в час).

Пример. Процесс провод т анало- 5 гично примеру 1, за исключением того, что в реакторе дегидратации З-метил-1,3-бутандиола поддерживают температуру 90°С и давление 72 кПа, а перед подачей в зону испарени реакционную смесь перегрева0 ют до температуры 115°С при давлении 325 кПа

Конверси З-метил-1,3-бутандиола составл ет 95,9%, селективность образовани изоамиленовых спиртов 86,9 мол.%.

5Производительность реакционного объема 54 кг с 1 м3 в час (54 г с 1 л в час).

Примерб. Процесс провод т аналогично примеру 1, за исключением того, что в качестве катализатора используют фосфор0 ную кислоту, поддержива ее концентрацию в реакционном водном слое на уровне 2,5%, в емкости дл дегидратации поддерживают температуру 115°С и давление 178 кПа и перед подачей в зону испарени реак5 ционную смесь перегревают до температуры 130°С при давлении 290 кПа. Конверси З-метил-1,3-бутандиола составл ет 93,6%. Селективность образовани изоамиленовых спиртов 83,3 мол.%.

0Производительность реакционного объема составл ет 50,5 кг с 1 м в час (50,5 г с 1 л в час).

П р и м е р 9. Процесс провод т аналогично примеру 1, причем емкость дегидра5 тации и зону (аппарат) испарени компанируют в один агрегат, располага зону испарени выше по уровню, так чтобы неиспаривша с часть реакционного водного сло стекала в емкость дегидратации

0 самотеком.

Конверси З-метил-1,3-бутандиола, селективность образовани изоамиленовых спиртов и производительность реакционного объема совпадают с примером 1.

5 П р и м е р 10. Процесс провод т аналогично примеру 1 или 7, причем верхнюю часть зоны (аппарата) испарени оборудуют тарелками или каплеотбойными устройствами дл предотвращени капельного уноса

0 кислоты (катализатора).

Конверси З-метил-1.3-бутандиола, селективность образовани изоамиленовых спиртов и производительность реакционного объема совпадают с примером 1.

Claims

5 Формула и з обретени

Способ получени изоамиленовых спиртов жидкофазной дегидратацией З-метил-1 ,3-бутандиола в присутствии кислотного катализатора и выделением отгонкой целевых продуктов, отличающийс

7 20002948

тем, что реакционную смесь выдерживают вкПа, обеспечивающем отсутствие кипени ,

реакторе 3-15 мин при температуре 90-после чего подают на стадию отгонки с од115°С и давлении, обеспечивающем отсутст-повременным дросселированием давлени

вие кипени , затем подают в теплообменникдо первоначального, где целевые продукты

и повышают температуру на 5-25°С выше5 отгон ютс за счет тепла перегретой реактемпературы выдержки смеси с соответст-ционной смеси, а неиспарившиес продуквующим повышением давлени на 50-250ты возвращают на стадию дегидратации.