Способ получения изопропилового спирта

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗОПРОПИЛОВОГО СЕИРТА гидрированием ацетона в присутствии медно-хромового катализатора при 70 - и атмосферном давлении, отличающийся тем, что, с целью получения максимальной конверсии ацетона и высокой селективности процесса при длительном сроке службы катализатора, гидрирование : осуществляют азотводородной смесью при мольном отношении Njj/H, фавиом 0,25 - 0,7 в первые 300 ч работы катализатора и О,05 0 ,2 при дальнейшей работе.

СО1ОЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН ав %/ (11) gag С 07 С 31/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПЮ ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3453363/23-04 (22) 17.06.82 (46) 15.10.84. Бюл. № 38 (72) В.П.Кудимова, Е.Я.Пнева, В.M. Вишняков; Б.И.Эдельштейн, А.Е.Крохмалюк, Э.Г.Любочкин, И.И.Рыжков, А.К.Суглобов, А.Ф.Беспрозванных и В.П.Зернов (53) 547.263.07(088.8) (56) 1. Н.Adkins, К.Connor. Каталитическое гидрирование органических соединений.на хромите меди, J.Amer. Chem. .Soc., 53, 1091, 1931.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 247935, кл.. С 07 С 31/!О, 1965.

3. Технологический регламент производства пергидроля изопропиловым методом. Куйбышевский химический за-, вод. Куйбышев Новосибирской обл., 1980 (прототип). (54) (57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗОПРОПИ -

ЛОВОГО СПИРТА гидрированием ацетона в присутствии медно-хромового катализатора при 70 — )60 С и атмосФерном давлении, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью получения максимальной конверсии ацетона и высокой селективности процесса при длительном сроке службы катализатора, гидрироваиие осуществляют азотводородной смесью при мольном отношении

0 /Н, фавном 0,25 - 0,7 в первые .

300 ч работы катализатора и 0,050,2 при дальнейшей работе.

1 1118632

40

Изопропиловый спирт

Ацетон

98,5

1,5

55, Изобретение относится к способу

Ф каталитического . гидрирования ацетона в изопрдпиловый спирт, который широко используется в органическом синтезе в качестве исходного реагента и растворителя.

Известен способ гидрирбвания аце-. тона визопропиловый спирт в присутствии медно-хромового катализатора при 150 С и давлении )00 - 150 атм. Выход изо- >р пропилового спирта составляет около

lO0X j) 3.

Недостатком данного способа является использование в процессе высоких давлений, что сильно усложняет технологию производства.

Известен способ каталитического гидрирования ацетона в изопропиловый спирт в присутствии медно-xpod мового катализатора при 90 — 120 С> 20 атмосферном давлении и контактной нагрузке на катализатор 0,3 —.

0,5 мэ/мз катализатора i час. Мольное отношение ацетон / Н равно 1 (2 — 4 I. Конверсия, ацетона в иэопропиловый спирт составляет

99,ZX Г22.

Недостаток указанного способа— образование побочных продуктов, ко" торые необходимо не только отделять от целевого. продукта, но и утилизировать, что усложняет и удорожает технологический процесс.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является гидрирование ацетона в присутствии медно-хромового катализатора при 70—

160 С, атмосферном давлении и контактной нагрузке на катализатор

0,2-0,6 м /м катализатора в час.

Мольное отношение ацетон / Н равно,): 5, Выход изопропилового спирта после 200 и 3000 ч работы катализатора соответственно равен 97-98 и

94 — 95X, количество побочных продуктов при этом же времени работы катализатора составляет 2-3 и

4 — 5X )3).

Однако известный способ характеризуется образованием побочных продуктов гидрирования, т. е. недостаточно высокой селективностью процесса.

Целью изобретения является получение максимальной конверсии ацетона и высокой селективности процесса при длительном сроке службы катализатора.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения иэопропилового спирта гидрированием ацетона в присутствии медно-хромового катализатора состава Си Сг,О (ГИПХ 105 ТУ-09-5525-81) при 70160 С и атмосферном давлении, гидрирование осуществляют азотводородной смесью при мольном отношении

Н /H» равном 0,25 — О,? в первые

300 ч работы катализатора и 0,05—

0,2 при дальнейшей работе.

Процесс осуществляют в непрерывном режиме при контактной нагрузке на катализатор 0,3 — 0,5 м5/мз катализатора, соотношение ацетон / Н равно I : (3,5 — 5,5) мольных.

Изменение этих параметров процесса в указанном интервале не оказывает влияния на выход иэопропилового спирта, конверсию ацетона и селективность процесса.

Пример I. Процесс гидрирования ацетона с целью получения изопропилового спирта проводят в трубчатом реакторе. Медно-хромовый катализатор в виде таблеток загружают в трубное пространство .в количестве

3,5 м . В межтрубное пространство реактора подают теппоноситель для съема реакторного тепла. Время работы катализатора с момента загрузки 200 ч.

При 110 - 130 С через реактор пропускают 865 кг/ч ацетона (считая на

lOOX-ный) или 14,9 кмоль/ч и

2760 нм /ч азотно-водородной смеси, содержащей 60 об.X Н и 40 об.Х М .

Мольное отношение Н /ацетон равно 5, мольцое отношение N>/Í равно 0,66. Контактная нагрузка

0,31 м /м кат. в час. В течение

16 ч работы получают в среднем

885 кг/ч иэопропилового спирта с содержанием по хроматографическому анализу, мас.Х:

Конверсия ацетона 98,5Х, выход изопропилового спирта от теории .98,5Х, селективность практически

100Х..

Пример 2. (Недостаточное количество азота), В условиях примера I через реактор пропускают ацетон в количестве 986 кг/ч (I7 кмоль/ч) „считая на IOOX-ный и

1118632

Из O IIp OIIKH O BblH спирт

Ацетон

Побочные продукты

97,2

1,0

1,8

3 циркуляционный гаэ, содержащий в среднем 83 об Х Н и 17 об.7 Nz в количестве 2620 нм /ч.

Молярные соотношения равны: Н /ацеz тон 5,5; N

В течение 24 ч работы получают

1022 кг/ч изопропилового спирта. Хроматографический анализ дает содержание, мас.7:

Сравнительные примеры (по прототипу) .

Пример 4. В реактор, описанный в примере l,,ïîìåùàþò 5 м катализатора, проработавшего 200 ч, и -. проводят процесс гидрирования при температуре по высоте слоя катапиэатора 110-140 С чистым водородом..

Мольное отношение Н /ацетон равно 5, нагрузка на катализатор 0,32 мЗ/м кат. в час.

В течение 24 ч .получают 1326 кг/ч . иэопропилового спирта, содержащего по хроматографическому анализу, мас.X:

Конверсия ацетона 99,0, выход изопропилового спирта 98,4Х, селективность 987..

Пример 3. (Влияние добавки инерта на процесс гидрирования ацетона после длительной работы катализатора). Через реактор, описанный в примере 1, при времени работы катализатора более 3000 ч пропускают ацетон в количестве 990 кг/ч (считая на 100Х-ный ) или 17,1 кмоль/ч и циркуляционный газ, содержащий Ц

89,1 об.7 и И 10,9 об.7 в количестве 1930 нмз/ч.

Молярные соотношения составляют:

Н /ацетон 45; N>/Íz О,!2. Контактная нагрузка 0,35 мз/мз кат. в час, температура 101 — 110 С. Получают

1025 кг продукта, содержащего, мас.7:

Изопропило35 вый .спирт

Ацетон

98 (1004,5,кг/ч)

2 (20,5 кг/ч) Конверсия ацетона при этом составляет 98,07, селективность процесса 4р

100%.

Прекращение подачи азота в конце этого опыта (в водороде присутствует только 0,2Х азота, N /Í 0,002} сразу приводит к появлению в смеси 4 побочных продуктов в количестве

0,5 - 0,7 мас.X.

Данные остальных экспериментов, выполненных в условиях примера 1, но при других соотношениях М /Н и времени предварительной работы катализатора приведены в таблице.

Изопропиловый спирт

Ацетон

Побочные продукты

94,5

l,0

Конверсия ацетона 997., выход изопропилового спирта 94,5Х, селективность 95,57..

Пример 5. Процесс гидрирования проводят в условиях примера 4, но используют катализатор, проработавший 3000 ч. В этом случае из

1200 кг/ч 100Х-ного ацетона получают в среднем 1238 кг/ч изопропилового спирта, содержащего, мае.X:

Изопропиловый спирт 97

Ацетон 1,5

Побочные продукты 1,5

Конверсия ацетона 98%, выход изопропилового спирта 97Х, селектив" ность 98,5Х.

Из данных таблицы следует, что полное отсутствие инертного газа не позволяет, особенно в начальный период работы катализатора, получить высокий выход изопропилового спирта и создает предпосылки для образования побочных продуктов, наличие которых требует дополнительной стадии очистки целевого продукта. Присут, ствие азота в гидрирующем газе обес. печивает высокую конверсию ацетона, высокие выходы иэопропилового спирта и практически 100Х-ную селективt ность .

1 1! 8632

Темпер атуО ра, С

Способ

СелективМольое ность процесса,%

Предла"

raewA

97,2

1,8

97,2

0,20, 110-! 30

200

100

98,:7

0,66

Нет

1 10-130

98,7

200

98,2

1,8

96,7

98,7

0,20 119

300

Следы 100

98,3

98,3

0,25 1 !6

300!

98,7

Нет

0,46

300

100

98,5

Следы

98,5

114

0,70

300

94,0

Нет 100

94,0

0 80 110

0,02 116

300

1,5

98,5

97,2

98,7

600

98,6

98,6

108

0,05

600

0,14 1 12

98,4

98,4

600

0,20

110

100

98,4

Нет

98,4

600

0,30 100

0,002 101-110

600

1,0

92,0

93,0

3000

99,3

0,7

96,3

97,0

100

97,0

Нет

97,0

105-120

0,12

3000

Прототип

95,5

94,5

110-140 99,0

200

110-130 98,5

98,5

l 5

97,0

3000

Составитель А.Никифоров

Техред Л.Коцюбняк Корректор С.Черни

Редактор М.Бандура

Заказ 7366/17 Тираж 409 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Продолжительность работы катализ атора, ч тноение

2 2

Конверсия ацетона,X

Выход изопропилового спирта, Е

Выход побочных продуктов

Следы 100

Следы 100