Способ получения 3-метил-1,3-бутандиола

 

Изобретение относится к производству двухатомных спиртов - диолов, в частности к получению 3-метил-1,3-бутандиола - исходного продукта для синтеза изопрена, изоамиленовых спиртов, полиэфиров, душистых веществ. Цель - повышение выхода и упрощение процесса выделения. Процесс проводят непрерывным пропусканием через слой сульфокатионита со скоростью 120-240 ч<SP POS="POST">-1</SP> жидкой смеси реагентов, образующихся при многократном испарении и конденсации реакционной массы с исходным мольным соотношением компонентов 4,4 - диметил-1,3-диоксана, метанола и воды 1:2,5-3,0:5-7,5. При этом образующийся метилаль непрерывно удаляют из реакционной массы. Эти условия позволяют повысить выход с 36 до 80-85% и упростить процесс выделения его за счет снижения образования побочных продуктов синтеза. 1 ил. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ.

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

КСПУБЛИН

А1 (191 (11) (5у 4 С 07 С 31/20, 29/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

° °

° Ю

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTMAM

ПРИ fHHT СССР (21) 4345230/31-04 (22) 26.10 ° 87 (46) 30 ° 06.89. Бюл. Р 24 (71) Уфимский нефтяной институт (72) И.М.Брудыик, P.Т.Ахматдинов, E.Â.Êëþ÷àðåBà, Н.Е.Максимова, Е.A.Êàíòîð и Д.Л.Рахманкулов (53) 547.424.1.07(088.8) (56) Патент Японии М 53-38780, кл. С 07 С 31/18, опублик. 1978. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ З-МЕТИЛ-1,3— БУТАНДИОЛА (57) Изобретение относится к производству двухатомных спиртов — диолов, в частности к получению 3-метил-1,3-бутандиола — исходного продукта для синтеза изопрена, изоамиленовых спиртов, полиэфиров, душистых

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения

З-метил-1,3-бутандиола, который может быть использован для получения иэопрена, изоамиленовых спиртов, полиэфиров и ПАВ, а также душистых веществ.

Цель изобретения — увеличение выхода целевого продукта и упрощение процесса его вьделения, которая достигается путем пропускания жидкой смеси реагентов, образующейся при многократном испарении и конденсации реакционной массы с исходным молярным соотношением реагентов 4,4-диметил-113-диоксан — метанол — вода, равным 1:2,5-3,0:5-7,5, через слой

2 веществ. 1(ель — повышение выхода и упрощение процесса выделения. Про-, цесс проводят непрерывным пропусканием через слой сульфокатионита со скоростью 120-240 ч жидкой смеси реагентов, образующихся при многократном испарении и конденсации реакционной массы с исходным молярным соотношением компонентов 4,4-диметил-1,3-диоксана, метанола и воды

1:2,5-3,0:5-7,5. При этом образующийся метилаль непрерывно удаляют из реакционной массы. Эти условия позволяют повысить выход с 36 до

80-85Х и упростить процесс выделения его за счет снижения образования побочных продуктов синтеза. 1 ил., 1 табл. катализатора со скоростью 120-240 ч и при непрерывном удалении из реакционной массы образующегося метилаля.

На чертеже представлена установка для осуществления способа.

Пример 1. Процесс осуществляют на установке, состоящей из двухгорлой колбы 1, реактора — капельной воронки с обводной трубкой 2, в который на подложке из стеклонити 8 помещен слой катализатора 7 (8,5 см, 3 г) - катионита КУ-2-8 в Н-форме, ректификационной колонки — колонки

Вигрй 3 с.насадкой 4 для отбора фракций, обратного холодильника 5 и тер" мометра 6.

1490109

В колбу 1 загружают 29 г (0,25 моль) 4,4-диметил-1,3-диоксана (ДМД), 20 г (0,625 моль) метанола (MeOH) и 34 мл (1,88 моль) воды (молярное соотношение ДМД вЂ” МеОН

:Н О = 1:2,5:7,5) и нагревают до кипения. Смесь исходных реагентов в виде паров по обводной трубке поступает в ректификационную колонку, где конденсируется и, пройдя через слой катализатора, поступает обратно в колбу 1. Состав конденсата, поступающего на катализатор в начале процесса, Х: ДМД 3,9; ИеОН 52,8; вода 43,3; в. конце gMg 0; МеОН 11,0; вода

89,0. Температура в слое катализатора изменяется от 83 до 97 С. Непрореагировавшие исходные реагенты вновь испаряются, а образовавшийся

З-метил-1,3- бутандиол (МБД) накапливается в колбе. Образующийся в процессе метилаль непрерывно выводят через кран ректификационной колонки.

Необходимую приведенную объемную скорость подачи конденсата на катализатор обеспечивают скоростью подвода тепла (нагревом колбы 1), которая в данном примере составляет

240 ч . Процесс ведут до прекращения выделения метилаля (6,0 ч). Конверсия ДМД 100Х. Затем из реакционной массы при атмосферном давлении отгоняют легкокипящие компоненты и большую часть воды. Остаток перегоняют в вакууме. Получают 22 r .(0,212 моль) МБД, что составляет

84,8Х на взятий ДМД.

Рез ультаты приведены в таблице.

Пример 2. Процесс проводят аналогично примеру 1, загружая в колбу 1 16 r (0,5 моль) МеОН. Молярное соотношение реагентов ДМД—

МеОН вЂ” Н О 1:2:7,5. За 6 ч конверсия ДМД составила 91,3Х. После вьделения получают 20,1 г (0,193 моль)

МБД, что соответствует выходу 77,2Х. на взятый ДМД.

Результаты приведены в таблице.

Пример 3. Процесс осуществляют аналогично примеру 1, загружая

24 r (0,75 моль) МеОН. Молярное соотношение ДМД вЂ” МеОН вЂ” Н О 1:3:

:7,5. За 6,5 ч конверсия ДМП составляет 100Х ° После вьделения получают

22, 2 г (О, 213 моль) МБД, что соответствует выходу 85,2Х.

Результаты приведены в таблице.

Пример 4. Процесс осуществляют аналогично примеру 1, загружая

22,5 г (1,25 моль) воды. Молярнае соотношение ДМД вЂ” MeOH — Н О 1:2,5:5.

За 4, 5 ч конверсия ДЩ составила

100 . После вьделения получают 21,5 r (0,206 моль) МБД, что соответствует выходу 82,4Х.

Результаты приведены в таблице.

Пример 5. Процесс осуществляют аналогично примеру 1, загружая

45 мл (2,5 моль) воды. Молярное соотношение ДМД вЂ” МеОН вЂ” Н О 1:2,5:10.

За 7,2 ч конверсия ДМД составила

100Х. После вьделения получают 22,0 r (0,212 моль) МБД, что соответствует выходу 84,8Х.

Результаты приведены в таблице.

Пример 6. Процесс осуществляют аналогично примеру 1 при объемной скорости подачи жидкой смеси реагентов (конденсата) на катализатор

120 ч . За 5,0 ч конверсия составила 100Х. После выделения получают

20,9 r (0,201 моль) МБД, что соответствует выходу 80,4Х. Результаты приведены в таблице, Пример 7. Процесс осуществляют аналогично примеру 1 при объемной скорости 360 ч . За 12,5 ч конверсия составила 100Х. После вьделения получают 22,1 г (0,213 моль)

МБД, что соответствует выходу 85,2Х.

Пример 8.(по прототипу).

В колбу емкостью 500 мл загружают

145 г смеси ДМД, МеОН и воды при молярном отношении I:5,41:О, добавляют 50 см катализатора и кипятят в течение 6 ч. Конверсия ДМП составила

73Х. Выход МБД вЂ” 36Х.

Проведение процесса предложенным способом позволяет повысить выход с 36Х до 80-85Х и упростить процесс вьделения 3-метил -1,3-диоксана иэ реакционной массы эа счет снижения количеств в ней побочных продуктов синтеза.

Условия и результаты осуществления экспериментов приведены в таблице.

Формула изобретения

Способ получения З-метил-1,3-бутандиола взаимодействием 4,4-диметил-2,3-диоксана с метанолом в присутствии катализатора — сульфокатионита при повышенной температуре, включающий вьделение целевого продукта, 1490109 6 образующейся при многократном испарении и конденсации реакционной массы с исходным молярным соотношением компонентов 4,4-диметил-1,3-диоксан метанол : вода 1: 2, 5-3, 0: 5-7, 5 и при непрерывном удалении из реакционной массы образующегося метилаля. отличающийся тем, что, с целью увеличения выхода и упрощения процесса выделения целевого продукта, взаимодействие осуществляют в присутствии воды при непрерывном пропускании через слой катализатора жидкой смеси реагентов, 2 молва

Теюераттра

° choo к атапп» автора, еС

Оаъеллел скоросте

Ьодаел коаделсата е -! тав коаделсата

)662-Наобода ° кодлой с34ес ц в коеце процесса процесса

НОЬ в да (44-110) 36

6,0

D р ц и ° е а а ц a. ° - в втоц првюере коаварспа ДНД - 91,32 ° остацлаа " 1002! б ° прапоре, праведеллон в прототлпе, коакретло ле ркаааао1 в - еиа саек аа асловаюв деева, прлведеалпк ° прототипе, Составитель Н. Капитонова

Редактор М. Недолуженко Техред Л.Сердюкова Корректор И.Горная

Заказ 3644/27

Тираж 352

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101

1 2,5 7,5

26 1 2!),s

3 1зЗв7,5

4 1!2,515

5 !г2,5 10

4 2,5 7 S

ià,Si7,S

Ь (по протоепау) 1ss 41!0

24О 240

24О

240 г4о

1 20

ЗЬО

3,9 52,Ь 42,3

S,6 47 49

2 ° 9 55,6 41,3

5 з 41,г 33 5

3,1 45,0 S1 9 з,9 52,6 4г, 3

S 9 52 6 42 3 о»,o

4,2 О

О 20,9

О 15,1

О 9,7

О 11,О

О !1,О

Ь9,0

95,Ь

79,1

64,9

ЬО,З

Ь9,0

69,о

ЬЗ-97

64-96

b3-92

61-95

64-96

63-97

° 3-97

Ь,О

4,0

b S

6 5

7 ° г

sio !

2,5

° 4,6

77,2

65,2

62,4

64,6

60,4

65 2