Способ получения метакриламида

 

2675Н

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Союз Сееетскиз

Социалистическик

Республик

Зависимый от патента №

Заявлено 27.Ч1.1967 (№ 1168080/23-4)

Приоритет 29Х1.1966 (№ 41797/бб, Япония) Кл, 12о, 21

МПК С 0?c

УДК 547.398.1 (088.8) Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Опубликовано 01.1Ч.1970. Бюллетень № 12

Дата опубликования описания 27Х11,1970

Авторы изобретения

Иностранцы

Макото Судо, Ясумаса Ямамото, Масао Кобаяси, Кен и Минору Икеда (Япония) Иностранная фирма

«Мицубиси Район Ко., Лтд.» (Япония) i

n xOu.>.-, 11.1 1 ;Й !! 0ja) т1ХЛГ1Г1 .;. q

Заявитель

БИБ.ти0П. ; Л

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАКРИЛАМИДА

Известен способ получения метакриламида путем смешивания ацетонциангидрина с 3—

7%-ным олеумом (молярное соотношение

1: 1,5 — 2) при температуре 60 — 80 С и перемешивании с последующим добавлением гидрохинона и до 46 вес. % 100%-ной серной или фосфорной кислоты и повышением температуры до 125 — 135 С.

Выход целевого продукта 98,1 — 95,1%.

Для упрощения технологического процесса предлагается новый способ.

Он заключается в том, что ацетонциангидрин смешивают с концентрированной серной кислотой, например 96 — 100%-ной, при молярном соотношении серной кислоты и ацетонциангидрина, равном не менее 1,5: 1, с последующей дегидратацией реакционной смеси при температуре 100 †1 С. К полученной массе добавляют ацетонциангидрин в количестве, обеспечивающем молярное соотношение компонентов в конце процесса 1 — 1,5: 1, с последующей дегидратацией реакционной смеси при температуре 130 — 160 С.

Молярное соотношение серной кислоты и ацетонциангидрина довести до 1: 1 — 1,5 можно в два или несколько приемов смешивания и дегидратации.

При осуществлении описываемого способа упрощается технологический процесс и увеличивается выход целевого продукта, Пример 1. 1,3 люль 100%-ной серной кислоты вводят с дубильной кислотой в качестве ингибитора полимеризации и смешивают с 0,65 люль ацетонциангидрина, перемешивая

5 при 80 С. Смешанную жидкость нагревают при 100 С в течение 30 лшн, затем охлаждают до 80 С и к ней добавляют при этой температуре 0,35 люль ацетонциангидрина. При этом разложения кристаллов или затвердева10 ния не наблюдается.

Затем жидкость немедленно нагревают до

150 С для окончания реакции.

Степень образования метакриламида определяют, отбирая пробы реакционной жидко15 сти через каждый заданный период времени и оценивая ооразующиеся двойные связи методом добавления брома. Ниже приводится зависимость выхода метакриламида от времени после нагревания реакционной жидкости

20 до 150 С.

Время, мин Выход, %

0 84,6

5 90,0

10 92,5

25 15 87,8

Для сравнения 1 люль ацетонциангидрина добавляют при перемешиванип при 80 С и

1,3 люль 100%-ной серной кислоты. В результате постепенно увеличивается вязкость реак30 ционной жидкости, образуется белое твердое

267511

Вещес1 БО, If> па конеfl, псрсмсшиванис жидкос и становится псвозм 01кпым. Чтобы избе)кс1ть этого, температуру повгяшагот 11О 95 С. Однако, когда реакционную жидкость нагревают и подвергают реакции дсгидратации при

150"С, larccfliifaльный IIblxo >гстакри fa ffua пе более чем 89,5% (ниже, чем при дв хсТадийном процессе).

Пример 2. 1,2 .ио zo 100%-ной серной кислоты смешивают с 0,1 1о фентиазина в качссгве ингибитора полимеризации и 0,70 гиоль ацетонциангидрина, перемешивая при 90 С. Смесь нагревают при 110 С в течение 20 лгин, затем охлаждают до 90 С и смешивают с 0,30 лоль ацетонциангидрина. Затем ее нагревают до

150 С для завершения реакции. Выход метакриламида ollpeze15110T ",epea каждыи Определенный промежуток времени по примеру 1.

Результаты приведены ниже.

Время, лин Выход, %

5 87,3

10 89,8

15 90,3

30 89,0

Для сравнения к 1,2 лоль 100%-ной серной кислоты добавляют, перемешивая при 90 С, 1 лоль ацетонциангидрина. В результате постепенно увеличивается вязкость реакционной жидкости и образуется твердое вещество.

Пример 3. Этот опыт проводят согласно способу, показанному на чертеже.

В первый смеситель 1, снабженный перемешивающими приспособлениями, через трубы 2 и 8 вводят серную кислоту и ацетонциангидрин так, чтобы отношение серной кислоты к ацетонциангидрину стало равно 2,0. Температуру перемешивания поддерживают при 90 С охлаждением и нагреванием смесителя 1 холодной или горячен водой. Через 15 агин перемешанную жидкость вводят через трубу 4 в первый нагреватель б, нагревают при 115 С в течение 15 лин и затем пропускают через трубу б во второй смеситель 7. Во втором смесителе температуру жидкости поддерживают

90 С. Через трубу б ацетонциангидрин вводят в смеситель 7 при такой скорости потока, чтобы молярное отношение серной кислоты к общему ацетонциангидрину снизилось до 1,3 и перемешанная жидкость находилась там в течение 14 лин. Смешанную жидкость затем пропускают через трубу 8 в нагреватель 9 и нагревают в течение 15 лин при 140 С. После этого смесь серной кислоты и метакриламида непрерывно отгоняют через трубу 10. Выход метакриламида измеряют методом добавления брома, и получают величину 92,5%, рассчитанную по ацетонциангидрину.

Отходящие газы, такие как окись углерода или аналогичные, которые являются побо,lll::ми продуктами на стадиях смешивания и нагревания, выводят пз систс Iff чсрез выводящие трубы 11 — 14. Если допустить, что 1 лоль окиси углерода получают в качес",вс побочного продукта из 1 лоль ацетонциапгидрипа, и все отходя1цис газы являются Окисгпо углерода, общее Ko;IH Ieñòûo окиси углерода соответствует 2,5% от поданного ац тонциангидрина.

Если согласно непрерывному од lостадийному процессу концентрированную серную кислоту vf ацетонциангидри смешивают с молярным отношением 1,3 в смесителе при 90 С в течение 15 лпн, то вязкость смешанной жидкости немедленно увеличивают, и смесь за10 твердевает, что делает невозможным продолжение реакции.

Пример 4. Процесс проводят по примеру 8, изменяя молярное соотношение серная кислота; ацегонцпангидрин на каждой стадии.

15 Получают результаты, показанные в таблице.

Таблица

Молярное отношение концентрированная серная кислота: ацетонциангидрин

Выход метакриламида, 20

1 конечная величина после смешения

89,1

88,8

92,5

90,0

93,0

1,09

1,09

1,50

1,20

1,30

1,66

2,00

2,00

2,00

2,70

Если перемешивание проводят согласно непрерывному одностадийному процессу при регулировании молярного отношения концентрированная серная кислота: ацетонциангидрин до каждой из конечных величин, указанных в таблице, то смесь сразу затвердевает, что делает невозможным продолжение реакции.

П р» м е р 5. Процесс проводят непрерыв40 но в три стадии. К технологической схеме, показанной на чертеже, добавляют еще одну стадию смешивания и дегидратации. На первой стадии молярное отношение серная кислота:

: ацетонциангидрин регулируют до 1,9 и сме45 шивание проводят при 80 С в течение 9 лгик.

Смесь пропускают через нагреватель при

110 С в течение 10 лин и частично дегидратируют. На второй стадии добавляют только ацетонциангидрин так, чтобы малярное отношение серная кислота: общий ацетонциангидрин стало 1,3, и перемешивание проводят при

90 С в течение б,иин. Далее смесь пропускают через нагреватель при 115 С в течение

8 лик и частично дегидратируют. На третьей

55 стадии также добавляют только ацетонциангидрин так, чтобы конечное молярное отношение стало 1,04, и смешивание проводят при

90 С в течение 5 лин. Смесь затем пропускают через нагреватель при 155 C в течение 10 лин

60 и дсггадра1 нруют. Г!осле этого выход мстакрнламида достг1гacr 89 гo (с1итая па общий ацстонцпангидрин). Если предположить, что

1 лоль окиси углерода получают в качестве побочного продукта из 1 лоль ацетонциангид65 рина, то общее количество побочно получас

267511

Предмет изобретения

Составитель Т. П, Калинина

Техред Л. В. Куклина Корректор Н. А. Митрохина

Редактор С. Лазарева

Заказ 1918/14 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, K-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

1ой окиси углерода и других газов соответстует 5% от общего количества поданного ацеонцигнгидрина.

Способ получения метакриламида путем мешивания ацетонциангидрина с концентри ованной серной кислотой при температуре 0 — 100 С с последующей дегидратацией ре кционной смеси при повышенной температуре и выделением целевого продукта известны4и приемами, отличающийся тем, что, с целью упрощения технологического процесса, концентрировануlо серную кислоту, например 9б—

100%-ную, смешивают с ацетонциангидрином при молярном соотношении серной кислоты и

5 ацетонциангидрина, равном не менее 1,5: 1, с последующей дегидратацией реакционной смеси при температуре 100 — 140 С, и к полученной реакционной массе добавляют ацетонциангидрин в количестве, обеспечивающем мо10 лярное соотношение компонентов в конце процесса 1 — 1,5: 1, с последующей дегидратацией реакционной смеси при температуре 130—

160 С.