Способ получения алифатических насыщенных кетонов

 

Роралю патент "o-; ::.:.:,: есм@а

ОПИСАЙИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ пп 482434

Союз Советскик

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 02.02.73 (21) 1878442/23-4 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 30.08.75. Бюллетень № 32

Дата опубликования описания 05.01.76 (51) М. Кл. С 07с 49/04

С 07с 49/08

С 07с 49/10

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 547.284.07 (088.8) (72) Авторы изобретения

Г. Н. Гвоздовский, А. Б. Гущевский, Д. В. Мушенко, А. H. Петров и Ю. И. Малов (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЛИФАТИЧЕСКИХ НАСЪ|ЩЕННЫХ

КЕТОНОВ

Изобретение относится к области получения алифатических насыщенных кетонов, а именно к получению ацетона и метилэтилкетона.

Известен способ получения алифатических насыщенных кетонов, например, метилэтилкетона, окислением спиртов, например втор-6утилового спирта, при температуре 450 — 530 С на катализаторе серебро на пемзе.

В качестве окислителя используют воздух.

Селективность процесса составляет 80%.

Реакционные газы, содержащие пары кетона, непрореагировавшего спирта, воды и азота после системы теплообменников, где происходит их охлаждение и частичная конденсация, направляются в водный абсорбер для улавливания паров кетона и непрореагировавшего спирта, Абсорбер орошается химически очищенной водой, расход которой на

1 т готового продукта составляет 12 — 15 т.

В результате абсорбции получают 7,5%-ный раствор кетона.

Недостатком известного способа является сложность оформления технологического процесса, так как наличие стадии абсорбции ведет к большому расходу воды, в связи с чем увеличивается количество сточных вод, а также к потерям и трудностям при выделении конечных продуктов из очень разбавленных растворов.

С целью устранения недостатков предложен способ получения алифатических насыщенных кетонов, отличительная особенность которого состоит в том, что в качестве кислородсодер5 жащего газа используют парокислородную смесь, содержащую 30 — 90 вес. % кислорода, предпочтительно 40 — 70 вес. . .Использование парокислородной смеси в качестве окислителя, позволяет существенно упростить тех10 нологию процесса. Отсутствие азота в газе приводит к резкому снижению расхода воды на абсорбцию, что связано с сокращением сточных вод. Кроме того, увеличивается содержание кислорода в окисляющей смеси, что

15 ведет к значительному повышению селективности процесса — до 96%.

Процесс осуществляют при 480=570 С в присутствии катализатора серебро на пемзе.

Окисление парокислородной смесью осущест20 вляют на примере втор-бутилового спирта и изопропилового спирта.

Как показали эксперименты, наличие паров воды в спиртокислородной смеси не снижает активности серебряных катализаторов окис25 ления, а повышение содержания кислорода в смеси несколько увеличивает скорость окиг ления.

Абгаз окисления образуется лишь за счет сгорания и разложения некоторой части спирз0 та до СО и СОз, углеводородов С1 — С4 и кис482434

3 лорода, не вступившего в реакцию окисления.

Сокращение количества неконденсирующихся газов резко уменьшает расход химически очищенной воды на отмывку и улавливание конечных продуктов из абгаза окисления, а водные растворы продуктов получаются концентрированными, что исключительно благоприятно сказывается при их выделении.

Пример 1. Окисление втор-бутилового спирта воздухом проводят на катализаторе серебро на пемзе при 520 С, объемной скорости подачи спирта 12 час- (объем катализатора составлял 25 мл).

3а время опыта пропускают 700 г абсолютного втор-бутилового спирта и 651 г воздуха, в том числе 151,6 кислорода.

В результате опыта получают, г:

Жидкие продукты: метилэтилкетон 510 втор-бутиловый спирт 105 вода 144 примеси (ацетальдегид, ацетон) 52,2

Газообразные продукты: азот 499 кислород 5 окись углерода 10,4 двуокись углерода 19,9 углеводороды 5,5.

Анализ жидких и газообразных продуктов проводят хроматографическим методом. Воду определяют по методу Фишера.

Расчет конверсии спирта (К,) проводят по формуле: спирт израсходованный гас = спирт пропущенный

)(100 . 100 = 85 1о;

Селективность определяют, исходя из следующего уравнения: спирт на образование кетова спирт израсходованный

)(100 — . 100 = 88о

700 — 105

Выход за .проход рассчитывают по формуле:

Кс С 85,1 88 74 8о

100 100

Пример 2, Окисление втор-бутилового спирта проводят в условиях примера 1, однако в качестве окислителя используют парокислородную смесь, содержащую 40 кислорода и 60o водяных паров.

3а время опыта пропускают 936 г абсолютного втор-бутилового спирта и 372 г парокислородной смеси, в том числе 202 г кисл рода и 170 r водяных паров.

В результате опыта получают, r:

Жидкие продукты: метилэтил кето н 76 8,3 втор-бутиловый спирт 122,0

17,7

30 вода 376,6 примеси (ацетальдегид, ацетон)

Газообразные продукты:

5 кислород 6,2 двуокись углерода 12,0 окись углерода 5,0 прочие углеводороды 0,2.

Таким образом, выход за проход составля1О ет 84,4о/о при конверсии 87 и селективности

97 о/о

Л р и м е р 3. Окисление втор-бутилового спирта проводят в условиях примера 1, однако в качестве окислителя используют паро15 кислородную смесь, содержащую 70 о/о кислорода и 30 /о водяных паров.

3а время опыта пропускают 815 r абсолютного втор-бутилового спирта и 218,7 r парокислородной смеси, в том числе 176,2 г кисло20 рода и 42,5 r водяных паров.

В результате опыта получают, г: жидкие продукты: метилэтилкетон 678,2 втор-бутиловый спирт 89,6 вода 225,9 примеси (ацетальдегид, ацетон и др.) 21,5

Газообразные продукты: кислород 4,9 окись углерода 6,0 двуокись углерода 5,3.

Таким образом выход за проход составляет

85,5 /о при конверсии 89 /о и селективности

96,! о/о.

85 Пример 4. Окисление втор-бутилового спирта проводят на катализаторе серебро на пемзе при 550 С. В качестве окислителя используют парокислородную смесь, содержащую 70 /о кислорода и 30 /о водяных паров.

40 Объемная скорость подачи спирта .составляет

24 час — (объем катализатора 25 мл).

3а время опыта пропускают 960 r абсолютного втор-бутилового спирта и 254,9 т парокислородной смеси, в том числе 208 г кисло45 рода и 46,9 г водяных паров.

В результате опыта получают, r: жидкие продукты: метилэтилкетон 742,8 втор-бутиловый спирт 163,2

50 вода 256,4 примеси (ацетон, ацетальдегид, диацетил и пр.) 24,0.

Газообразные продукты: кислород 3,7

55 окись углерода 7,6 двуокись углерода 16,7 прочие углеводороды 0,5.

Таким образом выход за проход составляет

79,5о/, при конверсии 83 /о и селективности

60 95,8 о/о

Пример 5. Окисление изопропилового спирта проводят на катализаторе серебро на пемзе при температуре 570 С. В качестве окислителя используют парокислородную

65 смесь, содержащую 40 /о кислорода 60 во482434

468,3

143,4

170,7

Предмет изобретения

14,7

Составитель P. Марголина

Техред T. Курплко

Редактор Л. Герасимова

Корректор О. Тюрина

Заказ 3051/5 Изд, Ае 1751 Тираж 529 Подписнос

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР!!i) 1сt! t и; 51 ет(il ; о!к iiã !

Москва, К-35, Раушская наб., д. 4)5

Типография, пр, Сапунова, 2 дяных паров. Объемная скорость подачи спирта составляет 20 час- (объем катализатора составлял 25 мл).

3а время опыта пропускают 612 г абсолютного изопропилового спирта и 301 г парокислородной смеси, в том числе 163,2 г кислорода и 137,8 г водяных паров.

В результате опыта получают, r: жидкие продукты: ацетон 449,6 изопропиловый спирт 122,4 вода 298,9 примеси (ацетальдегид и др.) 4,8.

Газообразные продукты: кислород 1,6 окись углерода 9,8 двуокись углерода 24,2 прочие углеводороды 1,7.

Таким образом выход за проход составляет

76 /о при конверсии 80% и селективности

95%.

Пример 6. Окисление изопропилового спирта проводят на катализаторе серебро на пемзе при 480 С. В качестве окислителя используют парокислородную смесь, содержащую 70 кислорода и 30% водяных паров.

Объемная скорость подачи спирта составляет IO час — (объем катализатора 25 мл).

За время опыта пропускают 624 г абсолютного изопропилового спирта и 210,5 г парокислородной смеси, в том числе 169,6 г кислорода и 40,9 r водяных паров.

В результате опыта получают, г: жидкие продукты: ацетон 455,3 изопропиловый спирт 112,3 вода 207,0 примеси (ацетальдегид и др.)

Газообразные продукты: кислород 2,4 окись углерода l 4,O двуокись углерода 23,5 прочие углеводороды 5,3. 1 а ки м обр азом выход за проход составляет

75,5 /о при конверсии 82 и селективности

92 / .

Г1 р и м ер 7. Окисление изопропилового спирта проводят на катализаторе серебро на пемзе при 530 С. В качестве окислителя используют воздух. Объемная скорость подачи спирта составляет 12 час — (объем катализатора 25 мл) .

3а время опыта пропускают 670 г изопропилового спирта и 769 г воздуха, в том числе

178,7 r кислорода.

В результате опыта получают, г: жидкие продукты:

Г5 ацетон изопропиловый спирт вода примеси (ацетальдегид и др.) 15,4.

Газообразные продукты: азот 590,3 кислород 6,0 окись углерода 12,6 углеводороды 5,6.

Выход за проход составляет 72,3 /о при конверсии 78,6 /о и селективности 92 .

30 1. Способ получения алифатических насыщенных кетонов, например метилэтилкетона, путем каталитического окисления спиртов, например, втор-бутилового спирта, кислородсодержащим газом при повышенной темпера35 туре с последующим выделением целевого продукта известными приемами, о т л и ч а ющи и с я тем, что, с целью упрощения технологии процесса, сокращения сточных вод и

II0BblllIpIiHH селективности, в качестве кисло40 родсодер>кащего газа используют парокислородную смесь, содержащую 30 — 90 вес. кислорода.

2. Способ по Il. 1, отличающийся тем, что используют парокислородную смесь, со45 держащую 40 — 70 вес. /, кислорода.