Способ непрерывного получения многоатомных спиртов
ОП ИСАН И Е ИЗОБРЕТЕНИЯ И ПАТЕНТУ Союз Советских Социалистических Республик (61) Дополнительный и натеHi у (22) Заявлено 26.07.71 (21) 1128056 i685371/04 (51) М. К,т.- "С 07С 31/26 (23) Приоригет 21.01.67 (32) 10.03.66 (31) 52904 (33) Франция Государственный комитет Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 547Л .07 (088.8) Опубликовано )5.02.77. Б1оллстснь,м 6 Дата опубллкованпя описания 16.03.77 (72) Лвторы =ооретения Иностранцы Жорж Гоброн и Рооерт Пилон (Франция) Иностра!шая фирма «Юзин де Мелль» (Франция) (71) Заявитель (54) СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОГО ПОЛУЧЕНИЯ МНОГОАТОМНЪ|Х СПИРТОВ Изобретение относится к способу получе11!1я многоатомных спиртов,,которые находят разнообразное применение в органическом с!штезе. Известен способ получения многоатомных сн; ртов гидрированием сахаров при нагревании до 100 — 120 С в присутствии суспендирова;, ого неикелевого катализатора (1). Однако необходимость отделения катализатора от реакционной массы путем фильтрации снижает производительность процесса. Кроме то-о, использование насосов для рециркуляции каталогизатора приводит к быстрому измсльчению катализатора, что впоследствии затрудняет его отделение. 1,ëÿ обеспечения самопроизвольной циркуляции и рециркуляции катализатора и повыIrIeHHe его производительности по предлагаемо".ó способу процесс рекомендуется осуществлять,в реакционном ооъеме, отношенне,высоты которого,к диаметру ра вно 5 — 66, в среде инертного органического растворителя и избытке водорода, предпочтительно в 3 — 6 раз превышающем количество водорода, необход!iмого для реакции. Процесс ведут в .реакторе, состоящем из верт! кальной цилиндрической трубы, содержагцей реакционную ванну, в которой тесный контакт между водородом и соединение I, подлежащим гидрнрованшо, обеспечивают за счет с I:Iüíîãî потока избыточного водорода. Реакционная ванная содержит 20 — 90 !вес. % растворителя, растворяющего псходньш н целевой продукты гидрироьанпH, Растворитель долже! иметь температуру кипения, превын!а!Ощу о температуру реакции и быль химически инертных в условиях реакции. Жидкость, составля ошая ва1шу, представляет с..Оой В ее Н1!жней !аcTII соединение, подлежаlщее гпдрирован11!о, в верхней части в осно 3-I0:iI находится HpOQA кт плп продукты реак!Гпи г:!дрирования, а в средней части состав се ВаНПЫ ПРО:чЕИ< TOЧНЫЙ Х!ЕЖД ЭТПМП ДВУМ!! крайними составах и. Б качестве растворителя можно использзвать спирт !Iëll многоатомный спирт, такой как этанол, н-бутано1, этпл-2-бутанол-1, илн ксилит, сложный эфир, такой как н-бути,iацетат, этил-2-гексилацетат, эп1л-2-гексаноат этил-2-1 el el! 1 а, простой эфир, T21 0Ii окись н-оутнла, эфир полналкпленгтиколя, фенол, т-.! Ой как Ооычный фен о 1, толуол или а хl пн, та НОЙ каl циl логексплампн и т. д. и тп смесь этих ве цсств. Раствор".тель может быть идентичным с целевым продуктом гидрпрова547173 3 нпя, например и .I может оыть ксилит, если гидрируют ксилозу. Следует отметить, что благодаря присутствию в ванне растворителя образующаяся при гидрировании реакционная вода при отгонке удаляется вместе с растворителем. Таким образом, реакционная ванна практически не содержит воду, что повышает скорость реакции. При пспользоваьнш растворителя, в котором вода или пло î растворяется илп пе растворяется, после конденсации паров, увлекаемых избытком водорода, эту воду можно удалить простой декантацией, избегая, таким ооразом, стадии дистилляцпи. Катализатор гидрирования представляет собой тонко распределенную суспензию. В зависимости от соеgIIIIcIIIIB, подлежащего гидрпрованшо, можно пользоваться, например, никелем на носителе, медью па носителе II Т. Д. 1эабо11у1о температуру выбирают в зависимости оТ соединения, подле>ка1цего гидрированпю. Она может быть, например, 50 — 150 С. Рекомендуется, чтобы она была а 20 — 30 С ниже точки кипения растворителя при рабочем давлении, которое может быть равным атмосферному давлению или отличаться от него. Водород вводят в нижнюю часть реактора, а соединение, подлежащее гидрированию, непосредственно над тем местом, в которое вводится водород. ,>Кидкость, содер>кащую продукт, удаляют из верхней части ванны, несколько ниже верхнего уровня ванны, устанавливаемого во время протекания рабочего процесса. При пра1впльной регулировке подачи гидрируемого соединения по этому способу можно получать реакционный продукт, практически не содержащий исходного вещества. Так, максимальная скорость подачи гидрируемого реагента выбирается таким образом, чтобы продукт, удаляемый из верхней части ванны, содержал не более 100 — 120 .вес. ч. на 10 непрореагировавшего реагента. Количество подаваемого .водорода должно быть таким, чтобы избыток его по объему в 3 — 6 раз превышал объем водорода, потребляемого прп реакции в единицу времени. Однако процесс можно вести, используя как значительно меньшее количество водорода при снижении скорости получения продукта на единицу объема ванны, так и со значительно большим количеством. На практике сечение реактора рассчитывают таким образом, чтобы расход избыточного водорода был,в пределах 4 — 10 м /ч дм . жидкость, непрерывно удаляемую из верхней части ванны, направляют в аппарат для декантации, в котором происходит отделение шлама, содержащего катализатор, от продуктов реакции. Шлам направляют обратно в реактор, а верхний прозрачный слой >кидкости, не содержащий более катализатора, удаляют из установки и обрабатывают из вестны5 G0 4 ми спосооами для выделения ее компонентов и для рекуперацпп растворителя, который повторно используют для,выделения целевого продукта гидрирования. Предлагаемый способ осу1цествляют в реакторе, который представляет собой вертикальную цилиндрическую трубу 1, оборудованную в нижней части устройством для обогрева 2, например змеевиком для водяного пара. Этот реактор содер>кит реакционную ванну, верхний уровень которой стабилизируется во время протекания рабочего процесса на уровне 3. В нижнюю часть .ванны по трубопроводу 4 поступает водород, нагнетаемый насосом 5 и распределяемый при помощи классического устройства б, например перфорированной или пористой пластины, перфорированной трубки и т. д. В ванну непосредственно над устройством 6 подается исходное, подлежащее гидрированию соединение и растворптель. Исходное соединение вводят по трубопроводу 7 и lii в расплавленном состоянии, если оно представляет собой твердое вещество прп обычной температуре, или диспергированным в растворителе. Все необходимое количество растворителя мо I IIo вводить илп пол11остыо или частично по трубопроводу 8. Введение растворителя необходимо для того, чтобы компенсировать жидкость, дал яем ло из верхней части ванны. Реакционную смесь удаляют непрерывно по трубопроводу 9 и подают в аппарат для декантации 10, откуда смесь жидкости и выпадающего в осадок катализатора направляют в нижнюю часть ванны по трубопроводу 11, в то время как по трубопроводу 12 удаляют некоторое количество прозрачной жидкости, необходимой для того, чтобы объем ванны оставался постоянным. Эту жидкость обрабатывают обычными способами для рекуперации растворителя, который направляется обратно в ванну и для выделения целевого продукта, который и собирают. Из верхней части реактора, по трубопроводу 13 удаляют избыточный водород, содержащий увлеченные им частицы растворителя и реакционной воды. Этот отходящий поток направляют в конденсатор 14, в котором увлеченные пары конденсируются. В разделителе 15 газ отделяют от сконденсировавшейся жидкости и засасывают в трубопровод 16 насосом 5. К этому газу по трубопроводу 17 добавляют свежий водород, устанавливая постоянный расход газообразного потока. По трубопроводу 18 отбирают газ для контроля степени чистоты водорода в системе. Растворитель, сконденсировавшийся в конденсаторе 14, отделяют от водорода в разделителе 15 и подают обратно в 1ванну по трубопроводам 19, 20 и 11 полностью или частично, соблюдая постоянной концентрацию продукта, подлежащего гидрированию, в нижней части реактора. Реакционную воду удаляют либо путем декантации в декантаторе 22, из которой ниж547173 15 ний слой воды или уда",ÿtîò по труоопроводу 23, если вода не растворяется в растворителе и образует отдельный слой, или путем дистилляции избытка растворителя, отбираемого по трубопроводу 21. Пример. Получение ксилата гидрированием ксилозы производят в реакторе 1 высотой 2,8 м и с внутренним диаметром 54 мм. Трубопровод 9 расположен на высоте 1,4 м от основания реактора. Емкость аппарата для декантации 10 2 л. Реакционная ванна в начале процесса содержит 85 вес. % 80%-ного (по объему) этилового спирта и 15 вес. % ксплита. K этой смеси прибавляют 280 г никелевого катализатора на носителе. Реакцию проводят при давлении 5 атм и температуре реакционной ванны 100 С. B нижнюю часть реактора вдувают 1 м""/ч водорода, содержание которого 95 об. % поддерживают благодаря удалению части газа по труоопроводу 18. В нижнюю часть реактора подают 1120 г/ч 15%-ного раствора ксилозы IB 80% ном этиловом спирте. Водный, сконденсировавшийся в конденсаторе 14 этиловый спирт полностью направляется обратно в реактор, а раствор ксилита отоирают по трубопроводу 12 таким образом, чтобы уровень жидкости в реакторе был постоянным. Выход ксилнта составляет 99,8%. Формула изобретения 1. Способ непрерывного получения многоатомных спиртов путем гидрирования сахаров при нагревании в присутствии суспендированного катализатора гидрирования, например никеля на носителя, с последующим выделением целевых продуктов, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности процесса и обеспечения самопроизвольной циркуляции катализатора, процесс ведут в реакционном объеме, отношение высоты которого к диаметру равно 5 — 66, в среде инертного органического растворителя и избытке водорода. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что водород подают в .количестве, в 3 — 6 раз превышающем количество водорода, необходимого для реакции. Источник информации, принятый во внимание при экспертизе: 1. Лвторское свидетельство СССР ¹ 63812, С 07с 31/26, 1944 г. (прототип).
