Способ получения бензольного раствора надпропионовой кислоты

 

ОП ИОАН И Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ и Патенту (61) Дополнительный к патенту (22) Заявлено28.04. 76 (21)2353640/23-04 (23) Приоритет (32) 30 04.75 (31) Р2519288.5 (ЗЗ) ФРГ

II

Опубликовано15 03 79,Бюллетень №10

ГесудзрВТЭВмнВФ каммтВТ

СССР

ns делам изебретений в юткрыгпй

Q8T8 опубликования Описания 18,03 79

Иностранцы

Отто Вейберг, Рольф Внртвейн, Гельмут Вальдманн и Германн Зейферт (ФРГ) (72) Авторы изобретения

И.ностранные фирмы

"Дойче Гольд-унд Зильбер-Шайдеанштальт формальс Ресслер" (ФРГ) и Байер АГ" {фрг) (71) Заявители

{54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БЕНЗОЛЬНОГО РАСТВОРА

НА QfIPOfIHOHOBOA КИСЛОТЫ

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения органических растворов надкарбоновых алифатических кислот, в частности бензольных растворов надпропионовой кислоты, которая 5 находит разнообразное применение, в органическом синтезе.

Известны различные способы получения безводных растворов алифатических lO перкарбоновых кислот, например взаимо- . действием карбоновой кислоты с 90%-ной перекисью водорода в присутствии кислых о катализаторов при 35-70 С в среде рас1ворителя, например пропилацетата, с азео- 35 гропной оггонкой воды. Для повышения . взрывобезопасносги процесса исходную перекись водорода. используют в рас воригеле, не содержащем спирг и воду.

Для получения орган ических растворов 20 предусматривают эксгракцию реакционного раствора органическим расгворнтелем, например грибугил- или гриоктилфОсф& том, Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ получения бензольного раствора, включающий взаимодействие водной перекиси водорода с пропионовой кислотой при молярном соотношении 0,5:30:1 о и температуре 10-70 С в присутствии водорасгворимого. кислого Karenaaaropa, противоточную экстракцию получаемого реакционного раствора бензолом,отделение бензольного экстракта. перегонку водного рафината экстракции под пониженным давлением в аппарате, выполненном из нержавеющей стали, и рециркуляцию кубового продукта.

Недостаток известного способа заключается в том, что выход надйропионовой кислоты не превышаег 87,0% в пересчете на водную перекись водорода подаваемую в процесс. Выход можно повьвсигь до 90,5% путем повторной эксгракции и перегонки.

Целью изобретения является повьпиение выхода надпродионовой кислоты.

Эта цель достигается тем, что перегонку проводят в аппарате, выполненном из материала, содержащего 94-100% циркония или тантала, при температуре о в кубе 50-90 С и давлении 15140 мм рт.ст. в течение 3-30 мин.

Предлагаемый способ позволяет повысить выход надпропионовой кислоты

go 95;2% в пересчете на водную перел .;сь водорода, подаваемую в процесс.

Пример 1. В состоящий из двухступенчатого каскада котлов с мешалками реактор подают 20,12 кг/ч (271, 1 моль) 99,8%-ной пропионовой кислоты и 29,94 кг/ч,водного раствора, содержащего в среднем 29,43 вес. % перекиси водорода (259 моль);

33,0 вес.% серной кислоты и

7,53 вес.% пероксосерной кислоты. Молярное соотношение перекиси водорода к пропионовой кислоте составляет 1,03."1, причем связанная в пероксосерной кислоте перекись воцорода считается как свободная Нй.Оь-.

При,среднем времени пребывания

28 мин в каскаде котлов с мешалками о и при температуре реакции 35 С конверсия пропионовой кислоты в надпропионовую кислоту составляет 57,4%. Реакционную смесь (50,06 кг/ч), содержащую в среднем 28,0 вес. .о, надпропионовой кислоты, 17,1 вес.% пропионовой кислоты, 7,0 вес.% перекиси водорода, 19,7 вес.% серной кислоты, 4,5 вес.% пероксосерной кислоты и 23,7 вес.%

Во ды вводят В экс трак торе

В кйМестве экс трактора используют пульсирующую колонну с 60 ситч&тыми тарелками, имеющую длину 6 м и диаметр 72 мм. В качестве экстрагента в колонну подают 52,6 кг/ч бейзола, содержащего 0,09 вес.% воды и О,ll вес.". пропионовой кислоты.

В верхней части колонны отводят

75,65 кг/ч бензольного экстракта, содержащего в среднем 18,48 вес.% надпропионовой кислоты (155,2 моль), 1 1, 37 вес.% пропионовой кислоты, О, 1 7 вес.% перекиси водорода и:

0,60 вес.% воды.

Водный рафинат экстракции отводят из нижней части колонны в количестве

27,01 кг, в среднем он содержит

l2,55 вес.% перекиси водорода, 36,52 вес.% серной кислоты, 8,34вес.% пероксосерной кислоты, а также

0,10 вес.% надпропионовой кислоты и

2891

0,06 sec.% пропионовой кислоты.

Этот рафинат вместе с 11,10 кг/ч

50%-ной водной перекисью водорода (163, 15 мопь/ч) исходной НйОй подают в перегонную насадочную колонну длиной

4 м и диаметром 150 мм, снабженную конденсатором и испарителем, выполненным из материала, содержащего 94% циркония 4,5% гафния, 1% олова, 0,1%. хрома и 0,4% железа. Смесь рафината с водной перекисью водорода подают.непосредственно в испаритель. При времени пребывания смеси в нижней части колонны, равном 12 мин, давлении

33 г

50 мм рт.ст., температуре в кубе 6869 С, температуре в верхней части 36о

37 С и флегмовом числе 0,55 отгоняют

8,12 кг/ч воды. Этот дистиллят содержит 0,05% перекиси водорода, а также

0,33 вес.% надпропионовой кислоты и

20 вес.% пропионовой кислоты.

Из куба колонны отбирают 29,94кг/ч водного раствора, содержащего

29,43 вес.% перекиси водорода, 33,0 вес.% серной кислоты и 7,53вес.% пероксосерной кислоты. После охлаждения о до 20 С его рециркулируют в реактор.

Выход надпропионовой кислоты в бензольном экстракте составляет 95,1% в пересчете на водную перекись водорода, подаваемую в процесс.

Пример 2. Повторяют пример 1 с той разницей, что испаритель перегонЗ ного аппарата выполнен из материала, содержащего 97,9/о циркония, 1,7% олова, 0,1% гафния, 0,1% хрома и 0,2% железа, и перегонку проводят при темо пературе в кубе 68-69 С, в верхней о части 36-37 С и давлении 50 мм рт.ст.. в течение 12 мин.

Выход надпропионовой кислоты (155,2 моль/ч) в бензольном экстракте также составляет 95,1%, в пересчете

gg на воднув перекись водорода, подаваемую в процесс (163, 15 моль/ч).

Пример 3. Повторяют пример 1 с той разницей,; что перегонку проводят о при температуре в кубе 88-90 С, в о у верхней части 57-59 С и при давлении

140 мм рт.ст. в течение 3 мин.

Выход надпропионовой кислоты (155,2 моль/ч) в бензольном экстракте также составляет 95, 1% в пересчете

$5 на водную перекись водорода, подаваемую в процесс (163,15 моль/ч).

Пример 4. Повторяют пример 1 с той разницей, что перегонку про одят

652891

5 при температуре в кубе 49-50 С, в ьо верхней части 17-18 С и давлении

15 мм рг.ст. в течение 30 мин.

Выход надпропионовой, кислоты (155,2 моль/ч) в бензодьном экстракте составляет 95,1% в пересчете на водную перекись водорода, подаваемую в процесс (163,15 моль/ч).

Пример 5. Повторяют пример 3 с той разницей, что перегонку проводят в аппарате, выполненном из материала, содержащего 100% циркония.

Выход надпропионовой кислоты (155,2 моль/ч) в бензольном экстракте составляет 95,5% в пересчете на водную перекись водорода, подаваемую в процесс (163,15 моль/ч).

Пример 6. Iloerapmor пример 1 с той разницей, что перегонку провоМт в аппарате, выполненном из материала, содержащего 100% тантала.

Выход надпропионовой кислогы (155,2 моль/ч) в бензольном экстракте составляет 95,1% в пересчете на водную перекись водорода, подаваемую в процесс (163, 16 моль/ч).

-Пример 7. Повторяют пример 1 с той разницей, что перегонку проводят в аппарате, выполненном. из материала, содержащего 94% тантала, 2,5% ниобия, 3% гафния и 0,5% железа.

Выход надпропионовой кислоты (155,,2 моль/ч) в бензольном экстракте . составляет 95,1% в пересчете на водную перекись водорода, подаваемую в процесс (163, 15 моль/ч).

Пример 8. Повгоряю1 пример 1 с той разницей, что реакцию проводят при молярном соотношении водной перекиси водорода к пропионовой кислоте, равном

0,5:1.

Выход надпропионовой кислоты (155,2 моль/ч) в бензольном растворе составляет 95,2% в пересчете на водную перекись водорода, подаваемую в процесс (163 моль/ч).

Пример 9. Повторяют пример 1 с той разницей, что реакцию проводят при молярном соотношении водной перекиси водорода к пропионовой кислоте, равном

15: 1.

Выход надпропионовой кислоты (155,2 моль/ ч) в бензольном экстракте составляет 95% в пересчете на водную перекись водорода, подаваемую в процесс (163,4 моль/ч).

Пример 10. Повторяют пример

1 .с,той разницей, что реакцию проводят

Я при молярном соотношении водной перекиси водорода к пропионовой кислоте, равном 30:1.

Выход надпропионовой кислоты (155,2 моль/ч) в бензольном экстракте

10 составляет 94,8% в пересчете на водную перекись водорода, подаваемую в процесс (163,7 моль/ч).

Пример 11 (сравнительный!.

Повторяют пример 1 с той разницей, что

27,01 кг/ч водного рафината экстракции, который имеет mr же состав, что и в примере 1, вместе с 11,77 кг/ч 50 о-ной водной перекисью водорода (173 моль/ч исходной НйОд) подвергают

26 перегонке при температуре в кубе 100 С, о о в верхней части кодонны 89 С и давлении

220 мм рг.ст. в течение 2 мин. При этом отгоняют 8,63 кг/ч воды.

Выход надпропионовой кислоты (155,2 моль/ч) в бензольном экстракте составляет 89,7% в пересчете на водную перекись водорода (173 моль/ч), подаваемую в процесс.

Из представленного сравнения видно, что изменение времени перегонки значительно влияет на производительность процесса.

Формула и з о б р е т е н и я

М

Способ получения бензольного раствора надпропионовой кислоты взаимодействием водной перекиси водорода с пропионовой кислотой при молярном соотношении 0,5™30:1 и температуре 10-70 С; в присутствии водорасгворимого кислого катализатора с осуществлением противоточной эксгракцни, получаемого реакционного раствора бензолом, отделение бензольного экстракта, перегонкой водного рафинага эксгракции под пониженным давлением и рециркуляцией получаемого кубового продукта, о г л и ч а ю ш и й— с я тем, что, с целью- повышения выходе целевого продукта, перегонку проводят в аппарате, выполненном из материала, содержащего 94-100% циркония или тангао ла, при температуре в кубе 50-90 С и давлении 15-140 мм рг.сг. в течение д 3 30 мина

БНИИПИ Заказ 1092/57 Тираж 512 Подписное

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4