Способ получения алкиловых эфиров уксусной кислоты
Союз Советских
«)б82504
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Социалистических
Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 22.07.76 (21) 2390554/23-04 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (43) Опубликовано 30.08.79. Бюллетень № 32 (45) Дата опубликования описания 30.10.79 (51) М Кa С 07 С 76/03
С 07 С 69/14
Государственный комитет ссср ло делам изобретений и открытий
J (53) УД K 661.731.07 (088.8) (72) Авторы изобретения М. И. Балашов, Б. М. Блох, В. П. Герусова, А. В. Гришунин, P. Ш. Деревянко, В. И. Кандела, С. В. Львов, В. П. Патласов, М. Э. Розенберг, Л. А. Серафимов, В. С. Тимофеев и В. Ф. Чеботаев (71) Заявитель Московский ордена Трудового Красного Знамени институт тонкой химической технологии им. М. В. Ломоносова (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ
АЛКИЛОВЪ|Х ЭФИРОВ УКСУСНОЙ КИСЛОТЪ|
Изобретение относится к способу получения алкиловых эфиров уксусной кислоты переэтерификацией метилацетата, которые являются ценными растворителями и широко применяются в химической промышленноспи, особенно в лакокрасочной.
Известен способ получения алкиловых эфиров уксусной кислоты переэтерификацией метилацетата с использованием гетерогенных кислотных катализаторов, например бисульфита калия, сульфокислотных катионообменных смол Dualite СЗ зернистостью 1,4 и 0,63 мм соответственно (1).
Процесс ведут в реакторе колонного типа при температуре 70 †1 С и мольном соотношении метилацетат: бутанол 1,72—
6,26:1,0 соответственно.
При таком способе резко ослаблена коррозия, легко отделяется катализатор от реакционной смеси, уменьшается загрязнение сточных вод, возможно многократное использование катализатора.
Недостатком этого способа является малая конверсия реагентов за один пропуск. поэтому для получения чистых эфиров необходима дальнейшая ректификация с применением дополнительных ректифицирующих аппаратов, что обусловливает необходимость дополнительных затрат из-за низкой относительной летучести компонентов.
Способ характеризуется максимально возможной конверсйей бутанола — 89,2 мол. 0 при мольном соотношении метилацетат: бутанол 2,9: 1,0 соответственно. Из этого
S следует, что из реактора получают смесь бутилацетата и бутанола, которую разделяют в следующей ректификационной колонне на составные компоненты. Недостатки способа обусловлены также применением
10 мелкозернистого катализатора, не позволяющего обеспечить удовлетворительные для массообмена гидродинампческие режимы, усложняющего конструкцию аппарата.
Целью;изобретения является упрощение
I5 технологии процесса и увеличение выхода целевого продукта.
Цель достигается тем, что переэтерификацию и ректификацию проводят одновременно с использованием в качестве катализатора формованной сульфокислотной катионообменной смолы Ппоцесс предпочтительно ведут при температуре 55 — 126 С, мольном соотношении метилацетат: алканол 2,7 — 3,7: 1,0.
Формованную катионообменную смолу используют в виде цилиндрических колец, а в качестве алканола применяют н-бутанол или этанол, или пропанол.
Отличительным признаком этого способа является проведение переэтерификации
682504
65 и ректификации одновременно с использованием в качестве катализатора формованной сульфокислотной катионообменной смолы при указанных выше предпочтительных условиях проведения процесса.
Реакционно-ректификационный аппарат колонного типа состоит из отдельных стеклянных царг с диаметром ректифицирующей трубки 25 мл, соединенных на нормальных конических шлифах М 29; высота слоя насадки в каждой царге 400 мм. Между царгами расположены пробоотборники жидкости. Общая эффективность колонны по разделению 24 — 28 т. т. Колонна снабжена циркуляционным кипятильником емкостью 150 мл, обогреваемым двумя элек- тросппралями: основной и регулирующей.
Головка колонны обеспечивает полную конденсацию пара и автоматическое распределение конденсата на два потока: дистиллят и орошение (флегму). Дозирование подач осуществляют насосами. Заданную производительность по паровому потоку поддерживают автоматически с помощью реле в зависимости от заданного давления в кипятильнике на контактном водяном манометре. Реакционно-ректификационный аппарат работает в режиме неподвижной смоченной насадки. Исходные реагенты подают в каталитическую зону, где происходит переэтериф икация и вместе с этим осуществляется ректификация полученных продуктов. Используемый катализатор готовят на основе ионообменной смолы КУ-2 и термопластичного пол имерного материала — полипропилена путем их смешивания, нагревания до температуры плавления термопластика и формования готового продукта методом экструзии. Для улучшения качества катализатора к исходной смеси катионообменной смолы и термопластичного матер!нала добавляют органическое вещество, способное совмещаться с термопластичным материальном и растворяться в органических растворителях, например минеральные масла, сложные эфиры, эмульгирующие вещества. После формования готовый катализатор обрабатывают органическим растворителем. В качестве катализатора предпочтительно берут катионообменную смолу, формованную в в иде пористых цилиндрических колец (h 8 люлю, d,„ð 8 мм, d „...,р 6 мм).
Пример 1. Способ получения бутилацетата.
144 г формованного катализатора, полная обменная емкость которого 1,9 мг-экв.
Н+, г сухого катализатора, загружают в четыре средних царги реакционно-ректификационного аппарата. Две нижние и две верхнис царги колонны заполняют стеклянными кольцами с темп размерами, что у катализаторов. Мстилацетат в виде жидкости подают в ижшою часть каталитической (! зоны, а жидкий н-бутанол — в верхнюю.
В качестве нижнего продукта выводят чистый бутилацетат (целевой продукт), в качестве дистиллята — смесь метилацетат— метанол, близкую по составу к азеотропу.
Степень превращения бутанола за один пропуск 100 /о, т. е. в отбираемых продуктах переэтерификации бутанол отсутствует, выход бутнлацетата 100 /о. Процесс проводят при температуре 55 — 126 С, атмосферном давлении и мольном соотношении метилацетата и бутанола 3,3: 1,0 соответственно, Об установлении стационарного режима судят по постоянству измеряемых параметров во времени, таких, как температура по высоте колонны, составы отбираемых потоков. Условия и результаты процессов представлены в таблице.
l0
Пример 2. Способ получения этилацетата.
Процесс проводят в аппарате, описанном в примере 1. Метилацетат в виде жидкости подают в нижнюю часть каталитической зоны, а жидкий этанол — в ее верхнюю часть. В качестве кубового продукта выводят чистый этилацетат (целевой продукт), в качестве дистиллята — смесь метилацетат — метанол, близкую к азеотропному составу с незначительным содержанием этанола и этилацетата — 2,4 и 1,5 мол. o соответственно. С тепень превращения этанола около 75 /О. Процесс ведут при температуре 53,3 — 81,4 С, атмосферном давлении и мольном соотношении метилацетат: этанол 3,7: 1,0 соответственно. Условия и результаты представлены в таблице.
Пример 3. Способ получения пропилацетата.
Процесс проводят в аппарате, описанном в примере 1. В верхнюю часть каталитической зоны вводят жидкий пропанол, а в ее нижнюю часть — метилацетат. Чистый пропилацетат (целевой продукт) выводят из нижнего сечения аппарата. В качестве дистиллята выводят смесь метилацетат— метанол, близкую по составу к азеотропу.
Степень превращения пропанола 100О/О.
Процесс проводят прои температуре 52,3—
101,3 С, атмосферном давлении и мольном соотношении метилацетат: пропанол
2,7: 1,0 соответственно. Условия и результаты процесса представлены в таблице.
Предлагаемый способ позволяет значительно упростить конструкцию аппарата, обеспечить интенсивные гидродннамические реж!имы, устранить истираемость катализатора и обеспечить четкое разделение реакционной смеси, в результате чего повышается степень чистоты эфира, обеспечивается
100 /о -ный выход целевого продукта (на пропущенный бутанол).
682504, Состав, нижнего продукта, мол.
Состав дистпллята, мол.
Температура, С
Мольиое
Номер соотцошепри- н метилмера ацетат: алкапол
Коиверсия алкаиола, %! рсакци- I ! о,шой ! золы
1
1 метилалканол ацетат зфир (целевой продукт) метанол (пиза верка эфир (целевой продукт) 1 . 3.3: 1
1 ! !05 — 58!
30.3 (69,7
239 721 24 !
32,9 67.1
52,3 126.0
1СО
100
2 . 3,7: 1 53.0 81Л
3 2,7: 1 52,5 101.3
1,6
70 — 62
75 — 57
100
74,1
100
Формула изобретения
Составитель А. Артемов
Техрсд Н. Строганова
Корректор С. Файн
Редактор 3. Бородкяиа
Заказ 761/972 Изд. ¹ 490 Тираж 521 Подписиое
НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, К-35, Раушская иаб., д. 4/5
Тпп. Харьк. фпл. пред. «Г1атсцз»
1. Способ получения алкиловых эфиров уксусной кислоты путем переэтерификации метилацетата алканолом прои 55 — 150 С в присутствия сульфокислотной катионообменной смолы в качестве катализатора с выделением целевого продукта ректификацией, отличающийся тем, что, сцелью упрощения технологии процесса и повышения выхода целевого продукта, переэтерификацию и ректификащию проводят одновременно с использованием в качестве катализатора формованной сульфокислотной катионообменной смолы.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что процесс ведут при 55 — 12б С.
3. Способ по пп. 1 и 2, отличаюшийся тем, что метилацетат и алканол берут в мольном соотношения 2,7 — 3,7: 1,0 соответственно.
4. Способ по пп. 1 — 3, отличающийс я тем, что формованную катнонообменную смолу используют в виде цилиндрических колец.
5. Способ по пп. 1 — 4, отличающ,и и с я тем, что в качестве алканола используют и- бутанол или этанол, или пропанол.
Источник информации, принятый во внимание при экспертизе:
1. Патент Франции № 150б508, кл. С 07 С, опублик. 19б7.
