Способ получения фенола и ацетона

 

Союз советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ . .., я 1687062

К АВТОРО(ОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополиительиое к авт, сеид-ву (22) Заявлено 240177(21) 2445545/23-04 (51)М. Кл.

С 07 С 39/04

С 07 С 49/08

С 07 С 37/08 с присоединением заявки М (2Э) Приоритет

Государственный комнтет

СССР по делам нзобретеннй н открытнй (53) УДК"547,284. 3.07:

:547.562.1.07 (088. 8) Опубликовано 25.09.79. Бюллетень йо 35

Дата опубликования описания 2509.79 (72) Авторы изобретен и я

К. А. Червинский, Б. В. Галабицкий и Г. В. Павлюк (71) Заявитель

Черновицкий ордена Трудового Красного Знамени государственный университет (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФЕНОЛА И АЦЕТОНА

Изобретение относится к получе-, нию фенолов и. кетонов, в частноЕти к усовершенствованному способу получения фенола и ацетона, находящих широкое применение в производстве синтетических смол, растворителей и др.

Известны способы совместного получения фенола и ацетона разложением гидроперекиси кумола в присутствии различных кислотных катализаторов: серной кислоты, фтористого бора, фосфорной кислоты и т,д.

Недостаток этих прецессов обусловлен необходимостью нейтрализации 15 реакционной смеси, что требует либо ее водной промывки и ведет к образованию сточных вод, загрязненных ацетоном и фенолом, либо введения дополнительного щелочного реагента, связы- 20 вающего катализатор в соль.

Известны также способы получения фенола и ацетона разложением гидроперекиси кумола на ионообменных смолах, однако эти способы не доведены до стадии промышленного использования из-за трудности процессов регенерации катализаторов.

Известен также способ -получения фенола и ацетона разложением гидро- 30 перекиси кумола в присутствии гомогенных комплексных катализаторов, например, фосфорномолибденовой гетерополикислоты в среде фенола и ацетоНа при температуре 15-60 С. Выход фенола и ацетона — 99% при 100%-ной конверсии гидроперекиси.

Недостатком этого способа является то, что в случае разложения технической гидроперекиси, в которой возможно присутствие 0,005-0,2 вес.Ъ нафтената натрия, резко ухудшается каталитическая активность фосфорно-молибденовой гетерополикислоты, Перечисленные недостатки устраняются способом получения фенола и ацетона разложением гидроперекиси кумола в смеси фенола и ацетона при температуре 20-55ОС в присутствии катализатора - этиленгликолята молибденила. Конверсия гидроперекиси 100%, селективность 95-96%. Выход фенола

589 кг и ацетона 361 кг на 1 тонну гидроперекиси кумола (95%).

Однако, по этому способу в качест" ве побочных продуктов образуется фенольная смола (0,5-1,2%) и другие примеси (0,6-4Ъ) в расчете на разложенную гидроперекись кумола.

687062

Цель изобретения полное предотвращение смолообразования реакционной массы и уменьшение числа побочных продуктов.

Это достигается тем, что в качестse катализатора используют сульфирован-$ алый аэросил в количестве 2-3 вес.Ъ на загруженную гидроперекись, а в качестве растворителя используют кумол.

Аэросил представляет собой рыхлый, легкопылящий голубовато-белый порошок,)o получаемый в результате гидролиза паров четйрехлористого кремния в водородном пламени при 1100-1400 С. Концентрация ОН -групп определяется спектральным методом и составляет 2,48 м моль/м 810 с погрешностью, не превышающей 10%.

Основные физико-химические показатели аэросила:

Удельная поверхность 300 м/r

Удельная плотность 2,36 r/ñì

Температура плавления 1729 С

Размер частиц 4-40 ммк рН водной суспензии 3,6-4,3.

Путем этерификации аэросила серной кислотой получают весьма устойчивое соединение типа эфира с очень подвижным протоном, что обуславливает высокую селективность процесса разложения гидроперекиси

s О,(он1,„+пн so =s>o -(О-s „пн,о о 39 о-и . аэросил сульфированный аэ росил . После этерификации сульфированный аэросил промывают водой до получения катализатора с определенным значением vH.

Процесс разложения гидроперекиси кумола ведут при температуре 50-70 С в кумоле, используют катализатор в количестве 2-3 вес.g на загруженную гидроперекись. Анализ реакционной массы проводят методом I

После разложения гидроперекиси кумола фенол и ацетон выделяют из реакционной массы ректификацией.

Пример 1. К 50 г аэросила добавляют 200 мл концентрированной серной кислоты (d= 1,8385) и выдерживают образовавшуюся массу при температуре 80-120. С в течение 0,5-1,0 час.

Затем катализатор промывают водой до нейтральной среды и сушат при температуре 40-60 С. Определение величины рН суспензии катализатора проводят, смешивая 1 г катализатора с

100 мл дистиллированной воды, и при пятиминутном перемешивании измеряют значение рН с помощью рН метра (рН-340) .

B стеклянный реактор загружают

50 мл кумола, катализатор и 7,52 г гидроперекиси кумола. Реакционную смесь размешивают механическим путем или продуванием инертного газа в течение 3 час при температуре 70 С.

Результаты опытов при концентрации катализатора 0,9-3,0 вес.Ъ в пересчете на загруженную гидроперекись

Представлены в табл.1. Растворителем служит кумол, реакцию ведут при 70 С, концентрации гидроперекиси 100Ъ и объеме реакционной смеси.

687062

1 а ф

Щ, с хам ох х ис

C) о о о л

1 ! 1

1

I

1

1

1

1

t

1 х и

Е и

I

1

1 m

dO

1 Н с

Х Д ф н c",o !

eo !

u x

1

Ю

Ю с

1О

Ю 1

L Р 1

1

I с

1

1

Ф о о х ф

Э

Ц о х

Э е

СЧ сФ о ь с

Ю

lA

СЧ

Ю ь

tA

Ul

Ю

Ю с о ("\

CO

Ю о с

C)

М о с

М Э1 Р оо

Е о

>Ъ

Х

Х Ю I ио! х ф I

0 ф хи ох ах

Ц Э

Х 0

4 ф

И х о

Х 0 хя

Э Х

4 о

Ц и х

Щ а ф

0 х н

0 х

И ф

met

И ос н х <

Х

8и а о 1

1

I

Р )

Р1 о с

C) CO

Cf ь

Ю с

РЪ

01

Ю

Ю с

<Ч

М)

Ю с

I

1

I!

Ч и ь с о

I

1

t.

1

Г 1

РЪ ь с

Ю ! с

Ch

Ю

Ю с

Г )

LQ о с

Ю

LA

Оъ л о. с

Ю аА лс

ОЪ

<с! л

Ю с о

1с

Ю

Ю с

C) 1О с.

Ю с о

М о

Ц

Щ а с Ю

РЪ

ОЪ

Ch

Ю! с

01

ОЪ с ь

СЧ

РЪ

Ch с о

СЧ

Ю с с (Ч с3

Ю !

СЧ л

GO

ОЪ с

Ю ь л

Ю с3

1О

Ch с

Ю

С >

С Ъ

\О с

° Ф сй

C)

ОЪ с ь

1

1 !

rd

K а

Ц о и!

1

1

1

1 !

1

l !

i ! al

О1 с

I Ю! с ххххх и) о х Ф н н

О 0. ф аAil с

Yl! с л

О\ с

Ю

Ь

° Ф

CV

lA с !

I х ф о

Х и 4

СЧ

Ю с с

Ch с

Ch

Ch с ь

5 ф ха

Р > он

Ю ф

О0, L ф х хй

2 х .. ф оо х ох

М

>) Ф

CO (3

0 о

Г

I Д

I о

I Е

1ф

14с I! 1

1В!

Гч

1 1 A! 5

1 1 Е

I 1

1 Х I! Е!

1 И1 Гч

Г3!

I Н 1

O 1

1 g I

1 Х 1

1 Н 1 ф 1

I Е 1 а

1 1

I I Д

i о

1 Е

l 1

1 Х I о н

I S 1

I Q I а

i I

i !1ö о

I Е

I ! о х

I S I

I Е I 4

1 о ах

go н g ф Ц л М ф о A

0 Х йхй ф

5 и

g х ф ° ф

Е X 0

М ф

1 I I е м в < и

И*„ f

687062 х бй и х аx оэг

Ы 434 Г-4

С3

Ю

Ю л

Ю с

143

Ch

lA с

Ch

Ch

Ю

° 3

Ю

D с

Ю 3

Ш

Ю

Ю с

1 I 43

I I о 3 гч

Г" )

Ю с

Ю 3

СЧ

Ю с

СО

4Г3

D с

Ю

Ch

Г \

Ю с

Ю

Ch (с4

Ю с

Р 3

Г

Ю

Ю

1 Г

1

l

1

1

1

I

Ю

IJ1

Ю

Ю х1

Ф 1 О

О35 ! 1

ГГ4 1 п,1 О, 1 х

Ь1 V

x х

> (4

Ц I Э

O I K и 4

О\

Г 4

Ю с

\О

Г

D с

Г 3

CB с

Ю и о с

Ф о. о

3ч ф

r5 х ж а

43Г о I

1! 44

1 а о

Р3 х бй н и

433 Ф

333

D н

° \

Ф! с

Л4 о а

14 0

«о

Щ с

V 43

o u

Ф х ц»

М Х 4 4

Х Э,Г3 ха .

QÔ!

Я4 g ф Ф

5 4 х

1 I 1

t3t Ф Х хм>цо

Jl

Ф !4 эоэо

Г.!ХЕ Х!

1!

e 1

1 Гч 1

Г 3

l 1

I Al! ! l

1 Г 1

1 — — ! 1

1 Д

1 Ц

Π3: ! ŠI — — — 3

1 l

I t

1 I

1 1 ! Г-4 1

334 I Д

1 1

Ф 1 1 5 ю! х!

Щ1Ot а

Ф I Ф

3 Я 1,Г., 0!

1 44

t Ц о ц

1 K е- — с — — — —.л

1 1 ! (3

1 х ! ! Q I 1

1 4:3 Ь 4 I

D с

D 1

4Г3 сь

l о 1

44 > г- с

Г3 1

Ф I

cO, l а 1 с

1

О !

Г 4 о с сг I

I!!

1

l г- I с!

43! аФ cP

t (с4

О Г3 с

Ig O ф с хо

i I

Ь3 Д о и

1 о _#_

I

1

I

1 1

1

1

I ! !

I

1

1 !

I

1

l

I

1

I

l

1

1

1 !

1

1

1

I !

1

l

1

1 ! !

1

1

l !

1

1

1

1 ! !

1

1

1

I

1

687062

Формула изобретения

Составитель С. Полякова

Редактор Н. Разумова ТехредН.КовалеваКорректор Г. Решетник

Тираж 513 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 5653/23

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

В продуктах реакции полностью отсутствуют смолы и окись меэитила, конверсия гидроперекиси кумола 100%, выход фенола 99,1-99,6% от теоретического, выход ацетона 95-96,5Ъ от теоретического.

Дезактивированный катализатор после реакции регенерируют, пропуская через него воздух при температуре

350-400 С в течение 20-30 мин и сноо ва обрабатывают серной кислотой по приведенной методике.

Пример 2. Разложение гидроперекиси кумола проводят по методике примера 1 с тем отличием, что используют катализатор со значением рН 2,5 и реакцию ведут при температуре 50 С. Результаты представлены в табл. 2.

Использование катализатора со эна" чением рН 2,5 позволяет сниэнть температуру реакции до 50 С беэ изменения конверсии, селективности процесса и состава реакционной смеси.

Испытания катализатора на его отравление примесями, содержащимися в технической гидроперекиси, показали, что срок службы катализатора и вывод побочных продуктов изменяется весьма незначительно по сравнению с

1003-ной гидроперекисью (cM. табл.2).

Способ получения фенола и ацетона разложением гидропЕрекиси кумола в органическом растворителе при повышенной температуре в присутствии ка 5 талиэатора, отличающийся тем, что, с целью полного предотвращения смолообраэования реакционной массы и уменьшения числа побочных продуктов„ в качестве катализатора используют сульфированный аэросил в количестве 2-3 вес.Ф на загруженную гидроперекись, а в качестве растворителя используют кумол.