Способ регенерации кобальтового катализатора для жидкофазного окисления диарилметанов

 

Сеез Советских

Социалистических

Реслублнк

ОП И

ИЗОБ 1) йй Кл.2

В 01 э 23/94

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

53) УДК 66.097.. 3 (088. 8) (72) Авторы изобретения

A.Â. HoHëàðåHêî, N.H. Фарберов, В.A. Прозоров и Ю.П. Жуков (71) Заявитель

Ярославский политехнический институт (54) СПОСОБ РЕГЕНЕРАЦИИ КОБАЛЬТОВОГО

КАТАЛИЗАТОРА ДЛЯ ЖИДКОФАЗНОГО

ОКИСЛЕНИЯ ДИАРИЛМЕТАНОВ (61) Дополнительн (22) Заявлено 15.1 с присоединением (23) Приоритет—

Опубликовано

Дата опублико

Изобретение относится к способам регенерации кобальтовых катализаторов, в частности кобальтовых катализаторов, используемых в процессе жидкофазного окисления диарилметанов до бенэилбензойных кислот.

Известен способ выделения кобальта как компонента катализатора из твердых смол кубового остатка после ангидридизации ароматической кислоты(1)10

С целью перевода кобальта водный раствор смолы обрабатывают большим количеством воды под давлением 10 ат и при температуре 165 С, затем раствор концентрируют. Для этого используют катионообменную смолу КУ-2, которая требует регенерации.

Известен также способ выделения кобальта иэ оксидата с помощью кис- 20 лых сульфатов или сульфитов натрия, калия, алюминия. При добавлении указанных -солей выпадает осадок двойной. соли Сов и ароматической кислоты. Осадок растворяют в воде, 25 полученный раствор подщелачивают карбонатом или бикарбонатом щелочного металла. Бикарбонат или карбонат кобальта отделяют и возвращают на стадию окисления (2). 30

Основным недостатком данного методе является выпадение соли ароматической кислоты вместе с солью кобальта что значительно затруд-! няет его выделение и, кроме того, увеличивает расход кислых солей, используемых для выделения катализатора.

Ближайшим решением поставленной задачи является способ регенерации кобальтового катализатора путем отгонки из оксидата всех кислых продуктов, т. е. сначала уксусной, а затем ароматической кислоты, и последующей отработки его раэбавленной алифатической кислотой (3).

Выделение кобальта из смол кубо- . вого остатка осуществляется экстракцией, Этот способ обладает рядом определенных, недостатком, наиболее значительный нз которых — необходимость разгонки оксидата, что возможно лишь для некоторых кислот, которые в процессе перегонки не подверг. ются ангидридизации или декарбокснлированию.

Целью изобретения является повышение степени регенерации и упрощение способа.

728905

Указанная цель достигается описываемым способом, заключающимся в том, что оксидат растворяют в несмжц вающимся с водой растворителе и полученный раствор подвергают экстракции водой при 40-60С С и гри объемном соотношении оксидат: растворитель: вода-1:1,5-2:1-1,5 с последующим удалением воды из экстракта.

В качестве растворителя предпоч тительно использовать алкилацетат или смесь алкилацетата с циклогексаном в соотношении 1:(0,8-1„5) .

Указанный способ позволяет регенерировать кобальтовый катализатор в виде ацетата кобальта в уксусной кислоте на 97-99Ъ, степень извлечения уксусной кислоты 95-97Ъ.

Способ заключается в следующем: оксидат растворяют в несмешивающемся с водой растворителе и из полу- щ ченного раствора водой экстрагируют ацетат кобальта и уксусную кислоту.

В качестве растворителя можно испольэовать алкилацетаты или смесь

25 алкилацетатов с неполярными углеводородами, например этилацетат, бутилацетат или смеси с циклогексаном, гексаном, петролейным эфиром далее экстракт подвергают азеотропной осушке с целью удаления воды. B качест- ЗО ве;.осущающего агента можно применять различные азеотропообразователи, дающие гетероазеотроп с водой, например этилацетат., четыреххлористый, углерод и т. и. После осушки экстракта 35 получают готовый катализаторный раствор, который возвращают в процесс окисления, Использование регенерированного катализатора позволяет получить бенэилбензойные кислоты с тем же выходом, что и в случае реактивного кобальта.

Пример 1. В металлический реактор, снабженный магнитной мешалкой, загружают 100 г дипсевдоку милметана; 300 г уксусной кислоты, 10 r Со(СН СОО) ° 4Н О (2,22 г кобальта считая на Со -ион), 5 г паральI о дегида. Смесь нагревают до 100 С и через нее в течение -3 ч при постоянном перемешивании под давлением 5О

20 ати подают воздух со скоростью

300 л/ч.

Выход целевого продукта — триметилбенэилдиметилбензойной кислоты — составляет 95 мол.Ъ. После окон 55 чания реакции )оксидат растворяют в смеси 340 r этилацетата и 500 r цикпогексана ° Полученный раствор подвергают экстракции в делительной воронке 2 раза водой (по 200 г воды на каждую экстракцию), Водные вытяжки аэеотропно осущают зтилацетатом.

Получают 285 r уксусной кислоты, содержащей 0,779Ъ кобальта, считая на Со-ион ° Степень извлечения кобальта 97Ъ, степень извлечения уксусной кислоты 95Ъ, Пример 2, Окисление ведут аналогично примеру 1. После окончания реакции о.<сидат растворяют в

600 г бутилацетата. Полученный раствор зкстрагируют в делительной воронке при 60 С 2 раза водой (по 200г воды на каждую экстракцию), Водные вытяжки азеотропно осушают четыреххлористым углеродом. Получают 287 г уксусной кислоты, содержащей 0,74Ъ кобальта, считая на Со-ион. Степень извлечения кобальта 95,6Ъ, степень извлечения уксусной кислоты 95,7t.

Пример 3. Окисление ведут аналогично примеру 1, В реактор вместо уксусной кислоты и реактивного ацетата кобальта загружают выделенный в примере 2 катализаторный раствор. Выход целевого продукта-триметилбензилдиметилбензойной кислоты— составляет 95.2мол.Ъ.

Пример 4, Окисление ведут аналогично примеру l, После окончания реакции оксидат растворяют в смеси 400 r изопропилацетата и

320 г циклогексана. Полученный раствор подвергают экстракции в делительной воронке при 40 С 2 раза водой (по 300 r воды на каждую экстракцию) .

Водные вытяжки азеотропно осущают этилацетатом.

Получают 284 г уксусной кислоты, содержащей 0,77Ъ кобальта, считая на

Со-ион. Степень извлечения кобальта

96„3Ъ, степень извлечения уксусной кислоты 94,7Ъ.

Пример 5. Окисление ведут аналогично примеру 1, После окончания реакции оксидат растворяют в

400 r бутилацетата, Полученный раствор экстрагируют в делительной воронке при комнатной температуре

2 раза водой (по 300 г воды на каждую экстракцию) . Водные вытяжки азеотропно осушают четыреххлористым углеродом. Получают 282 г уксусной кислоты, содержащей 0,78Ъ кобальта, считая на Со-ион. Степень извлече- . ния кобальта составляет 95, 4, степень извлечения уксусной кислоты

94Ъ, Пример 6. Окисление и обработку оксидата ведут аналогично примеру i Экстракцию проводят 3 раза водой при 40 С(по 200 г воды на каждую экстракцию) . После осушки экстракта получают 290 г уксусной кислоты, содержащей 0,767Ъ кобальта, считая на Со-ион. Степень извлечения кобальта составляет 97,6Ъ, степень извлечения уксусной кислоты

97,6Ъ.

Таким образом способ позволяет упростить технологию процесса регенерации кобальта из оксидата, повысить степень извлечения, получить кобальт сразу в виде катали728905

Формула изобретения

Составитель Н. Путова

Редактор О. Кузнецова Текред О.Андрейко Корректор . Решетник

Заказ 1864/9 Тираж 809 Подписное

ЫИИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 заторного раствора (раствора ацетата кобальта в уксусной кислоте).

1. Способ регенерации кобальтового катализатора для жидкофазного окисления диарилметанов в виде уксуснокислого раствора ацетата кобальта, включающий экстракцию оксидата, отличающийся тем, что, с целью повыаения степени регенерации и упрощения способа, оксидат растворяют в несмешивающемся с водой растворителе и полученный раствор подвергают экстракции водой при

40-60"С при объемом соотношении окси-. дат: растворитель: вода 1: 1, 5-2: I-l 5 с последующим удалением воды из экстракта.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что в качестве растворителя и пользуют алкилацетат или смесь алкилацетата с циклогексаном в соотношении 1:0,8-1,5, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Труды Всесоюзного научно-Исследовательского и проектного.йнстнтута мономеров, 2, 9 2, 1970, с. 42-48, 2. Патент Японии 9 49-26617 кл. 13(9)9, онублик. 1974.

15 3. Патент Японии 9 70-47786, кл. 13(9)9, опублик. 1970. (прототип),