Способ получения кислых сернокислых эфиров аминоспиртов

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 01.0877 (21) 2517027/23-04 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет (51) М. Кл.з

С 07 С 143/14//

A 01 N 41/02

Государственный комитет

СССР по де»»ам изобретений н открытий

Опубликовано 231280, Бюллетень № 47 (53) УДК 547. 269. . 3. 07 (088.8) Дата опубликования описания 30. 12. 80

В.E Òèìîôååâ, Б.M.Ñåðåáðÿíûé, Г.Ф.Терещенко, Ю.X.Ëîêøèí и В.B.Ôåäîðåíêî (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54 ) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КИСЛЫХ CEPHOKHCJIblX

ЭФИРОВ АМИНОСПИРТОВ

Изобретение относится к способу получения кислых сернокислых эфиров аминоспиртов общей формулы гтф -сн-бн — о@о к (») .К, где R u R - одинаковые или разные ! и означают водород или метил, которые находят применение в синтезе алкилениминов, исходных для получения различных пестицидов.

Известен способ получения соединения общей формулы (1), где Н и Кт равны и означают водород, дегидратацией кислой сернокислой соли моноэтаноламина при 105-115оC в присутствии инертного растворителя, образующего азеотропную смесь с водой бенэола,толуола, в смесн с их хлорпроизводными, с последующей отгонкой аэеотропной смеси при интенсивном перемешивании.,Процесс позволяет получать целевой продукт высокой чистоты с выходом 98-99% I1) .

Недостатком известного способа является использование больших количеств токсичного растворителя.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ по- лучения кислых сернокислых эфиров

5 аминоспиртов общей формулы (1), где

R и R — одинаковые или разные и озt начают водород или метил, дегидратацией кислой сернокислой соли аминоспирта при 70-150 С в среде ки10 пящего растворителя — насыщенного углеводорода (октан, декан, фракция парафиновых углеводородов C8-C) с отгонкой азеотропной смеси и рециклом растворителя. Непрерывный

15 процесс позволяет получать целевой продукт с чистотой 98-99Ъ и таким же выходом (2) .

Недостатком известного способа является использование больших количеств растворителя с последующей регенерацией его.

Целью изобретения является упрощение процесса.

Поставленная цель достигается

25 способом получения кислых сернокислых эфиров аминоспиртов общей формулы (1), где R u Rl — одинаковые илн разные и означают водород или метил, дегидратацией кислой сернокислой

3п соли соответствующих аминоспирто»

789516 при нагревании, состоящем в том, что дегидратацию осуществляют в импульсном псевдоожиженном слое нагретых частиц целевого продукта или инертного. материала при введении кислой сернокислой.соли аминоспирта или ее водного раствора в или на слой и при подведении тепла с помощью газообразного ожижающего агента.

Предпочтительным является использование в качестве газообразного ожижающего агента-теплоносителя воздуха, проведение дегидратации при температуре импульсного слоя 70-200 С, и отношении массового расхода исходной соли к массе слоя, равном 1:2-5 и температуре исходной кислой сернокислой 35 соли или ее водного раствора перел введением ее в/или на слой 70-150ОC.

Отличительным признаком способа является осуществление дегидратации. в импульсном псевдоожиженном слое 2О нагретых частиц целевого продукта или инертного материала при введении кислой сернокислой соли аминоспирта или ее водного раствора в/или на слой и при подведении тепла с помощью

25 газообразного ожижающего агента.

Процесс термической дегидратации кислой сернокислой соли проводят на поверхности частиц целевого продукта и (или) инертного сыпучего материала (песок, кварц), находящихся в состоянии импульсного псевдоожиженин, а исходную соль или ее водный раствор вводят на/или в слой указанных частиц при определенном соотношении массы соли к массе слоя. Тепло, необходимое для протекания реакции и испарения выделяющейся воды, подводят к слою частиц с помощью нагретого газа (воздух, азот), инерттого по отношению к исходному и ко- 4О нечному продуктам. С помощью нагретого газа одновременно обеспечивают импульсное псевдоожижение слоя, а также удаление из него реакционной воды.

B импульсном режиме псевдоожижения вследствие эффективного теплои массообмена между частицами слоя, с находящейся на их поверхности пленкой соли, и нагретым газом в пленке соли быстро протекает реакция дегидратации, в результате чего получают целевой продукт с высоким выходом.

Импульсный режим псевдоожижения слоя, создаваемый путем прерывания газового потока с определенной частотой и 5$ скважностью, позволяет осуществлять процесс без слипания и комкования ча-, стиц слоя, и сответственно, без нарушений гидродинамических параметров процесса. 6О

Непрерывность процесса обеспечивается введением a/èëè на слой диспергируемой с помощью известных устройств соли или ее водного раство- ра и выводом иэ слоя целевого продук- 6$ та. При этом, если в начале процесса используют инертные частицы (песок), то в ходе процесса его полностью выводят из реактора, замещая образующимся готовым продуктом, и в дальнейшем процесс ведут в импульсном слое частиц целевого продукта ° В отдельных случаях возможна работа на слое песка с постоянным возвращением его в аппарат после извлечения с поверхности целевого продукта известными методами.

Количество теплоносителя (ожижающего агента) и частота прерывания потока определяется размерами и конструкционными особенностями аппарата и необходимостью обеспечения ус-. ловий импульсного псевдоожижения частиц сыпучего продукта, а именно расход нагретого воздуха будет зависеть от концентрации соли, скорости подачи раствора соли, размера частиц целевого продукта или инертного носителя в установившемся режиме. Температура импульсного слоя находится в пределах 70-200оС, в зависимости от термической устойчивости исходной соли и эфира и т. пл. последнего. Так например, при получении сернокислого эфира изопропаноламина, имеющего т. пл. 236-2380С, температура слоя не должна превышать 140 С.

Целевой продукт с выходом 95-99% и чистотой 93-99Ъ получают непрерывным способом, исключая необходимость использования и регенерации больших количеств растворения.

Пример 1. Процесс получения кислых сернокислых эфиров аминоспиртов осуществляют на пилотной установке, в состав которой входят цилиндроконический реактор с импульсным псевдоожиженным слоем, газодувка РГН-3000, электрокалорифер мощностью 5 кВт, клапан-пульсатор с 50 мм, система управления клапаном-пульсатором, система контрольно измерительных приборов. Температура в различных зонах реактора измерялась термопарами, давление У-образными манометрами, расход водного раствора кислой соли — ротаметром, расход воздуха (ожижающего агента) †. газовым счетчиком. Частота прерывания газового потока задавалась электронным регулятором частоты с диапазоном 1-10 Гц, скважность прерывания потока в интервале 0,30,8 долей периода.

Реактор с импульсным слоем состоит из футерованной газораспределительной камеры, опорнораспределительноЙ решетки с рабочим диаметром

150 мм, выполненной из перфорированного листа с долей живого сечения

3,1t с наложенной на него сеткой из, нержавеющей стали и рабочей камеры высотой 1800 мм и диаметром надсло789516 евого пространства 250 мм, изготовленной из нержавеющей стали.

В реактор загружают 5 кг инертного материала (песок со средним размером частиц 0,5 мм), включают подачу и подогрев воздуха, и приводят слой песка в состояние импульсного псевдоожижения, регулируя скорость потока нагретого газа (воздуха) и частоту прерывания газового потока.

При температуре слоя 150 С и скорости газа в плоскости решетки 0,.4 м/с начинают с .помощью форсунки подавать в слой водный сульфат моноэтаноламина (СМЭА) в количестве 1,5 л/ч. Температура СМЭА на выходе из форсунки составляет 70оС за счет подогрева 5

его через стенку отходящими газами.

Через 30 мин после начала подачи

СМЭА начинают непрерывный отбор продукта через штуцер в стенке реактора, обеспечивая постоянную высоту 2Q слоя материала 275 мМ. Через 60 мин скорость псевдоожижения достигает

0,6 м/с при температуре в слое 1601700С, газа под решеткой 200-210 С; скорость псевдоожижения поддерживают постоянной до конца опыта. Через

2 ч расход СМЭА уменьшают до 1 л/ч и поддерживают на таком уровне до конца опыта. Частоту пульсаций газового потока через 2 ч уменьшают с 3,5 до 2 Гц. ЗО

Увеличение скорости псевдоожижения и уменьшение расхода СМЭА вызвано постепенным замещением в ходе опыта песка частицами целевого продукта. Через 10 ч непрерывной работы пе- 35 сок полностью выводят из реактора, и с этого момента в течение б ч проводят собственно непрерывный процесс дегидратации СМЭА в импульсном слое частиц целевого продукта. В течение щ указанного времени работы скорость псевдоожижения поддерживают на уровне 0,6 м/с, а скорость подачи 85Ъ-ного водного СМЭА составляет 1,0 л/ч.

За это время получено 6,75 кг технической,з -аминоэтилсерной кислоты (АЭСК) с содержанием основного вещества 95,6Ъ. Выход АЗСК на поданный

СМЭА составляет 98,7Ъ, средний размер частиц 0,8 мм.

После перекристаллизации технического продукта в 50Ъ-ном этаноле т. пл. АЭСК составляет 273 С.

П р е р В реактор, описанный в примере 1, загружают 4 кг песка и- приводят слой в состояние импуль - 55 сного псевдоожижения при температуре 135 С, скорости псевдоожижения

0,4 м/с и частоте пульсации 3 Гц.

При этих условиях подают в слой

80Ъ-ный водный сульфат изопропанола- О мина со скоростью 1,0 л/ч. После

ВНИИПИ Заказ 8972/25

Филиал ППП "Патент", r. полного удаления из слоя инертного материала и замены его частицами кислого сернокислого эфира изопропаноламина опыт продолжают в течение б ч. В результате опыта получено

6,6 кг технического продукта с содержанием основного вещества 94,9Ъ и выходом на поданный сульфат изопропаноламина 96,8Ъ. После перекристаллизации из ьодного этанола сернокислый эфир изопропаноламина имеет температуру плавления 237ОС.

Пример 3. B усл виях, аналогичных примеру 3, в реактор подают 80Ъ-ный водный сульфат диметиламиноэтанола. Получено 6,5 технического кислого сернокислого эфира диметиламиноэтанола с содержанием основного вещества 95,2Ъ и выходом на поданный сульфат — 97,3Ъ. После перекристаллизации продукт имеет т.пл.

2300С

Формула изобретения

1. Способ получения кислых сернокислых эфиров аминоспиртов общей формулы где R u R — одинаковые или разные

1 и означают водород или метил, дегидратацией кислых сернокислых солей соответствующих аминоспиртов при нагревании, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса, дегидратацию осуществляют в импульсном псевдоожиженном слое нагретых частиц целевого продукта или инертного материала при введении кислой сернокислой соли аминоспирта или ее водного раствора в/или на слой и при подведении тепла с помощью газообразного ожижающего агента.

2. Способ по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что в качестве газообразного ожижающего агента-теплоносителя используют воздух.

3. Способ по пп. 1 и 2, о т л ич а ю шийся тем, что дегидратацию проводят при температуре импульсного слоя 70-200оС и отношении массового расхода исходной соли к массе слоя, равном 1:2-5.

4. Способ по пп. 1-3, о т л ич а ю шийся тем, что температура исходной соли или ее водного раствора перед введением ее в/или на слой равна 70-150ОС.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент CiilA Р 2264759, кл. 260-458, опублик. 1939.

2. Патент США Р 3398183, кл. 260458, опублик. 1968 (прототип).

Тираж 495 Подписное

Ужгород, ул. Проектная, 4