С 07 С 09!14 (43) Опубликовано 07.12.81. Бюллетень М 45 (45) Дата опубликования описания 07.12.81 па делам изобретений и открытий (53) У. 11х 547.29.07 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. П. Патласов, М. И. Балашов, А. В. Гришунин, В. И. Жучков, Б. M. Блох, P. Ш. Деревянко, В, H. Кулик, Л. A. Серафимов, В. С. Тимофеев, В. Ф. Чеботаев, В. И. Кандела и В. В. Мовчан

Московский ордена Трудового Красного Знамени," . институт тонкой химической технологии им. М. В. Ломоносова и Северодонецкое

1 производственное объединение «Азот»

f (71) Заявители (54) СПОСОБ ПОЛ УЧ БН ИЯ БУТИЛА ЦЕТАТА

Государственный комитет (23) ПриоритетвЂ”

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения бутилацетата переэтерификацией метилацетата н-бутапо.дом. Являющийся ценным растворителем бутилацетат очень широко применяется в химической промышленности, особенно в лакокрасочной.

Известен способ получения бутилацетата переэтерификацией мстилацетата н-бутанолом, в котором используют гетерогенные кислотные катализаторы, например бисульфит калия, катионообменные смолы

Duo1ite С3 и CS с зернистостью 1,4 и

О,б3 мм. Мольное соотношение исходных реагентов метилацетата к бутанолу равно

2,9: 1 (1). В этом способе прн максима Ib но возможной конверсии метилацетата (38 !0) достигается конверсия бутанола

89,2" . Из куба аппарата отводится смесь образовавшегося бутилацетата н около

10 моль % непрореагировавшего бутанола.

Этот способ для получения бутилацетата высокой чистоты предполагает его дальнейшую очистку ректификацней, что обуславливает нз-за близкой летучести компонентов бутилацетата и бутанола необходимость больших дополнительных затрат на разделение. Кроме того, конверсия бутанола ниже 100%. Обеспечение интенсивных гидродинамическнх режимов прп пспользо2 ванин катнонообменных смол мелкого зернения в качестве катализатора приводит к сильному усложнению конструкции аппарата, к высокой нстираемостп частиц катализатора, уносимых с реакционной смесью, а также создает трудности в обеспечении должного четкого разделения реакционной смеси.

Наиболее близким техническим решенид0 ем является способ получения бутилацетата переэтерификацией метила цетата бутанолом в реакционно-ректнфнкацнонном аппарате с использованием сульфосополистирольного формованного катализатора катионообменной смолы КУ-2-8 в виде колец

lэашпга н одповременным выделением целевого продукта ректпфпкацией. Мольное соотношение исходных реагентов метилацетата к бутанолу 3,1: 1 (2). Конверсия меоо тилацетата равна 32%. В этом способе достигается количественное превращени спирта (близкое к 100 й). При этом из нижнего сечения аппарата выводится чистый бутплацетат.

25 Использование формованного катализатора позволяет значительно упростить конструкцию аппарата, обеспечить интенсивные гндродинампческне режимы, устранить истнраемость катализатора и обеспечить четкое разделение реакционной смеси.

887561

Однако этот способ наряду с количественным превращением бутанола не может обеспечить конверсию мстилацетата выше

32 /о. Это связано с образованием бинарной смеси метплацетат-метанол азеотропного состава. Дальнейшее разделение этой азеотроппой смеси потребует значительных дополни гсльных энергетических затрат.

Целью изобретения является повышение конверсии метплацетата.

Поставленная цель достигается прп реализации способа получения бутплацетата в рсакцпонно-ректификациопном аппарате переэтерификацией метилацетата бутаполом прп эквимолярном соотношении реагентов ь присутствии формованного катиопообмеHíîãо сульфосополпстирольного ка тализатора с одновременным выделением целевого продукта ректпфпкацией и присутствии в качестве азеотропообразующего агента вЂ” вЂ” мстпленхлорида плп экстрактигного агента вЂ” хлорбепзола пли бутилац( тата.

Конверсия бутаиола 74,8 вЂ” 1007о, а метплапетата 73,2 вЂ” 100 /о. Б первом случае проводят реакционно-ректпфикационный процесс в сочетании с азеотропной ректификацисй, во втором вЂ” в сочетании с экстрактпвной ректификацпей. Эти вспомогательные вещества здесь не вступают в химическую реакцию с реагецтами и продуктами реакции. Как и в случае обычной (в отсутствии реакционного процесса) азеотропной пли экстрактивной ректификации в качестве верхнего продукта из реакционно-ректификационной колонны выводят смесь метанол-метиленхлорид (реакционный процесс в сочетании с азеотропной ректификацией) или чистой метанол или его смесь с метилацетатом (реакционный процесс в сочетании с экстрактивиой ректификацией). В качестве нижнего продукта выводят в первом случае чистый бутилацетат, во втором вЂ” смесь бутилацетата с хлорбензолом или бутанолом, Проведение реакционно-ректификационного процесса в сочетании с азеотропной или экстрактивной ректификацпей позволяет упростить технологию Ilpoilcccà, так как в этом случае кроме реакционно-ректификациониого аппарата в технологической схеме имеется только один аппарат для выделения азеотропо-образующегося илп экстрактивного агента. Этот прием также позволяет обеспечить количественное превращение обоих реагентов. Кроме того, выделение бутилацетата из смеси с экстрактивным агентом не представляет значительных трудностей вследствие высокой относительной летучести и не требует значительных энергетических затрат. Разделение азеотропной смеси, например хлористый метиленметанол, также нетрудно, поскольку при одноступенчатой экстракции этой азсотропной смеси водой получают практи5

2э зо

ЭЭ

4 чсскп чистый метпленхлорид (99,7 мол. /), возвращаемый в процесс, а также cмесь метанол вЂ” вода (99,5 мол. % воды), для выделения метанола, из которой используют ректифпкацпоппую колонну. Разделение смеси бутплацстата с экстрактпвным агситом, либо азеотропной смеси хлористый мстилен-метанол, значительно легче, чем разделение азеотропной смссп метплапетат-метанол, и в большинстве случаев требует меньших капитальных и энергетических затрат.

Пример 1. Процесс переэтери j»IIalliii метилацетата бутанолом проводят íà ëàборатор ой реакционно-ректификациониой колонне непрерывного действия общей эффективностью около 30 тыс. т, состоящси из восьми царг, среднюю часть которойвЂ” каталптическую зону, состоящую пз четырех царг, заполняют формованпым сульфосополистирольным катализатором КУ2ФПП в количестве 144 г. Полная обменнаяя емкость катал и за Гора 1,8 и Г JI(l3 1 !!

i! г сухих кат.

11пжнюк> и верхнк>к> части колонны (по

;IiIe царгп) заполняют стеклянной насадкой. Метилацстат с азеотропнообразующпм агентом и метпленхлоридом вводят в нижнее сечение каталитической зоны, бутапол вЂ” в ее верхнее сечение. Процесс проводят при атмосферном давлении. Параметры процесса выбирают на основе термодинамикотопологического анализа. Мольпое соотношение исходных реагентов мстилацетата к бутанолу равно 1: 1. Метиленхлорид подают в количестве 76,4 мол. % от общего количества исходной смеси. Подача исходных веществ составляет, г/ч:

Метилацетат 38,5

Бута пол 34,65

Метил енхлорид 242,2

Процесс проводят прп флегмовом числе 2. Температура верха колонны 37,5 С. куба 126,1 С, реакционной зоны 50 вЂ 1 C.

Отбирая>т верхнего продукта, г/ч:

Метилацетат 3,85

Метанол 15,0

Метиленхлорид 242,2

Нижнего продукта, г, ч:

Бутилацетат 54,5

Соотношение отборов верхнего и нижнего продуктов, мл/мл равно 3,5. Конверсия бутанола равняется 100%, конверсия мстилацетата 90 о.

Пример 2. Процесс переэтерификации метилацетата бутанолом с применением экстрактивного агента (хлорбензола) проводят в колонне, описанной в примере 1.

Метплацетат вводят в ни>кнее сечение каталитической зоны, бутанол в смеси с vëoðбензолом в верхнее сечение самой верхней царгп колонны.

Процесс проводят при атмосферном давлении. Параметры процесса выбирают на осповс термодпнампкотопологпчсского ана887561 о лиза. Мольиос соотношение искодиык реагентов мстилацетата «буташолу равно

l: 1. Содержание клорбснзола в исходной смеси 90 мол. Ъ. Подача искоднык реагентов составляет, г/ч:

Мстил ацстат 8,9

Бутаиол 10,0

Хлор бснзол 244,6

Процесс проводят при флегмовом числе 0,2

Температура верха колонны 65,1 С, «уоа

128,1 С, реакционной зоны 60 -105 С.

Отбирают верхнего продукга, гi i:

Метанол 3,9

Хлорбензол 1,5

1-! ижнего продукта, г/ч:

Бутилацстат 15,0

Хлорбсизол 243,1

Соотношение отборов верхнего и нижнего продуктов, мг/мг 0,02. Конверсия «а«бутанола, так и метилацетата 100,о.

С целью упрощения технологии процесса разделения смеси азеотропного состава путем проведения обоих процессов непосредственно в реакционно-ре«тифи«ациоиной колонне при реализации предлагаемого способа получения бутилацстата иа формованном в tttt;te колец Рашига «атализаторс в качестве экстрактивного агента в ttåðiнюю часть реактора (реакционно-рсктификационную колонну непрерывно подается бутилацетат. Мольное соотношение искодных реагентов метилацетата к бутанолу в пределах 1,3 вЂ” 1: 1. Конверсия бутанола олизка к 100 ", конверсия метилацетата от

70 до 100 .". Проводится реакционно-ректификационный процесс в сочетании с автоэкстрактивной ректификацией. В качестве экстрактивного агента используется продукт реакции вЂ” бутилацетат, который из куба аппарата непрерывно подается в его верхнюю часть. В качестве верхнего продукта из аппарата отводится либо чистый метанол (при конверсии метилацетата

100 /о), либо метанол с некоторой примесью метилацетата (при конверсии метилацетата около 70- вЂ” 80 /о). Использоьание бутилацетата в качестве э«страктивного агента позволяет упростить текнологшо процесса, так как в этом случае не требуется отделение вспомогательного вещества и весь процесс получения конечного продукта вЂ” бутилацетата проводится в одном реакционно-ректификационном аппарате.

Пример 3. Процесс переэтерификации метилацстата бутанолом проводят на лабораторной рсктификационной колонне непрерывного действия общей эффективностью около 30 тыс. т, состоящей из 8 царг, среднюю часть которой (каталитпческую зону вЂ” четвертую и пятую царги, считая снизу), заполняют формованным катализатором КУ-2ФПП в количестве 72 r. Полная обменная емкость катализатора

1,8 мг э«в Н/1 г сух. кат.

1!ижнюю и всркнюю части колонны заполняют стеклянной насадкой в виде колец Рашига. Метилацетат вводят в нижнее сечение каталптической зоны, бутанолвЂ” в ее верхнее сечение и бутилацетат вЂ” t. всркнсс сечение укрепляющей части колонны. Так как бутилацетат является продуктом реакции, его присутствие в большом количестве в каталитической зоне вызыва10 ст протекание обратной реакции с образоt3attttcit искоднык реагентов вЂ” метилацетата и бутанола, поэтому над каталитической зоной предусмотрена глухая по жидкости тарелка, с которой бутилацетат, использу15 смый в виде экстргктивного агента для разделения азеотропной смеси метилацетат-метанол, минуя реакционную зону, по обводной линии подается в колонну на царгу, расположенную ниже «аталитиче20 ской зоны.

Процесс проводят при атмосферном давлении. Параметры процесса выбирают иа основе термодина микотопологического анализа. Мольнос соотношение реагентов

25 метилацетат/бутанол составляет 1,02. Подана искодиык реагентов составляет, г/ч:

Мстилацстат 20,7

Бутанол 26,8

Бутилацетат 435,2

Зр Орошение проводят только бутилацетатом. Температура верка колонны 60 вЂ” 62 С, куба 125 С, реакционной зоны 50 вЂ” 80 С.

Отбирают веркнего продукта, r/÷:

Метилацетат 5,4

35 Метанол 6,6

Бутилацетат 2,0

Нижнего продукта, г/ч:

Бутилацетат 462,0

Бутанол 6,7

40 Соотношение отборов веркнего и нижнего продуктов мл/мл равно 0,006. Конверсия бутанола 74,8 io, конверсия метилацетата

73,2 /о .

45 Формула изобретения

Способ получения бутилацетата в реакционно-ректификационном аппарате переэтерификацией метилацетата бутанолом в присутствии формованного катионообмен50 ного сульфосополистирольного катализатора с одновременным выделением целевого продукта рсктпфикацией, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения конверсий метилацетата, процесс ведут при эквимо55 лярном соотношении реагентов в присутствии азеотропообразующего агента вЂ” метиленклорида или э«страктивного агентавЂ” клорбензола или бутилацетата.

Источники информации, 50 принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Франции ¹ 1506508, кл.

С 07 С, опубл. 1967.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке ¹ 2390554/23-04, кл. С 07 С

69/14, 1976 (прототип).

Похожие патенты: