Способ получения сульфата метакриламида

 

Союз Советскнк

Соцнапнстнчвскнк

Рвспубпнк

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1 ; 891646 (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 15.04.80 (21) 2911985/23-04 (5t)M. Кл. с присоединением заявки М (23) Приоритет

С 07 С 103(133 тевуйврстюкьй кеюктат ссВР

oD делам изобретений и открьпкй

Опубликовано 23Л2.81. Бюллетень № 47

Дата опубликования описания 23.12.81 (5И "й 547.398..1.07 (088.8) Е. А. Сивенков, Т. Н. Обмелюхнна, С. М. Данов и В. И. Томащук

Ц (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СУЛЬФАТА МЕТАКРИЛАМИДА!

Изобретение относится к усовершенствованию способов получения сульфата метакрнламида (САМК), используемого в производстве метакриловых мономаров.

Сульфат метакриламида, представляющий собой раствор метакриламида (АМК) в серной кислоте, получают взаимодействием.ацетонциан. гидрина (АЮГ):c серной кислотой или гидратацией метакрилонитрила в среде. серной кислоIb).

Известен способ получения сульфата мет- акриламида взаимодействием .ацетонциангидрина и 100 o-ной серной кислоты .при 70 — 90 С, в результате чего образуется кислый сернокислый эфир а -оксинзобутирамида (СЭА). На второй стадии при нагревании до 125 — 135оC СЭА превращается в САМК )1).

Однако по этому способу около 10% АЦГ превращается в побочные продукты,- основная часть которых †. сульфопродукты.

Известен также способ-получения сульфата метакриламида, согласно которому ацетонцнангидрин с помощью пироборной кислоты переводят в эфир борной кислоты, который далее

2 обработкой 100 -ной серной кислотой и водой нри 180еС превращают в целевой продукт 12).

Недостатком этого способа. является то, что

5 прн осуществлении его возникает -проблема выделения борной кислоты. Так как проблема регенерации борной .кислоты не решена, данный способ не нашел промышленного применения.

Кроме того, по этому способу при дальнейшем получении метакриловой кислоты образуется метнловый эфир борной кислоты, который обуславливает не только нежелательную потерю борной кислоты, но и вследствие, легкой воспламеняемости, летучести и сильной ядовитости, представляет серьезную. опасность при осуществлении этого метода.

Кроме того, известен способ получения сульфата метакриламида нагреванием смеси AUI с 10 o-ной серной кислотой при 120 — 140 С в присутствии солей щелочных металлов серной и фосфорной кислот. Соотношение Н> $0 . соль равно 100:0,5 — 10 по весу. Выход сульфата метакриламида. по этому способу составляет около 95 o (3).

2$

36

3$

45 е

3 89

Недостаток этого способа . — дополнительные затраты .на использование и регенерацию добавок.

Наиболее близким.к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ получения сульфата метакриламида, согласно которому серную кислоту и н-гексан загружают в реактор и при температуре 68 — 72 С в течение 20 мин добавляют ацетонциангидрин. Затем реакционную массу нагревают до 120 — 140 С (при этом н-гексан удаля ется иэ реакционной массы) и выдерживают при этой температуре 30 мин. Для синтеза используется серная кислота концентрацией не ниже 99% или олеум., Мольное соотношение компонентов АЦГ: н-гексан составляет 1:1,4:0,1.

Выход сульфата метакриламида 95% (бромированием) (4) .

Несмотря на то, что известный способ обеспечивает некоторое повышение выхода, он имеет существенные-недостатки:. в полученном сульфате метакриламида -содержится 5 — 7% сульфиннрованных продуктов, кроме того, в ходе . синтеза метакриловой кислоты.и метилметакрилата из САМК сульфированные продукты превращаются в нерастворимые смолы, которые вызывают забивку реакторов -и трубопроводов, из-за чего часто- останавливаются технологические системы. Сульфированные продукты н смолы осложняют также технологический про. цесс переработки отходов серной кислоты в сульфат аммония.

Цель изобретения — увеличение выхода целевого продукта и упрощение его технологии.

Поставленная цель достигается способом получения сульфата метакриламнда . взаимодействием ацетонциангидрина с 90 — 98% серной кислотой прн 15 — 60 С, после чего полученную реакционную массу обрабатывают серным ангидридом или олеумом при эквимолярном количестве серного ангидрида к воде реакционной массы, затем подвергают дегндратацнн прн

120 — 140 С.

При уменьшении концентрации серной кислоты (меньше 90%) необходимо увеличить расход $0з, что приводит к увеличению конечного соотношения серной кислоты (100%) боле чем 1:2, что увеличивает -агрессивность среды и делает способ не экономичным. Использование серной кислоты выше 98 ной концентрации приводит к увеличению содержания сульфированных продуктов.

Пример 1. К 108,8 г (1 моль Н $04 и 0,6 моль воды) водного раствора серной кислоты 90 ной концентрации при 15 C и перемешнвании приливают 85 г. (1 моль) АШ в течение 15 мин. Далее к реакционной смеси приливают при интенсивном охлаждении и перемешивании при той же температуре 48 r (0,6 моль) серного. анпщрида. Полученную ре. акционную массу (соотношение АЦГ:Н $0 . о

2 4

1:1,6) нагревают до 130 С н выдерживают при этой температуре 40 мнн. Выход сульфата метакриламида (САМК) 98,1%.

Определение сульфированных побочных продуктов.

К 100 г САМК приливают 100 мл ледяной воды и нейтрализуют аммиаком. Воду отгоняют в токе воздуха. Полученный остаток трижды обрабатывают диэтиловым эфиром по 200 мл, затем три раза горячим метанолом по 150 мл. Метанольный раствор упарнвают в токе воздуха до 30 мл. Из метанольного раствора, добавляя 150 мл эфира,- выделяют 0,72 r аммонийной соли сульфированного продукта, Анализ аммонийной соли дает следующие результаты,%: аммонийный азот 8, общий азот

11,6, углерод, 22,33, водород 5,2, сера 20,62.

Содержание сульфированного продукта в САМК

0,98%.

Пример 2. К 160г (1,6 моль Н $04 и 0,18 моль Н О) водного раствора серной кислоты 98%-ной концентрации при 60оС приливают при перемешнванин 85 г (1 моль) AUI в течение 15 мнн. Далее к реакционной смеси приливают 16 r (0,18 моль) серного ангидрида при той же температуре. Полученную реакционную массу (соотношение АЦГ: Hq$04 1:1,8) нагревают до 130 С н выдерживают при этой о температуре 40 мин. Выход САМК 97,2%. Содержание сульфопроизводных 1,5%.

Пример 3. К113,4г (1,1моль

Н $0„и 0,3 моль Н O) водного раствора серной кислоты 95%-ной концентрации постепенно при перемешивании добавляют 85 г (1 моль) АЦГ. Температура смешения 2(РС, время смешения 20 мин. К полученной реакционной массе добавляют 36,92 r 65 o-ного олеума (0,3 моль $0;). Далее смесь (соотношение АПГ: Н $0 1:1,5) нагревают до 130 С и выдерживают прн этой температуре в течение 40 мнн. Выход САМК 97%. Содержание сульфопронэводных 1,5%.

Как видно из примеров, сульфат MeTRKpHJlамида получают с выходом 97 — 98% при содержании сульфнрованных. побочных продуктов

0,98 — 1,5% (по известному способу выход составляет 95%, а содержание. сульфопроизводных

5-7%).

Таким образом, предлагаемый способ позволяет, по сравнению с известным, увеличить выход и повысить качество целевого продукта за счет уменьшения образования сульфированных побочных продуктов. примерно в 5 раз.

Кроме того, улучшаются, условия труда, так как не используется органический растворитель, 891646

Составитель Н. Антипова

Техред С.Мигунова

Корректор В. Синицкая

Редактор P. Цицика

Тираж 446

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Заказ 11140/32

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 а также упрощается технология, так как не требуется регенерщии,растворителя.

Формула изобретения

Способ получения. сульфата. метакриламида взаимодействием . ацетонциангидрина с верной кислотой с последующей дегидратацией при

120-140 С, отличающийся. тем, 0 что, с целью увеличения. выхода целевого продукта и упрощения технологии процесса, используют 90 — 98%-ную Ъерную кислоту и процесс ведут при 15 — 60 С, полученную при

Ь этОм реакционную массу перед дегидратацией обрабатывают серным ангидридом или олеумом при зквимолярном количестве серного ангидрида к воде реакционной массы.

% Источники информация, принятые во внимание при экспертизе

1. "Химическая промышленность", 1973, и 6. с. 410-.414.

2. Патент США У 2571194, кл. 260-486, опублик., 1951.

З.Патент ФРГ У 1159428, кл. 120,21, опублик 1957

4. Патент Японии N 25725/71, кл. 16 В 631, 12, опублик. 1971 (прототипу.