Способ получения солей щелочных металлов карбоновой кислоты циклогексана

2 0135 ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Ссветскиз Социалистических РеспубликКомитет по делам изобретений и открытий при Совете воинистров СССРАвторыизобретения Иностранцы Карл Смейкал и Клаус МольЗаявитель СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СОЛЕЙ 1 тЕЛОЧНЫХ МЕТАЛЛОВ КАРБОНОВОЙ КИСЛОТЫ ЦИКЛОГЕКСАНАИзобретение относится к способу производства солей щелочных металлов карбоновой кислоты циклогексана каталитическим гидрированисм алкалибензоатов в водном растворе.Известен способ получения солей щелочных металлов циклогексанкарбоновой кисло. ты гидрированием соответствующих солей щелочных металлов бензойной кислоты водородом на катализаторе, содержащем металлический никель, при температуре 180 С и давлении 40 ат. По прошествии 1 час получают продукт со степенью гидрирования 10,61 с.Предложенный способ, осуществляемый по периодической или непрерывной схемспозволяет проводить процесс гидрирования щелочных солей бснзойной кислоты в водном растворе при температуре 120 в 2 С (предпочтительно 140 - 180 С) и давлении свыше 20 ат с использованием катализатора, содержащего металлический никель или металлический кооальт или их смесь. При этом получают почти количественный выход циклогексанкарооновокислых солей щелочных металлов. При непрерывной работе со стационарными ката. лизаторами установлено, что катализаторы не только механически прочные, но и длительное время остаются каталитически активными, поэтому процесс гидрирования можно вести продолжительное время без снижения гидрирующего эффекта и выхода продукции,по циклогексакарбоновокислым солям (например, в течение нескольких месяцев).Для гидрирования можно использовать как 5 сильно разбавленные, так и концентрирован.ныс растворы щелочных солей бензойной кислоты (алкалибснзоаты). Количество водорода, применяемого в избытке, необходимо выбрать так, чтобы при соответствующих усло виях - давлении и температуре, во избежание забивания рсактора выделяющимися кристаллами соли, сохранялась жидкая фаза. Для реакции можно применять электролитический водород или технически чистый, при годный для процесса гидрирования, содержащий инертные газы, например азот или метан, но не содержащий катализаторных ядов таких как серныс, фосфорные, мышьяковые или галогенныс соединения,20 В качестве алкалибензоата пригодны бензоагкалия и бензоат натрия, причем на крупном производстве применяют преимущественно последний. Растворы алкалибензоата можно получить растворением чистой или технически 25 чистой бвнзойной кислоты в водных растворахгидроокиси щелочного металла или карбоната щелочного металла. Наиболее дешевый исходный материал для гидрирования можно получить, если сырую реакционную смесь, об разующуюся при каталитическом окислении50 55 60 толуоля В жидко(1 фазе под дав:генцем с кислородом или воздухом цлп другимц кислородсодержащимц газами в присутствии к;1 ггслизяторя, например солс 1 коояльта или з 1 ярганца, псодвергнуть экстракции водными растворами гцдроокиси щелочного металла с отделением полученного таким образом водного раствора алкялцбензоатя От нерастВоряющихся солей, которые в основном состоят из толуоля и нейтральных продуктов окисления. ВЬ 1 дЕЛЕННЫЕ таКИМ ОбраЗОМ рс 1 створы яЛКялцбонзогтя гожно гидрирОВять тяк жс, кяк ц растворы алкалибснзоата из чистой кристаллической бснзойной кислоты, благодаря чему отпадает необходимость в сложном и дорогостоящем отделении чистой бензойной кислоты.Из солей щелочного металла карбоновой кислоты циклогексана при помощи обработки цх эквивалентными количествами минеральных кислот можно получить с количественным выходом чистую циклогексанкарбоновую кислоту, представляющую собой ценный промежуточный продукт для синтеза капро- .1 Я ЯТЯМ с 1 .П р и м с р 1, 3343 г водного раствора бснзоатя натрия, содерхкащего 1180 г (35,4 вес. %) бснзоата натрия, нагревают до температуры 180 С со 100 г никеля Рснея в явтоклявс емкостью 7 .с при давлении 200 ат.1 с,орда давление водорода упадет ниже 140 т его нагнетают до получения давления 200 ат. Эту операцгпо повторяют до достижения постоянного давления. В течение 8 час поглощается тсорепгческое количество водороды. После Охлс 1 ждсниЯ Реакционной мс 1 ссы до КОМнс 1 ТНОЙ ТЕМПСРс 1 ТУРЫ КЗТЯЛИЗЯТОР ОТСс 1 СЫ- вают от прсдукта гидрцрования, продукт гцдрцровяния подкисляют концентрированной соляной кислотой, а выпавшцц маслянистый слой отделяют и дистиллцругот. Получают 990 я карбоновой кислоты ццклогексяна с точкой затвсрдевания 30"С, что соответствует выходу 94,4 О/, от теории.П РЦ МЕР 2, ВОДНЫЙ РаСтВОР бЕНЗО 11 сг Нсырия, содержащиц 25 вес. % бепзоата натрия, со скоростью 120 с,гсз/ссас вместе с 300 ссл водорода при температуре 160 С и под давлением водорода 220 ат непрерывно вводят в вертикально установленный реактор цз сляболегированноц стали, работающий под давлением, заполненный 300 слсг катализатора, состоящего из 3 гсо,гь никеля ня 1 1 со,гь а - А 10 Водный раствор бензоя гя натрия получают растворением соответствугощсго ко- ЛнсгЕСГВ 1 сгиСТОЙ ОЕНЗОЙПОЙ КИСЛОТ 11 Ц ГЦДРО- окиси натрия в воде.Реакционную смесь, выходящую из реактора, охлаждают до комнатной температуры, дросселируют до нормального давления ц подкисляют концентрированноц соляной кислотой. Выделяющуюся сырую карбоновую кислоту циклогексана подвергают дистилляции в вакууме при температуре от 114 до 5 10 15 20 25 30 35 40 45 116"-С (10 1 Сс 11), В КаждОМ СЛуЧаЕ ПОЛуЧаЮт карбоновую кислоту циклогексана с выходом около 991 со от тсоргпп Точка затвер;1 ева:пгя дистиллированной карбоновой кислоты циклогсксаиа 31 С, Катализатор гидрцрует раствор бензоата натрия в течение 4 месяцев. Активность катализатора не снижается.П р и м ер 3. В условиях, указанных в примере 2, гидрируют водный раствор соли, содержащий 25 вес. % оензоата калия. Получают 98 - 990/11 (от теории) гексапгдробен. зоата калия и из этого количества соответствующее количество карбоновой кислоты циклогексана. Активность катализатора не с:111- жястся в течение двух месяцев,П р и м е р 4. В условиях примера 2 гидрцруют водный раствор бепзоата натрия, содержащий 25 вес, % бензоата натрия, полученный при взаимодействии щелочи и оксидата - сырого продукта окисления толуола. Получают 99 - 100% натриевой соли ццклогсксанкарбоновой кислоты. За два месяца работы катализатора активность его снижается незначительно, что компенсируется повышением температуры гидрирования на 10"С,Примср 5. 150 с,гс водного раствора бе:1- зоата натрия, содержащего 20 вес. Ого бензоата натрия, прц теъшературе 170 С и давлении водорода 180 аг вместе с 250 н,г водорода Вводяг В 1 геактор, работагогццЙ под даВ- лснцсм, заполненный 300 слс 1 катализатора,3 1 со.гь коба;гьга на 1,1 со.1 ь сс - А 40, Реакционную смесь перерабатывают по примеру 2, Получают 980/(от теории) чистой карбоновой кислоты циклогексана,П р и м е р 6. 3000 г водного раствора бенгоата натрия, содержащего 750 г (25 вес. ,) бензоятя натрия, вместе со 150 г каталзатора, содержащего на 1 лоло никеля и коояльта по 1,1 со,гь а-А 101, нагревают до 180"С В качающемся автоклаве емкостью 7 л :грц 220 сгт водородного давления, Гцдрцров- нг с и переработку ведут по примеру 1. Полуяют 632 г карбоновой кислоты ццклогексяня с точкой затвердеванця 29,5 С, что соотвстстВУст выхоДУ 94,9 осссг (от тсоРИИ). Предмет изобретения 1. Способ получения солей щелочных метя:глов кярооновОЙ Кислоты циклогексаня пхтсм каталитического гидрированця водородом солей щслоспых металлов бензойной кислоты прц нагревании и повышенном давле. нцц, от.гссчсгсосс 1 ссссся тем, что, с целью увеличения выхода продукта и времени работы катализатора, пгдрированце ведут в водном растворе прц температуре 120 в 2 С и давлении нс мснсс 20 ат в присутствии никеля ЦЛП КООЯЛЬТЯ, Ц,1 И ЦХ СЗ 1 ССИ В КЯЧЕСТВЕ КЯТс 1- л;гзятора.2. Спосоо по и. 1, От,гсссссгсоссрссс тем, что роцесс ведут предпочтительно при 140 - 180-С.