Способ получения бензойной кислоты

(1 и 852857 сеав Свввмкях Социалистических Республик(22) Заявлено 11,04.80 (21) 2906851/2 единением заявкиГосударственный кемите СССР(45) Дата убликова тг 2) Авторы изобретения Бальков, Н. Т. Фалдина, Н, И, Мицкевич и М. И. Глуховская 71) Заявитель нститут физико-органической химии АН Белорусской ССР(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БЕНЗОИНО КИСЛОТЫ 1Изобретение относится к органической химии, а имейно к способу получения бензойной кислоты, которая находит применение в качестве консерванта, для синтеза капролактама, фенола, бонзоатов ще. лочных металлов.Известны способы получения бензойной кислоты жидкофазным окислением то. луола кислородом воздуха при повышенной температуре и давлении в присутствии соединений марганца, промотированных соединениями брома или нитрилами органических кислот 11.Недостаток их состоит в том, что после окисления получают продукт, содержащий значительное количество непрореагировавшего толуола и других побочных соединений. Это значительно усложняет выделение бензойной кислоты из оксидата и ее очистку.Известны также способы получения бензойной кислоты окислением толуола при нагревании в среде растворителя алифатической кислоты в присутствии соединения кобальта и промоторов - альдегидов, кетонов, спиртов 12, 3.Недостаток этих способов состоиг в необходимости применения растворителя, что снижает производительность процесса, а также требует дополнительной стадии регенерации растворителя и специального оборудования из-за его коррозионности.Наиболее близким по технической сущности и достигаемым результатам к пред лагаемому способу является способ полу.чения бензойной кислоты путем окисления толуола в среде бензойной кислоты кислородсодержашим газом в присутствии катализатора - соединения марганца и про мотора - бромистого натрия. В качествеисходного соединения марганца использу.ют основной углекислый марганец, кото.рый при нагревании с бензойной кислотой превращают в бензоат марганца, исполь зуемый в дальнейшем в качестве катализатора.Процесс проводят при 160 в 1 С.Удельный расход толуола составляет0,9 кг/кг бензойной кислоты, что соответст.20 вует выходу кислоты примерно 84%. Конверсия толуола составляет 40 - 500/О ,41,Недостатком известного способа является низкая конверсия толуола, что значИ- тельно усложняет процесс выделения це 25 левой бензойной кислоты из оксидата.Цель изобретения заключается в повышенин конверсии толуола.Поставленная цель достигается тем, чтов способе получения бензойной кислоты ЗО путем окисления толуола кислородсодер852857 25 Составитель Е. Уткина Техред М, Гайдамак Редактор 3. Бородкина 1(орректор О. Тюрина Заказ 5481 Изд, Ыз 500 Тираж 448 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 13035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Подписное Загорская тппографяя Упрполнграфпздата Мособлисполкома 3жащим газом в среде бензойной кислоты при нагревании в присутствии катализатора на основе бензоата марганца и промотора - соединения брома в качестве катализатора используют смесь бензоата марганца и бензоата или ацетата никеля и процесс проводят при суммарной концентрации марганца и никеля в реакционной смеси 0,09 - 0,13%, соотношении Мп: М: Вг по массе 10: 1: 8 - 10; 10: 30, температуре 180 в 2 С и давлении 5 - 12 атм,Селективность процесса 92 - 96% при практически полной конверсии толуола.Отличительными признаками процесса являются использование в качестве катализатора смеси бензоата марганца и бензоата или ацетата никеля и проведение процесса при суммарной концентрации металлов 0,09 - 0,13%, соотношении Мп:М; :Вг по массе 10:1:8 - 10:10; 30, температуре 180 в 2 С и давлении 5 - 12 атм, что позволяет повысить конверсию толуо. ла.Предалагаемый способ упрощает схему выделения целевого продукта и его очистку вследствие повышения в оксидате содержания бензойной кислоты и снижения в нем количества примесей. 1(онверсия толуола во всех примерах составляет практически 100/О.Пример 1. В аппарат барботажного типа емкостью 0,2 л загружают 135 г бензойной кислоты, 15 г толуола, 0,6642 г бензоата марганца, 0,0518 г ацетата никеля, 0,1268 г бромида натрия (суммарная концентрация марганца и никеля 0,09%, соотношение по массе Мп; %: Вг -- 10; 1: 8) и проводят окисление при температуре 180 С и давлении 5 атм кислородом воздуха, пропуская его со скоростью 80 л/ч. Окисление проводят в течение 5 ч, в результате чего получают 156 г оксидата, содержащего 98,5/о бензойной кислоты. Селективность превращения толуола в бензойную кислоту 94/о,П р и м е р 2. Опыт проводят аналогично примеру 1, но при температуре 200 С, давлении 12 атм и соотношении Мп:М: ;Вг = 10:10:30. Используют смесь бепзоатов марганца и никеля прп суммарной концентрации металлов 0,13% и промотор - бромид калия. Окисление проводяг в течение 3,5 ч. Получают 154,8 г оксидата, содержащего 98,3% бензойной кислоты.Селективность превращения толуола в бензойную кислоту 92/о,П р и м е р 3. Опыт проводят аналогич 5 но примеру 1, но при температуре 190 С,давлении 8 атм и соотношении Мп: М:: Вг =. 10:2,5:20. Используют смесь бензоатов марганца и никеля при суммарнойконцентрации металлов 0,11% и промотор -10 бромид натрия. Окисление проводят в течение 4 ч. Получают 156 г оксидата, содержащего 98,7% бензойной кислоты. Селективность превращения толуола в бензойную кислоту 96/о.15 Пример 4. Опыт проводят аналогично примеру 1, но в качестве окисляющегогаза используют кислород, который подают со скоростью 40 л/ч, Окисление проводят в течение 4 ч при атмосферном давле 20 нии. Получают 155 г оксидата, содержащего 98,6% бензойной кислоть 1. Селективность превращения толуола в бензойнуюкислоту 95%,Формула изобретения Способ получения бензойной кислотыпутем окисления толуола кислородсодержащим газом в среде бензойной кислоты30 при нагревании в присутствии катализатора на основе бензоата марганца и промотора - соединения брома, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения конверсии толуола, в качестве катализатора35 используют смесь бензоата марганца ибензоата или ацетата никеля и процесспроводят при суммарной концентрации металлов 0,09 - .0,13/о и соотно 1 пении Мп:%:;Вг по массе 10:1:8 - 10;10;30, при40 180 в 2 С и давлении 5 - 12 атм,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРМ 262899, кл. С О С 63/06, 1967,45 2. Патент Японии Мо 39333, кл, 16 С61, опублик. 1971( РЖ Химия, 19 Н 109,192) .3. Патент США Ко 3626000, кл. 260 524, опублик. 1971.5 О 4. Иоонас Р. Э., Серебрянников Н. Д,Новое производство бензойной кислоты -Нефтепереработка и нефтехимия, 1976,Мз 9, с. 23 (прототип).