Способ получения нитрилов нафтеновых кислот

сО П И-А Н-И - Е 2 бОб 28 Соав Советаил Социолиотичеока Роооубиии.545.57,07 (088.8) коетот оо аваев еааретеиий и открытий ори Совете отиатрее СССРИнститут химических наук АН Казахской ССР Заявитель СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НИТРИЛОВ НАФТЕНОВЫХ КИСЛОТ Изобретение относится к каталитическому способу получения нитрилсв нафтеновых кислот, которые так же, как и высшие алифатические нитрилы, широко применяются в различных отраслях химической промышлен ности.Известен одностадийный каталитическии способ получения нафтеновых нитрилов из промышленной фракции нафтеновых кислот (дистиллята) на проточной пилотной уста новке. В качестве катализатора используют окись алюм иния. Дистилляты нафтеновых кислот в заводских условиях получают из асидола разгонкой на колонке под вакуумом, В результате получают дистилляты нафтено вых кислот (до 52%) и около 47% гудрона, который содержит еще от 40 до 75 - 80% нафтеновых кислот. Оптимальными условиями процесса аммонолиза нафтеновых кислот являются: температура 350 - 370 С, объемная 20 скорость подачи кислот 0,3 час - 1. Выход 94 - 97% от теории. Содержание амидов до 0,5%, Недостатком этого способа является то, что предварительно очищенные дистилляцией нафтеновые кислоты и аммиак подают свер ху, а продукты реакции собираются снизу реактора. Таким образом, все стадии процесса аммонолиза протекают одновременно, на одном объеме катализатора. Наличие в зоне катализатора большого количестве различных 30 продуктов (кислот, их аммонийных солей, амидов, нитрилов и смолистых веществ, содержащихся в промышленных фракциях нафтеновых кислот) приводит к модифицированию катализатора, в результате которого возможно не только изменение величины активной поверхности, но и изменение ее качества. Это, в свою очередь, влияет на направление стадий процесса, препятствуя, видимо, стадии дегидратации амидов (с увеличением скорости подачи кислот содержание ампдов в целом продукте возрастает). Нитрилы получают темного цвета и продукт-сырец содержит всегда побочные продукты и требует дополнительной перегонки под вакуумом.По предлагаемому способу для увеличения чистоты целевого продукта, упрощения процесса и повышения его скорости процесс проводят при противоточнсй подаче аммиака и нафтеновых кислот, причем подача последних производится на уровне -/з (считая сверку) объема катализатора, заполняющего реакционную колонну, что позволяет отгонять образующийся нитрил пз ее верхней части,По предлагаемому способу прп том жс общем объеме катализатора создаются условия для разделения стадий дегидратацпп. На слое катализатора, расположенном ниже конца трубки, т. е, места выхода кислот (первая зона катализатора), происходит первая ста3дия дегидратации аммонийных солей и образование амидов, Последние увлекаются током аммиака и, переходя в парообразное состояние, выводятся из первой зоны каталогизатора во вторую (верхний слой), представляющую собой свежий слой (не модифицированного) катализатора. Здесь происходит их полная дегидратация до нитрилов, т, е, вторая стадия дегидратации. Образовавшиеся нитрилы, в свою очередь, выводятся из реакционной зоны (отгоняются). Таким образом, в первой зоне катализатора вместо четырех продуктов находится, в основном, два продукта - кислоты и их аммонийные соли, а во второй зоне - только амиды и нитрилы. Кроме этого, все смолистые вещества также остаются в первой зоне катализатора, Это повышает эффективность катализатора и позволяет при том же его объеме значительно увеличить скорость процесса аммонолиза (с 0,3 до 1 час) и чистоту целевого продукта.При помещении нижнего конца трубки выше, например, на 1/2 Й, часть аммонийных сален и амидов нафтеновых кислот прои увеличении скорости подачи нафтеновых кислот до 0,6 часи выше не успевает дегидратироваться и отгоняется вместе с,нитрилом, 11 ри помещении нижнего конца трубки ниже, например на /,Й, часть нафтеновых кислот не успевает дегидратироваться до аммонийных солей и амидов и скапливается в нижней части реактора, так как температура кипения нафтеновых кислот выше температуры кипения продуктов процесса аммонолиза, Кроме того, новая технологическая схема проведения аммонолиза позволяет, изменяя температуру от 200 до 400"С, получать отдельные фракции нитрилов с различным средним молекулярным весом. Этот способ дает возможность использовать в качестве исходного сырья для синтеза нафтеновых нитрилов непосредственно аоидол, исключая процесс выделения из него нафтеновых кислот, т. е. совместить процессы дистилляции и аммонолиза проведением их в одном реакторе, что значительно удешевляет и упрощает. процесс, а также дает возможность более полного использования содержащихся в нем нафтеновых кислот. Предлагаемый способ поясняется чертежом.В реактор 1, имеющий фарфоровую насадку 2 и зону, заполненную катализатором д, по трубке 4 подаются нафтеновые кислоты, а снизу - аммиак, Образующийся нитрил оггоняется из верхней части реактора и, проходя через холодильник б, собирается в приемнике 6.Для упрощения процесса подогрев нафтено вых кислот проводят подачей их сверху через трубку, проходящую внутри реактора. Оптимальными условиями проведения про. цесса аммонолиза являются: температура 350 - 370 С, объемная скорость подачи исходного сырья 0,6 - 1 час - 1, преимущественно160828 П р и м е р 1. Синтез нитрилов нафтеновыхкислот из асидола (плотность с 14 0,9813, 10 кислотное число 230, средний молекулярныйвес 244) проводят в реакторе (высота 600 мм, ширина 25 мм, диаметр трубки для подачи 15 20 40 Мол. вес (средиий) Теменратура, С204 Азот, % 140 165 186 208 213 218 225 10,2 8,6 75 6,7 6,5 6,4 6,2 230 255 280 305 330 350 380 09056 0,9106 0,9143 09154 09166 0,9171 0,9182 55 65 25 30 35 0,8 - 0,9 час - 1. Выход нитрилов 85 - 88% о 1 веса асидола или 93 - 96% от теории,Предлагаемый способ получения нафтеновых нитрилов был апробирован в лабораторных условиях, Ниже приводятся результаты этих исследований,асидола 5 мм) на катализаторе А 1,0, (250 смз). Сверху в реактор через трубку, нижний конец которой находится на расстоянии 2/, от входа в зону катализатора, подают асидол, а снизу - газообразный технический аммиак. Температуру в реакторе поддерживают в пределах 350 - 380 С. Объемная скорость подачи асидола 0,8 - 1 час - 1. Выход нитрила от веса асидола 85 - 88% (93 - 96 от теории), сР 4 0,9170 - 0,9180, средний молекулярный вес 222 - 225, азота 62 - 64%.Полученные нитрилы имеют светлый цвет и не содержат амида и аммонийных солей нафтеновых кислот.П р им е р 2. Получение отдельных фракций нитрилов нафтеновых кислот с различным средним молекулярным весом. Температуру в реакторе изменяют от 230 до 380 С (через 25 - 30 С) . Все остальные условия синтеза такие же, как в примере 1,В таблице приведены некоторые физико- химические свойства полученных фракций нитрилов. Свойства нитрилов в зависимости от температуры синтезаИз таблицы видно, что предлатаемая тех. нологическая схема синтеза позволяет, изменяя температуру в реакторе, получать фракции нафтеновых нитрилов с различным сред. ним молекулярным весом. Предмет изобретения Способ получения нитрилов нафтендвых кислот путем взаимодействия нафтеновых кислот с аммиаком при температуре 200 - 400 С в присутствии окисно-алюминиевого260628 Составитель Ж. ИсаеваРедактор О. С. филиппова Техред 3. Н. Тараненко Корректор Г. П. Шильман Заказ 1028/9 Тираж 500 ПодписноеЦИИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР Москва Ж-З 5, Раушская наб., д. 4/5 Типография, пр, Сапунова, 2 катализатора, отличающийся тем, что, с целью повышения степени чистоты целевого продукта, увеличения скорости и упрощения процесса, последний осуществляют в противотоке с подачей нафтеновых кислот на уровнев/в объема катализатора.