Способ получения изопрена

СОЮЗ СОВЕТСНИХ ОЦИАЛИСТИЧЕСН СПУБЛИК А 5 ц 4 С 07 С 11/ 07 С 120 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ СТВ ВИДЕ К АВТОРСКОМУ Бюл. В А.Л.Шапи(088. 54) 57) путем к мальдег тализато с 6 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГГИЙ(21) 1927 (22) 040 (46) 15. 0 (72) В. Ю С.А. Поляк (53) 547,714/26.73288.Ганкиов и315,2 1, СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗОПРЕНА, нденсации изобутилена с фором в присутствии кислого каа с последующим разложением ЯО 46072 полученных продуктов на кальций.-фосфатном катализаторе, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью упрощения процесса, в качестве кислого катализатора используют моно- или поликарбоновые кислоты.2. Способ по п,1, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что преимущественно используют кислоты при.концентрации их в исходном растворе формальдегида 0,01-0,15 мас. Х.Изобретение относится к областиполучения изопрена из изобутиленаи формальдегида,Известен двухстадийный способ получения изопрена путем конденсацииформальдегида с изобутиленом при70-95 С в присутствии серной кислотыв количестве 1-15 мас.на исходнуюформалиновую шихту. Полученный при 10этом 4,4-диметилдиоксан,3 разлагается до изопрена на кальций-фосфатном катализаторе. Селективность превращения исходного сырья в диметилдиоксан (ДМД) 79-81 по формальдегиду; селективность превращения ДМД виэопрен 86-88 ,На первой стадии этого процессав результате взаимодействия формальдегида и изобутилена образуются масляный слой, содержащий в основномДМД и направляемый на разложение визопрен, и водный слой, содержащийсерную кислоту, катализатор, незначительное количество ДМД, формальдегид 25и побочные кислородсодержащие продукты, Переработка водного слоя предусматривает нейтрализацию серной кислоты щелочью и отгонку легких кислородсодержащих продуктов и формальдегида.Основным недостатком известногоспособа является сложность технологического оформления процесса вследствие образования солей, появляющихся при нейтрализации серной кислоты,Наличие солей в водном слое препятствует не только выделению из негопобочных продуктов, но и ликвидацииэтих продуктов, что приводит к значительному количеству химическизагрязненных стоков и безвозвратнойпотере реагентов.Для упрощения процесса предлагается в качестве кислого катализатораиспользовать моно- или поликарбоновыекислоты.Разложение полученных при конденсации продуктов осуществляют на. кальций"фосфатном катализаторе. Концентрация моно- или поликарбоновых кислот в исходной формалиновой шихтепредпочтительно 0,01-15 мас,%.Экспериментально установлено, чтопри проведении процесса конденсацииизобутилена с формальдегидом в интервале температур 80-180 С в присутствии карбоновых кислот селективностьпревращения формальдегида в целевые продукты 84-86 . Из водного слоя первой стадии после отгонки воды могут быть выделены побочные продукты и направлены на разложение, при этом получается дополнительное количество изопрена. При отгонке воды от смеси карбоновой кислоты и побочных продуктов не происходит осмоления последних (как в случае с серной кислотой) и поэтому, отпадает необходимость в стадии нейтрализации кислоты. При переработке продуктов конденсации в условиях высоких температур карбоновые кислоты легко разлагаются до продуктов, не влияющих на чистоту изопрена. Так щавелевая кислота разлагается до окиси углерода, двуокиси углерода и воды.Таким образом, описываемый способ обеспечивает существенное упрощение переработки продуктов, полученных на первой стадии, переработку побочных продуктов в целевые и исходные, упрощение решения вопросов, связанных со ,сточными водами.П р и м е р 1, В автоклав емкостью 350 мл загружают 177,4 г 33,8 - ного раствора формальдегида в воде, 80 г изобутнлена и 1,7 г малоновой кислоты. Автоклав выдерживают в качалке при 100 С в течение 120 мин. После удаления избытка иэобутилена получают 74,2 г масляного слоя и 146,7 г водного слоя. Масляный слой анализируют на хроматографе он имеет следующий состав (мас. ): вода 1,5; формальдегид,1,8; изобутилен .3,5; триметилкарбинол 6,7; ДМД 76,3; изоамиленовые спирты 1,2; побочные продукты 8,6, Водный слой разгоняют на ректификационной колонне. Отгон до 98 С после высаливания поташом весит 42,5 г и содержит (мас.%): триметилкарбинол 20,8; ДМЦ 74,6; воду 3,6; изоамиленовые.спирты 1,0. Остаток после отгона весит 12,5 г и имеет состав (мас. ): метилбутандиол 38,3; побочные продукты 61,7, Превращение формальдегида 89,7 , Селективность превращения формальдегида в целевые продукты 85,7(ДМД - 81,7 ; метилбутандиол 3,3 .; изоамиленовые спирты - 6,7%).П р и м е р 2. Повторяют опыт согласно примеру 1 с использованием в качестве катализатора продан,2,3- -трикарбоновой кислоты, взятой в количестве 0,7 г при 120 С в тече460721 Редактор Н.Сильнягина Техред И.Попович Корректор В.Гирняк Тираж 370 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Заказ 772 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,ние 120 мин. После анализа масляного и водного слоев рассчитанная селективность превращения формальдегида в целевые продукты 84 8Превраф О5 щение формальдегида 91,7 .П р и м е р 3. Повторяют опытсогласно примеру 1 с использованием в качестве катализатора бензолгексакарбоновой кислоты, взятой в коли честве 0,2 г, при 130 ОС в течение 30 мин. После анализа масляного и водного слоев рассчитывают выход целевых продуктов на превращенный формальдегид, составляющий 86, 1 . (ДМД 80,7 метилбутандиол 4,6% изоамиленовые спирты 0,8 ). Превращение формальдегида 88,7 ,П р и м е р 4. В автоклав с мешалкой емкостью 1 л загружают252,6 г 34 -ного водного раствораформальдегида, 164 г изобутилена и0,88 г двухводной щавелевой кислоты.После выдерживания автоклава при 25120 ОС в течение 60 мин и .Удаленияизбытка изобутилена получают 120,4 гмасляного слоя и 249,2 г водногослоя. Масляный слой состоит из(мас. ): изобутилена 3,0; формальдегида 3;6; ДМД 77,6; изоамиленовых спиртов 1,6; побочных продуктов 7,8. Водный слой разгоняют на ректификационной колонне. Отгон до 98 С после высаливания поташом весит 53,6 г и содержит (мас.%)ф триметилкарбинол 13,5, изоамиленовые спирты 1,91 ДМД 75,7; побочные продукты 8,9. Из остатка отгоняют воду в вакууме, и смолы в количестве 14,0 г состоят из (мас. ): метилбутандиола 35,2;побочных продуктов 64,8, Превращение формальдегида 72 Ж. Выход целевых продуктов от превращенного формальдегида 84,2(ДМД 78,2 ; метилбутандиол 4,8 ; изоамиленовые спирты 1,2).Во всех случаях получаемые. целевые продукты разлагают на кальцийфосфатном катализаторе до изопрена. Селективность превращения 86,88Побочные продукты из масляного и водного слоев соединяют вместе и также разлагают. Из 100 г побочных продуктов получают (в г): изопрен 18-20, изобутилен 6-8, реакционную воду 11-13, формальдегид 20-22. Превращение побочных продуктов 88-923.