Способ получения акриламида или метакриламида

САН ИЕ ОП ИИЗОБРЕТЕНИЯ(61) Зависимый от патента -) М, Кл. С 07 с 103/5 Государственный камнте Совета Министров СССРао делам изобретенийи открытий ОпубликованДата опубли 30.04.75, Бюллетень М 1 вания описания 14,11.75(Япо Иностранна ицуи Тоацу Кемик) Заявител я фирмал Инкоия) реитед ИЛИ ЕНИЯ АКРИЛАРИЛАМИДА ОСОБ ПОЛ МЕ2 ьвко- счетнояется ни ского пр невысоко ого недо- катализаю соль не- в количеИзобретение относится к области получения акриламида или метакриламида, которыемогут быть широко использованы в химической промышленности и в других отраслях народного хозяйства.Известен способ получения акрила мидаили метакриламида путем обработки акоилонитрила илп метакрилонитрила водой нлидонором воды в присутствии катализатора наоснове металлической меди, например медиРенея, меди Уильмана, с последующим выделением целевого продукта известными приемами.Недостатком такого способа явлзкая степень конверсии технологиче оцесса (48 - 50%), обусловленная йскоростью реакции,С целью устранения вышеуказаннстатка предлагается использоватьтор, содержащий промотор - меднуорганической или жирной кислотыстве 4 - 400 ррт в воде.В качестве промотора катализатора целесообразно использовать сульфат, нитрат,хлорид, бромид или йодид меди, а также медную соль жирной кислоты - уксусной, пропионовой, масляной, валериановой, капроновой,энантовой, каприловой, пеларгоновой, каприновой, ундекановой, лауриновой, тридекановой, миристиновой, пентадекановой, пальмитиновой, маргариновой, стеариновой, нонадекановой или арахиновой.Процесс можно проводить при повышеннойтемпературе - от 50 до 300 С.Количество используемого в процессе катализатора составляет 0,1 - 1000 г на 1 моль акрилонитрила или метакрилонитрила, а промо тор катализатора целесообразно братличестве от 5 до 400 частей/ млн. от ра го количества меди и остатка воды.Введение в катализатор промотора на основе соли меди позволяет повысить конверсию 15 технологического процесса до :71,5%.П р и м е р 1. Эксперимент проводят, используя известную аппаратуру,Нитрат меди добавляют к воде в количестве10 частей/млн. из расчета по чистой меди, Во ду подают со скоростью 700 г/час, а акрилонитрил - со скоростью 140 г/час. Температура реакции 120 С, средняя продолжительность процесса в реакторе 60 мин, давление в нем (измеренное по азоту) - 4 кг/см-. Количест во катализатора - меди Ренея - в реактооесоставляет 240 г.Результаты исследования полученной реакционной жидкости с помощью газовой хромаг)0 65 гтографии показывают образование 40 г/часакрилонитрила и 134 г/час акриламида и отсутствие иных продуктов, кроме акриламида,или каких-либо побочных реакций. Даннаявеличина соответствует степени конверсии71,5/о в отношении акрилонитрила. Указанные условия реакции поддерживают примернов течение трех дней. Анализ меди в реакционной жидкости показывает, что количество Си+составляет 13,5 частей/млн., а количествоСц очень невелико. Величина рН реакционной жидкости 6,5.Количественное определение иона меди осуществляют способом полярографии. В качестности, Сц+ показал одноступенчатое затуханиесигнала, соответствующее превращению:Сц - Сц+ Сц, следовательно, Сц+ определяют по первой ступени сигнала, а Сп+ плюсСц определяют по второй ступени сигнала.Для сравнения количество нитрата медиувеличивают в такой степени, что количествоСц становится равным 100 частей/млн., и реакцию продолжают. Результат анализа реакционной жидкости, спустя восемь часов показывает, что степень конверсии акрилонитрила вакриламид составляет 68,4/ Анализ меди вреакционной жидкости в указанный моментвремени показал, что количество Сц- составляет 160 частей/млп. и количество Сп-. былоочень небольшим. При повторснии указанноговыше эксперимента без добавления в водунитрата меди степень конверсии акрилопитрила в акриламид остается равной - 48 - 50 О/ов течение примерно трех дней после началапротекания реакции.П р и м с р 2. В чсгырехгорлую колбу смкостью 100 мл вводят 2 г меди Ренея, 25 г акрилонитрила и 25 г воды, в которой сульфатмеди растворят в таком количестве,что количество получаемого иона меди составляет 50 частей/млн., и смесьнагревают с обратным стеканием флегмы при температуре - 70 С в течение 2 час,причем одновременно осуществляют перемсшивание в атмосфере азота.Результат анализа реакционной жидкости,осуществляемого спосооом газовой хроматографии, показывает, что степень конверсииакрилонитрила в акриламид составляет 34,3/ои других побочных продуктов реакции не образовывалось.При повторении примера 1 с использованиемсульфата меди вместо нитрата меди степеньконверсии акрилоитрила в акриламид поддерживают равной 67 - 70% в течение трехдней, и с помощью газовой хроматографии,кроме акриламида, не было обнаружено никаких других продуктов,При повторении указанного выше эксперимента без добавления сульфата меди былонайдено, что степень конверсии акрилонитрила в акриламид составляет лишь 24,2%П р и м е р 3. Вместо сульфата меди, применяемого в примере 2, используют хлорид медии ведут процесс аналогично примеру 2, нагре 5 10 15 20 3".) :);) 40г ч) ,) О Г)5 вая смесь с ооратным стеканием флегмы втечение 2 час.Результат анализа полученной реакционнойжидкости с помощью газовой хроматографиипоказывает, что степень конверсии акрилонитрила в акриламид составляет 32, 2 О/ никакихдругих побочных продуктов реакции не обнаружено,Степень конверсии акрилонитрила в акриламид, спустя 1 час после начала реакции, составляет 18,1 О/о.При повторении эксперимента без добавления хлорида меди степень конверсии акрилонитрила в акриламид через 1 час после начала реакции составляет 13,0 о .П р и м е р 4. В четырехгорлую колбу емкостью 100 мл вводят 2 г меди Ренея, 26,5 гакрилонитрила и 18,0 г воды, в которой ацетат меди растворяют в таком количестве, чтоколичество иона меди составляет 100 частей//млн., и смесь нагревают с обратным стеканием флегмы 2 час при 70 С, причем одновременно осуществляют перемешивание в атмосфере азота.Резульа ат анализа полученной реакц явнойжидкости способом газовой хроматографиипоказывает, что степень конверсии акрилопитрила в акриламид составляет 18,3 Оо, никаких других пооочных продуктов реакции необнаружено.При повторном проведении экспериментаосз добавления ацетата меди, осуществляемого для сравнения, было найдено, что степеньконверсии акрилонитрила в акриламид составляет 13,2 О/О.П р и м е р 5, 10 г окиси двухвалсптной мели,ш)лученной из нитрата меди и каусгическойсоды, восстанавливают водородом, пропускаемым со скоростью 100 см/мин, при температуре 200 в 2 С в течение 4 час. 6,6 г акрилонитрила и 36,2 г воды, к которой добавля)отнитрат меди в таком количестве, что содержание иона меди составляет 50 частей/млн добавляют к указанной смеси, и смесь реагируетпри температуре 70 С в атмосфере азота в течение 2 час. Результат анализа реакционнойжидкости способом газовой хроматографиипоказал, что степень конверсии акрило,итрилав акриламид составляет 57,2% и обнаруженолишь очень незначительное количество побочных продуктов реакции.При повторном проведении реакции без дооавлсния нитрата меди, осуществлясмо;о длясравнения, было найдено, что степень конверсии акрилонитрила в акриламид составляет 45,3 о . П р и мер 6. В колбу вводят 6,6 г акрилонитрила и 36,0 г воды, к которой добавляют нитрат меди в таком количестве, что количество ионов меди составляет 50 частей/млн а также катализатор - 1 О г меди Уильмана, полученной известным способом, и смесь реагирует при температуре 70 С в атмосфере азота в течение 2 час.469243 меди сокращает Таблица 2 точное количество нитрата срок службы катализатора. Время реакции Степень конвер сии акрплонитрпла, % Количество в воде, частей/млн.час О 35,0 О 33,6о 10 29,0 14 О 28,3 500 18 19,7 500 22 10,2 26 500 30 500 20 Предмет изобретения Таблица 1 без сульфат хлорид ацетат нитрат дооавления 4,6 4.5 4,8 4,6 4,1 Составитель Т. Калинина Редактор Н, Спиридонова Техред Г. Дворина Корректор Т. Гревцова Заказ 274513 Изт Х 1406 Тираж 529 По ппнное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Типография, пр. Сапунова, 2 Результат анализа реакционной жидкости, осуществляемого способом газовой хроматографии, показывает, что степень конверсии акрилонитрила в акриламид составляет 38,9%, никаких других побочных продуктов реакции не обнаружено.При проведении данной реакции для сравнения в отсутствии нитрата меди конверсия акрилонитрила в акриламид составляет25 5%.П р и мер 7. В четырехгорлую колбу объемом 100 мл вводят 2 г меди Ренея, которую получают и промывают водой, 4,2 г метакрилонитрила и Зб,0 г воды, Реакцию проводят при температуре -80 С, атмосферном давлении и одновременном перемешивании.Результаты, полученные при добавлении солей меди в воду в таком количествс, чтооы содержание меди составляло 50 частеи%1 лн., приведены в табл. 1 Количество образующегося метакриламида (г) при добавлении солей медиП р и м е р 8. Используя ту же аппаратуру, что и в примере 1, и загружая в колбу 22 г меди Ренея, используемой в качестве катализатора, реакцию проводят в тех же условиях, что и в примере 1. Спустя 14 час после начала реакции, рассчитанная концентрация нитрата меди (по Сц) увеличивается от 10 до 500 частей/млн., и реакция протекает дополнительно 1 б час.В течение двух периодов конверсия акрилонитрила в акриламид изменяется, как указано в табл. 2, свидетельствуя о том, что избы 1. Способ получец 1 я акрцламида или метариламцда п) гсз ооработи акрилонитрилаили метакрилонцтрила водой цли доноромводы в присутствии катализатора на основеметаллическоц меди, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения конверсии, используют катализатор, содержащий промотор - медную соль неогранической или жирной кислоты30 в количестве 5 - 400 роя в воде,2. Способ по п. 1, отличающийся тем,что в качестве промотора катализатора используют сульфат, нитрат, хлорид, бромцдилц йодид меди.35 3. Способ по и. 1, отл цч а ю щц й с я тем,что в качестве промотора катализатора используют медную соль уксусной, пропиоцовой,масляной, валериановой, капроновой, энаптовой, каприловой, псларгоновой, капрцновой,40 ундекановой, лауриновой, тридекановой, мцристиновой, пентадека:овой, пальмптцновой,маргариновой, стеариновой, нонадекановойили арахиновой кислоты.