Способ непрерывного получения многоатомных спиртов

5473 ОП ИСАН И ЕИЗОБРЕТЕНИЯИ ПАТЕНТУ Союз Советских Социалистических Республик(33) Францц Государственный комите Совета Министров СССР72) Лвторы =ооретени Иностранцырж Гоброн и Рооерт Пипоц (Франция) Иностранная фирм Юзин де Мелль (Франция) 1) Заявитель(54) СПОСОБ ПРЕРЫВНОГО ПОЛУЧЕНИЯ МНОГОАТОМНЪ 1 СПИРТОВкторе, состоящем ической трубы, соде нну, в которой теснь Изобретение относится к способу получе- )1 Пя многоатомных спиртовкоторые находят разнообразное применение в органическом синтезе.Известен способ получения многоатомных спиртов гидрированием сахаров прц нагревацьц до 100 в 1 С в присутствии суспендироВаццого неикелевого катализатора (1).Однако необходимость отделения катализатора от реакционной массы путем фильтрации снижает производительность процесса. Кроме то-о, использование насосов для рециркуляциц катализатора приводит к быстрому измсльчению катализатора, что впоследствии затрудняет его отделение.Для обеспечения самопроизвольной циркуля зпи и рециркуляции катализатора и повышение его производительности по предлагаемому способу процесс рекомендуется осуществлять,в реакционном ооъеме, отношение,высоты которого,к диаметру равно 5 - 66, в среде цнертного органического растворителя и избытке водорода, предпочтительно в 3 - 6 раз превышающем количество водорода, необходимого для реакции.Процесс ведут в реа з вертикальной цилиндр ржагцей реакционную ва Й контакт между водородом и соединение;,1, подлежащцх 1 гцдрцрованцО, ОоеспечпВа)от за счет с льного потока избыточного водорода. Реакцонцая ванная содержит 20 - 90 )Вес. % растворителя, растворяющего цсходцый ц целевой продукты гцдрцроьаця, Растворцтель до;Же)1 иметь техНсратуэ кипения, прев)1- цаОщу)О те.; пературу реакции ц быль химически пнертцьм В условиях реакциц. )Кцдкость, составля)ощая вашу, представляет с.- ООЙ В ее ццжнеЙ асти соединение, подлежа 1- щее гпдрпрованц)о, в верхней части в осцо- нох находится п 130 дкт цлп Гродукты реакции гцдрцрованця, а в средней части состав се Ванны промежуточный между этими дВум 1 крайними составамц,Б качестве растворителя можно использовать спирт цлц многоатомный спирт, такой как этанол, н-бутацол, этцл-бутанол, цлц 1 ссплпт, сло кны)1 эрпр, такой как н-бтп,)- ацетат, этцл-гексцлацетат, эпл-гексаноат этцл-гекспла, ) глсводород, такоц как кс,)- ццклододскац, простоЙ эфир, такОЙ как окись н-оутцла, эфир полцалкцлецгликоля, фенол, такой как Ооычный фснол, толуол илц амин, такой как ццглогексцламцн и т. д. Плц сх)сс. этих ВецсстВ. РастВОрцтель может Оыть идентичным с целевым продуктом гцдрцрова 5471733нця, например и. может оыть кс 1 лР 1 т, еслипдрируот ксилозу.Следует отметить, что благодаря присутствию в ванне растворителя образующаяся при гидрировании реакционная вода при отгонке удаляется вместе с растворителем. Таким образом, реакционная ванна практически нс содержит воду, что повышает скорость реакции. При пспользован 1 ш растворителя, в котором вода цли плохо растворяется илп це растворяется, после конденсации паров, увлекаемых избытком водорода, эту воду можно удалить простой дека цтацией, избегая, таким образом, стадии дистилляцпи.Катализатор гпдрирования представляет сбой тонко распределенную суспензию, В зависимости от сосдпцсция, подлежащего гидрцрованию, можно пользоваться, например, ццкслсм ца носителе, медью ца носителе и т. д,1 эабо 1 уо температуру выбирают в зависимости от соединения, подлежацего гидрировацпо, Она может быть, например, 50 - 150 С. Рекомендуется, чтобы оца была ца 20 - 30 С ниже точки кипения растворителя при рабочем давлении, которое может быть равным атмосферному давлецшо или отличаться от него.Водород вводят в нижнюю часть реактора, а соединение, подлежащее гидрированию, непосредственно над тем местом, в которое вводится водород.Жидкость, содержащую продукт, удаляют из верхней части ванны, несколько ниже верхнего уровня ванны, устанавливаемого во время протекания рабочего процесса. При правильной регулировке подачи гидрируемого соединения по этому способу можно получать реакционный продукт, практически не содержащий исходного вещества. Так, максимальная скорость подачи гидрируемого реагента выбирается таким образом, чтобы продукт, удаляемый из верхней части ванны, содержал не более 100 в 1 вес. ч. на 10 непрореагировавшего реагента.Количество подаваемого водорода должно быть таким, чтобы избыток его по объему в 3 - 6 раз превышал объем водорода, потребляемого прп реакции в единицу времени. Однако процесс можно вести, используя как значительно меньшее количество водорода при снижении скорости получения продукта на единицу объема ванны, так и со значительно большим количеством, На практике сечение реактора рассчитывают таким образом, чтобы расход избыточного водорода был,в пределах 4 - 10 м/ч дм.Жидкость, непрерывно удаляемую из верхней части ванны, направляют в аппарат для декантации, в котором происходит отделение шлама, содержащего катализатор, от продуктов реакции. Шлам направляют обратно в реактор, а верхний прозрачный слой жидкости, не содержащий более катализатора, удаляют из установки и обрабатывают Рзвестны 5 10 20 25 ЗО 35 40 45 50 55 цО 65 4ми спосооами для выделения ее компонентов и для рекуперацпп растворителя, который повторно используют для,выделения целевого продукта гидрирования.Предлагаемый способ осуществляют в реакторе, который представляет собой вертикальную цилиндрическую трубу 1, оборудованную в нижней части устройством для обогрева 2, например змеевиком для водяного пара. Этот реактор содержит реакционную ванну, верхний уровень которой стабилизируется во время протекания рабочего процесса на уровне 3. В нижноо часть ванны по трубопроводу 4 поступает водород, нагнетаемый насосом 5 и распределяемый при помощи классического устройства б, например перфорированной или пористой пластины, перфорцрованной трубки и т. д. В ванну непосредственно над устройством 6 подается исходное, подлежащее гидрировацию соединение и растворцтель, Исходное соединение вводят по трубопроводу 7 цлц в расплавленном состоянии, если оно представляет собой твердое вещество прц обычной температуре, или диспергцровацным в растворителе. Все необходимое количество растворителя можно вводить илп полностью или частично по трубопроводу 8. Введение растворителя необходимо для того, чтобы компенсировать жидкость, удаляемуо из верхней части ванны,Реакционную смесь удаляют непрерывно по трубопроводу 9 и подают в аппарат для декантации 10, откуда смесь жидкости и выпадающего в осадок катализатора направляют в нРжноо часть ванны по трубопроводу 11, в то время как по трубопроводу 12 удаляют некоторое количество прозрачной жидкости, необходимой для того, чтобы объем ванны оставался постоянным. Эту жидкость обрабатывают обычными способами для рекуперации растворителя, который направляется обратно в ванну и для выделения целевого продукта, который и собирают.Из верхней части реактора, по трубопроводу 13 удаляют избыточный водород, содержащий увлеченные им частицы растворителя и реакционной воды. Этот отходящий поток направляют в конденсатор 14, в котором увлеченные пары конденсируются. В разделителе 15 газ отделяют от сконденсировавшейся жидкости и засасывают в трубопровод 16 насосом 5. К этому газу по трубопроводу 17 добавляют свежий водород, устанавливая постоянный расход газообразного потока. По трубопроводу 18 отбирают газ для контроля степени чистоты водорода в системе.Растворитель, сконденсировавшийся в конденсаторе 14, отделяют от водорода в разделителе 15 и подают обратно в Рванну по трубопроводам 19, 20 и 11 полностью или частично, соблюдая постоянной концентрацию продукта, подлежащего гидрированию, в нижней части реактора.Реакционную воду удаляют либо путем декантации в декантаторе 22, из которой ниж547173 15 ний слой воды или удаляют по труоопроводу 23, если вода не растворяется в растворителе и образует отдельный слой, или путем дистилляции избытка растворителя, отбираемого по трубопроводу 21.П р и м е р. Получение ксилата гидрированием ксилозы производят в реакторе 1 высотой 2,8 м и с внутренним диаметром 54 мм. Трубопровод 9 расположен на высоте 1,4 м от основания реактора. Емкость аппарата для декантации 10 2 л.Реакционная ванна в начале процесса содержит 85 вес. % 80%-ного (по объему) этилового спирта и 15 вес. % ксплита. К этой смеси прибавляют 280 г никелевого катализатора на носителе. Реакцию проводят при давлении 5 атм и температуре реакционной ванны 100 С.В нижнюю часть реактора вдувают 1 м/ч водорода, содержание которого 95 об. % поддерживают благодаря удалению части газа по труоопроводу 18. В нижнюю часть реактора подают 1120 г/ч 15%-ного раствора ксилозы в 80%-ном этиловом спирте.Водный, сконденсировавшийся в конденсаторе 14 этиловый спирт полностью направляется обратно в реактор, а раствор ксилита отоирают по трубопроводу 12 таким образом, чтобы уровень жидкости в реакторе был постоянным.Выход ксилита составляет 99,8%.Формула изобретения1. Способ непрерывного получения многоатомных спиртов путем гидрирования сахаров при нагревании в присутствии суспеидированного катализатора гидрирования, например никеля на носителя, с последующим выделением целевых продуктов, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения производительности процесса и обеспечения самопроизвольной циркуляции катализатора, процесс ведут в реакционном объеме, отношение высоты которого к диаметру равно 5 - 66, в среде инертного органического растворителя и избытке водорода.0 2. Способ по п, 1, отл и ч а ющи й ся тем,что водород подают в количестве, в 3 - 6 раз превышающем количество водорода, необходимого для реакции.Источник информации, принятый во внимание при экспертизе:1. Лвторское свидетельство СССР63812, С 07 с 31/26, 1944 г. (прототип).