Способ получения ангидрида янтарной кислоты

Союз Советских Социалистических РеспубликОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(51)М. Кл.г . олнительное к авт. свид-ву 22) Заяв но 1601.78 (21) 2569037/23-04нением заявки Митетиковано 150380, Бюллетень Р 10 присо С 07 С 55/ С 07 С 51/ осударствеиный ком СССР по делам изобретен и открытий) Приор Опубл Дата о УДК 547,4 б 1.4 ,07 (088. 8) ликования описания 1503 2) Авторыизобретени,А.Авотс, В.А,Куплениек и Д.Р.Крейл 1) Заявитель Ордена Трудового Красного Знамени институторганического синтеза АН Латвийской ССР 4) СПОСОБ П ТА РНОЙ КИСЛОТЫ НИЯ АНГИДРИ О Изобретение относится к органическому синтезу, конкретно к способу получения ангидрида янтарной кислоты, который иепользуют в производстве продуктов химизации сельского хозяйства,Известен способ получения ангидФрида янтарной кислоты путем гидрирования непредельных соединений с использованием порошкообразного катализатора - соединений палладия, платины и рутения.Процесс проводят в отсутствии растворителей, в периодически работающем автоклаве, при высокой темпера.туре, что усложняет технологию производства 1.Наиболее близким к изобретению г по технической сущности и достигаемым результатам является непрерывный способ получения ангидрида янтарной кйслОты путем гидрирования малеинового ангидрида в растворе диоксана в проточном реакторе над слоем катализатора, в качестве которого применяют молибдаты, вольфраматы, хроматы или ванадаты меди или кобальта или никеля при 20-150 С и давлении водорода 100-250 атм, Производительность .алособа составляет 84 г/ч л 2 . Недостатками способа являются ни кая производительность и пвименени сравнительно вчсокого давления.Цель изобретения заключается в упрощении процесса и повггиеггии производительности.Поставленная цель достигается описываемым непрерывным способом получения ангидрида янтарной кислоты путем гидрирования малеинового ангидрида в растворе диоксана при концентрации 30-35 в проточном реакторе на катализаторе, палладий на угле, обччно при температуре 88-95 ОС, давлении водорода 40-60 атм, который циркулирует через слой катализатора со скогзостью 40-50 л,ф /ч л(эффективные литры в час на литр катализатора).После окончания реакции гидрогениэат охлаждают, Выкристаллизонав - шийся янтарный ангидрид отфильтровчвают, а маточник направляют на приготовление нового исходного раствора малеинового ангидрида, Проиэвггдительность процесса составляет 410-550 г/ч лОтличительными признаками ппоцесса является использование раствора малеинового ангидрида в дноксане,30-55-ной концентрации и проведении процесса при катализаторе, палладий на угле, под давлением водорода 40- 60 атм, который циркулирует через слой катализатора со скоростью 40- 50 л /ч л с последующей рециркуляцией в процесс отработанного диоксана после выделения из него кристаллизацией янтарного ангидрида, что позволяет упростить процесс и повысить производительность, 1 ООсобенностью предлагаемого способа является сочетание признаков. Применение промышленного катализатора КДФ (палладий на угле 1 и принудительная циркуляция водорода через 35 стационарный слой катализатора позволяет работать при оптимальной температуре 90 ОС и низком давлении - 60 атм ( в известных способах 100- 250 атм), а также повышает произво- Щ дительЬость в 5 раз по сравнению спрототипом. Благодаря рециркуляции растворителя диоксана выход от теоретически возможного составляет 93.Принудительная циркуляция водорода увеличивает турбулентность потока н каталитическом слое и, вследствие этого, скорость массообмена на поверхности катализатора (интенсивный перенос водорода из газовой фазы на поверхность катализатора) . Циркуляция водорода осушествляется газо-циркуляционным насосом, который перемешает водород по замкнутому контуру; ,насос-каталитический слой реактора- сепаратор-насос.Кристаллизация янтарного ангидрида,и возврат диоксана (маточника кристаллизации) для растворения свежего малеиноного ангидрида осуществляется периодически в емкости для 4 О приготовления раствора. Рециркуляция .диоксана повышает выход целевого продукта на 1-2, так как маточник после фильтрации содержит небольшие количества непрореагировавшего малеи нового ангидрида и янтарного ангидрида, Благодаря рециркуляции диоксана содержание ангидридов в нем остается на постоянном уровне после каждой операции, В процессе кроме янтарного ангидрида образуются небольшие количества побочных продуктов (Т-буктиролактон, тетрагидрофуран), которые накапливаются в диоксане и вызывают необходимость частичной регенерации диоксана.Основным преимушеством предлагаемого способа является повышениепроизводительности от 84 г/чл известным способом, до 410-500 г/ч л предлагаемым способом, т,е. в 5-6 раз,60 что очень важно,в производстве (л- литр катализатора), Кроме того, процесс протекает при невысоком давлении (40-70 атм, в известных способах 100-250 атм), благодаря рециркуляции водорода и растворителя, расход их невелик. Процесс является непрерывным и легко поддается автоматизации, что соответствует требованиям химической промышленности.П р и м е р 1, В реакционную трубку трубчатого реактора внутреннего диаметра 25 мм загружают 200 мл (112,5 г) катализатора КДФ (палладия на угле), Включают обогрев реактора и циркуляцию водорода со скоростью 10 лФ/ч, чему соотнетстнует50 л Ф/лил(л ,р - литр сжатого газа), По достижении 88 С в реакторе начинают доэируюшим насосом подавать в верхнюю часть реактора 30-ный раствор малеинового ангидрида в 1,4-диоксане. Плотность раствора 1,14 г/мл, Скорость подачи раствора 250 мл/ч, По мере израсходования водорода (о чем судят по снижению давления) его дополняют иэ баллона до давления 60 атм в реакторе, Гидрогенизат иэ нижней части реактора непрерывно стекает в сепаратор,где отделяется от водородаи периодически выпускается в сборник,находящийся под атмосферным давлением. В снязи с низкой растворимостью янтарного ангидрида (5-6) в диоксане при комнатной тем ературе сепаратор и выпускной вентиль нагревают до 40-50 ОС. Янтарный ангидрид иэ гидрогенизата выделяют охлаждением его до 10-13 С и фильтрованием. Около 10 от обшего объема маточника передается на регенерациюперегонкой, остальной маточник используется для приготовления нового исходного раствора малеинового ангидрида (с добавлением свежего диоксана),В течение 8 ч подают 2,0 л раствора (2,28 кг) т.е. 684 г малеинового ангидрида, 1596 г диоксана и 20 г водорода (весовое соотношение 1;2, 33:0,03), После кристаллизации и сушки получают 6 59 г сухого янтарного ангидрида (т,пл. 119,5 С), чтосостанляет 94,5-ный выход от теоретически возможного, производительность (также скорость накопления янтарногоангидрида) 412 г/ч л. П р и м е р 2. В каталитический реактор как в примере 1 (емкость катализатора 200 мл) при начальном давлении водорода 40 атм и его циркуляции со скоростью 8 л /ч подают 35-ный раствор: 682 г малеиноногоангидрида н 1266 г диоксана - маточника от предыдуших операциЯ (весовое соотношение мал.ангидрид:диоксан:водород=1:186:0,03). Подача раствора со скоростью 280 мл/ч продолжаетсяб ч,После кристаллизации и сушки получают 649 г сухого янтарного ангидрида (т.пл, 1190 С),что составляет 93,3-ный выход целевого продук -та, производительность 540 г/чл,721406 Формула изобретения Составитель Е.уткинаРедактор Т.Девятко . Техред О.Легеза Корректор Е.Папп Заказ 74/19 Тираж 495 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета. СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Филиал ППП Патент, г,ужгород, ул,Проектная,4 П р и м е р 3, Все условия эксперимента как в примере 2 за исключениемтого,что 682 г малеинового ангидридарастворяют в 1266 г чистого диоксана,Подача раствора со скоростью 280 мл/чпродолжается также 6 ч, После кристаллизации и сушки получают 640 г су 5хого янтарного ангидрида (т.пл.119,5 С), что составляет 92,0-ныйвыход целевого продукта, производительность 533 г/ч л,10 Способ получения ангидрида янтарной кислоты путем гидрирования малеи нового ангидрида в растворе диоксана в проточном реакторе непрерывным методом при повышенных температуре и давлении на катализаторе, о т л ич а ю ш и й с я тем, что, с цельюупрощения процесса и повышения производительности, используют раствормалеинового ангидрида в диоксане 3035-ной концентрации, а в качествекатализатора - палладий на угле поддавлением водорода 40-60 атм, который циркулирует через слой катализатора со скоростью 40-50 л /ч л сзаКпоследуюшей рециркуляцией в процессотработанного диоксана после выделения иэ него кристаллизацией янтарного ангидрида,Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент Японии 9 48-7609,кл, 2(2) - 15(67), опублик1973,2, Патент Великобритании Р 987326кл, 2 С 2, опублик. 1965 (прототип).