Способ получения вторичного бутилового спирта

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик 11 734182 К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(72) Авторы изобретения Ярославский политехнический институт, Научно-исследовательский институтнефтехимического производства и Салаватский ордена Ленинанефтехимический комбинат им. 50-летия СССР(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВТОРИЧНОГО БУТИЛОВОГО СПИРТА1Изобретение относится к усовершенствованному способу получения вторичного бутило.ного спирта, являющегося важным полупро.дуктом в различных синтезах, в основном в производстве метилэтилкетона и находящего практическое применение в качестве селектив 5 ного растворителя нитролаков, ацетатов целлюлозы, синтетических и природных смол и экстрагента жиров.Известен способ получения втор-бутилового спирта прямой гидратацией жидкого бутена на катионитах (11 Жидкий бутен непрерьтв. но гидратируют водой при 100 С - 130 С на катионообменной смоле. Мольное отношение вода:олефин 173 : 1, Получаемый в результате реакции бесцветный водный раствор содержит 1,7% вес, втор-бутилового спирта, что соответствует конверсии бутенов около 70%, Недостатком этого способа является незначительный срок службы используемых сульфока- тионитов вследствие высокой температуры процесса. Кроме того, процесс характеризуется высокими энергетическими расходами, свя. занными с. необходимостью выделения вторФ 2бутилового спирта из водного раствора, кон. центрация спирта в котором составляет всего лишь 1,7 вес.%.Другой промышленный способ получения втор.бутилового спирта заключается в серно. кислотной гидратации и-бутенов. Процесс со. стоит из двух стадий.На первой стадии бутанбутиленовую фракцию, очищенную от иэобутилена, обрабатывают 70 - 80%-ной серной кислотой при 45 С и давлении 10 ата. Полученную при этом 2- -бутилсерную кислоту на второй стадии направляют на гидролиз. Выход втор-бутилового спирта на н-бутены составляет 70 - 75% (от теоретического) . / В качестве побочных про. дуктов образуется ди.втор-бутиловый эфир, полимерные и сернистые соединения 21. Не достатками этого способа является низкий выход втор-бутилового спирта (70% от теоретического), сильное корродирующее действие разбавленной серной кислоты, приводящее к необходимости использования специальной аппаратуры, кроме того, вследствие снижения концентрации с 70 - 80 до 20 - 30% требуется3сложная система кислотооборота, а наличиесернистых и полимерных примесей вызываютнеобходимость тщательной очистки,Целью изобретения является упрощениепроцесса и повьппение чистоты целевого продукта, а также увеличение выхода.Поставленная цель достигается предложеннымспособом, в котором втор-бутилацетат подвергают переэтерификации злифатическими С, - Сспиртами в присутствии катализаторов переэтерификации алкоголята металлов 1 или Ч-ойгруппы Периодической системы при мольномотношении втор-бутилацетат: спирт, равном3,0 - 7.,5: 1. Выход втор-бутилового спиртаколичественный,При этом процесс переэтернфикации идетпри комнатной температуре, однако оптимальной является температура кипения реакционной смеси. В качестве алкоголята металловпредпочтительно используют алкоголяты натрия, калия, .титана .и других металлов 1 или1 Ч групп Периодической системы, Концентрация каталйзатора составляет 2 - 10 вес. о поотношению к реакционной массе,При использовании в качестве спирта н-бутанола вначале из реакционной зоны выводится образующийся втор-бутиловый спирт. Вэтом случае сдвигается равновесие в сторонуобразования втор-бутилового спирта и полногоисчерпания н.бутанола и тем самым исключается образование азеотропа н-бутанол - н-бутилацетат (из соотношения 3: 1),При использовании н.амилового спиртатакже вначале выводится образующийся вторбутиловый спирт до полного исчерпываниян-амилового спирта и тем самым исключаетсяобразование азеотропа н.амиловый спиртн. амилацетат.В случае применения метилового, этиловогои изопропилового спиртов вначале из реакци.онной зоны выводятся образующиеся соответствующие метил-, этил-, изопропилацетаты.Затем после этого отбирается образовавшийсявторичный бутиловый спирт.П р и м е р 1. В колбу, снабженную насадочной колонкой, вносят 580 г(5 моль)втор-бутилацетата, 74,0 г (1 моль) н-бутаноли 32,7 г бутилата натрия (5 вес,% от реакционной смеси), Образующийся втор-бутиловый спирт в количестве 72,52 г (0,98 моль)отбирают с верха колонки. Чистота втор-бутилового спирта 99,85% подтверждена хроматографически. В кубе ректификационной колонны с помощью хроматографического методане обнаружено н-бутанола, После отгонкиизбытка втор-бутилацетата вьщеляют н-бутилацетат в количестве 113,68 г. Выход 98 молЧистота 99,3% подтверждена хроматографи че 734182 4П р и м е р 2, 348 г втор.бутилацетата(3 моль), 74,0 г н-бутанола (1 моль) и21,1 г бутилата натрия загружают в стеклянный реактор, описанный в примере 1. Образуницийся втор-бутиловый спирт в количестве72,15 г (0,975 моль) отбирают с верха колонны. Количество выделенного н-бутилацетата113,1 г, Выход 97,5%, Чистота втор.бутилового спирта и н-бутилацетата аналогичны при 1 о меру 1.П р и м е р 3. 406 г втор-бутилацетата(3,5 моль), 37,0 г н-бутанола (0,5 моль) и13,29 г бутилата натрия реагируют при комнатной температуре в установке, описанной15 в примере 1. С верха колонны выделяют образующийся втор-бутиловый спирт в количест.ве 36,45 г (0,4925 моль). Количество выделен.ного н-бутилацетата 57,13 г (0,4925 моль),Выход 98,5%. Чистота втор-бутилового спирта20 и н-бутилацетата аналогичны примеру 1.П р и м е р 4. Переэтерификацию ведутаналогично примеру 1, Количество бутилатанатрия составляет 2% от веса реакционноймассы. Выход и чистота втор-бутилового спир 25 та и н-бутилацетата аналогичны примеру 1.П р и м е р 5, Переэтерификацию ведутаналогично примеру 1. В качестве катализатора переэтерификации используют бутилаткалия. Выход и чистота втор-бутилового спиртаЗО и н-бутилацетата аналогичны примеру 1,П р и м е р 6, 11 ереэтерификацию ведутаналогично примеру 1. Количество бутилата, натрия составляет 10% от веса реакционнойсмеси. Выход и чистота втор-бутилового спир 35 та и н-бутилацетата аналогичны примеру 1,П р и м е р 7. Переэтерификацию ведутаналогично примеру 1. В качестве катализатора переэтерификации используют бутилаттитана. Выход и чистота втор-бутилового спирта и н.бутилацетата аналогичны примеру 1,П р и м е р 8, 870 г втор-бутилацетата(7,5 моль), 32 г метанола (1 моль) и 27 гметилата натрия загружают в стеклянный реактор, описанный в примере 1. С верха колон 45 ны выделяют образовавшийся метилацетат вколичестве 60,26 г (0,815 моль) в смеси снепрореагировавшим метанолом (5,41 г).Затем выделяют втор-бутиловый спирт в количестве 60,26 г (0,815 моль) и иэ куба вы.50 деляют избыток втор-бутилацетата, Выходвтор-бутилового спирта на прореагировавшийметанол 98%. Чистота втор.бутилового спиртааналогична примеруП р и м е р 9. 290 г втор-бутилацетата55 (2,5 моль), 23 г этанол (0,5 моль) и9,4 г этилата натрия взаимодействуют при ,%комнатной. температуре в реакторе, описан ски., ном в примере 1. Образовавшийся этилацетаСоставитель Е, ЩипановаРедактор Л. Новожилова Техред С.Мигай Корректор М, Пожо Тираж 495 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5Заказ 1999/32 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 5 7341 в количестве 37,44 г в смеси с непревращен. ным этанолом (3,13 г) отгоняются с верха колонны. Образовавшийся втор-бутиловый спирт выделяется с верха колонны в коли. честве 31,48 г. Выход 98,5%. Из куба колонны выводят избыток втор-бутилацетата. Чистота вторбутилового спирта аналогична примеруП р и м е р 10. 290 г втор-бутилацетата(0,5 моль) и 9,3 г изопропилата натрия взаимодействуют при 20 С в стеклянном реакторе, описанном в примере 1. Образовавдддийся изопропилацетат в количестве 45,41 г(0,445 моль) в смеси с непрореагировавшим5 изопропэнолом (2,88 г) выводится с верха колонны. Втор-бутиловый спирт вьщелен в количестве 32,91 г (0,445 моль). Выход 98,4% . Чистота втор-бутилового спирта аналогична примеру 1, 20П р и м е р 11. 580 г втор.бутилацетата (5 моль), 88 г н-амилового спирта (1 моль), 20,0 г амилата натрия помещают в реактор, описанный в примере 1. Образующийся вторбутиловый спирт в количестве 72,89 г 25 (0,985 моль) выводят с верха колонны, Выход 98,5%. В кубе ректификационной колон. ны с помощью хроматографического метода не обнаружено н-амилового спирта. Избыток .втор-бутилацетата и н.амилацетата 127,4 г ЗО(0,98 моль) выводят из куба. Чистота намилацетата 98,9% подтверждена хроматографически. Чистота втор-бутилового спирта аналогична примеру 1.Предлагаемый процесс имеет преимущества З 5 перед известным способом получения вторбутилового спиртаповышается выход целевого продукта с 70 - 75 мол,% (90 - 100 вес,%) в известном 82 6способе до 98 - 99 мол,% (до 129,5 вес.%) в предлагаемомуменьшается коррозчя аддддаратуры;улучшаются условия труда;повышается чистота получаемого продукта(100% спирт);сокращается количество загрязненных сточньдх вод;одновременно с втор-бутиловым спиртом образуются с высоким выходом ценные продукты - алкилацетаты,Формула изобретения 1. Способ получения вторичного бутилового спирта, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения процесса и повышения чистоты целевого продукта,а также увеличения выхода, вторичный бутилацетат переэтерифицируют алифатическим С, - С-спиртом при мольном отношении вторичный бутилацетат: спирт, равном 3 - 7, 5:1, в присутствии алкоголята металла 1 или Ч групп Периодической системы,2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что процесс ведут при температуре кипения реакционной смеси.3. Способ по п, 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что в качестве алкоголятов металиов используют алкоголяты натрия, калия, титана, в количестве 2 - 10 вес,%. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Патент Англии И 1374368, кл. С 2 С,опублик. 1974.2, Мушенко Д, В. Синтез бутилсерной кис.лоты, ЖПХ, 19 бб, вып. 4, с, 851 - 857 (прототип),