Способ получения изоамиленовых спиртов

(5)5 С 07 С 33/025, 29/60 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТАТЕНТУ Изоамиленовые спирты получают жидкофаэной дегидратацией З-метил, 3-бутандиола в присутствии кислотного катализатора. Реакционную смесь выдерживают в реакторе 3 - 15 мин при темпера 1 уре 90 - 115 С и давлении, обеспечивающем отсутствие кипения, затем ее подают в теплообменник, повышают температуру на 5 - 25 С выше температуры выдержки смеси с повышением давления на 50 - 250 кПа, после чего подают нэ стадию отгонки с одновременным дросселированием давления до первоначального, где целевые продукты отгоняются за счет тепла перегретой реакционной смеси. а неиспарившиеся продукты возвращают на дегидратацию. концентрации катализатора. Так при низких концентрациях кислоты (0,5-1 %) основными продуктами реакции являются иэопропенилэтиловый спирт (42-51%) и диметилвинилкарбинол (32 - 35%). Содержание диметилаллилового спирта в катализате не превышает 3-4%, Иэопрена образуется 9- 16%. В присутствии 2%-ной Н 2504 относительное содержание изоп ропенилэтилового спирта и диметилвинилкарбинола в каталиэате снижается соответственно до 30 и 28%, а содержание изопрена возрастает до 38%. При повышении концентрации кислоты до 5 - 10% селективность образования изоамиленовых спиртов еще больше снижается, основным продуктом процесса становится изопрен (65-72%).При осуществлении известногоемпературе кипения реакцион 1-102 С, концентрации 3-мети иола в исходной смеси 50,О О О способа ной смел.3-бумас.% и при т си 10 танд Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗОАМИЛЕНОВЫХ СПИРТОВ(57) Использование: исходное сырье дляполучения сиНтетических душистых веществ и витаминов А и Е, Сущность изобретения: продукт - изоамиленовые спирты -З-метил-бутен-З-ол, З-метил-З-бутен-ол,З-метил-бутен-ол, Б.ф, С 5 Н 1 оО. Конверсия 93,6 - 95,9%, селективность 83,3 - 86,9%,производительность 53 - 106 кг с 1 м в час. Изобретение относится к способам получения иэоамиленовых спиртов - диметилвинилкарбинола (З-метил-бутен-З-ол), иэопропенилэтилового (3-метил-бутен- ол) и диметилаллилового (3-метил-бутен- ол), являющихся исходным сырьем для получения синтетических душистых веществ и витаминов А и Е,Известен способ получения изоамиленовых спиртов дегидратацией З-метил,3- бутандиола в кипящем водном растворе в присутствии кислотного катализатора с непрерывной отгонкой образующихся иэоамиленовых спиртов, Выход иэоамиленовых спиртов достигает 83 мол,%.Недостатками известного способа являются низкая селективность образования изоамиленовых спиртов и низкая производительность процесса,При осуществлении известного способа селективность процесса резко зависит от ЯО, 2000294 Спроцесса,Поставленная цель достигается предлагаемым способом получения изоамиленовых спиртов, согласно которому водный рлсрсор З-метил,3 бутандиола, содержа- З 0 при кислотный катализатор, подвергают яз дкоряазнгрй дегидратации, для чего реакционную смесь выдерживают е реакторе 3- 15 мин при температуре 90 - 115 ОС и давлении, обеспечивающем отсутствие ки пения, затем подают в теплообменник и повышают температуру на 5-25 С выше температуры выдержки смеси с соответствующим повышением давления на 50-250 кПА, обеспечивающем отсутствие кипения, 40 после чего подают на стадию отгонки с одновременным дросселированием давления до первоначального, где целевые продукты отгоняются за счет тепла перегретой реакционной смеси, а неиспарившиеся продук ты возвращают на стадию дегидратации.Отличительными признаками способа является проведение дегидратации 3-метил,3-бутандиола и отгонки образовавшихся целевьрх продуктов на раздельных 50 стадиях, причем отгонку изоамиленовых спиртов осуществляют путем перегрева реакционной смеси (с соответствующим повышением давления) и подачи ее на стадию отгонки с одновременным дросселированием давления до первоначального, где целевые продукты отгоняются за счет тепла перегретой реакционной смеси.Экспериментально установлено, что разделение стадий дегидратации и отгонки концентрации серной кислоты 1 мас,Ь время, необходимое для 64 о -ной конверсии 3-м .гил 1 З-бутандиола, составляет 4 ч, С учетом селективности это соответствует производительности процесса менее 50 г изоамиленовых спиртов с 1 л реакционной смеси в час.Увеличение концентрации кислоты до 3 г;озволяет сократить время, необходимое для 60;ь-ной конверсии, до 2 ч, однако реэкгре снижение селективности (менее 44".Ф,) осгавляет выработку изоамиленовых спиГртср,р практически на прежнем уровне ,около 52 г с 1 рр В час).У";с 1 мррльная селективность способа ,",:,:рлюдэется при низкой концентра ии ко р ализа 1 ора (0,1;/ Н 250 ц), когда произв рррительнос;ь процесса составляет менее 25 г изоамиленовых спиртов с 1 л реакциф;нной смеси В час,В качестве катализатора процесса, кроме серной кислоты, могут использоваться щ,ргелевал кислота и другие,елью изобретения является повышене селекрияности и производительности 5 10 15 20 25 целевых продуктов, а также проведение гртгонки путем дросселирования давле ияпредварительно перегретой реакционнойсмеси приводит к повышениро селективности процесса, причем селективность не зависит от концентрации катализатора,Благодаря этому становится возможнымпроводить процесс при более высоких концентрациях кислоты и сочетать высокуюконверсию 93,6 - 95,9% с высокой селективностью 83,3 - 86,9 , что позволяет повыситьпроизводительность процесса с 50 г литрареакционного объема до 106 г, т е, более чемв 2 раза,П р и м е р 1, 2350 кг/ч З.метил,3-брутандиола смешивают с циркулирующим реакционным водным слоем и полученнуюсмесь, содеркащую 1,01 ЫО ь 35,ь 3-метил,3-бугандиола, 10;/о побочных грродуктов и 54% воды, подарот в реактор обьемомз3 м, где выдерживают в течение ( мин притемпературе 102"С и давлении 112 кГа, Изреактора реакционную смесь насосом подают в теплообменник, где нагревают (паром)до температуры 110" С при давлении 160кПа и далее подают на стадию испарения,представляющую собой ергикальный аппарат колонного типа и одновременно дросселируют давление до 112 кПа. Неиспарившуюся часть реакцион ног о водного слояс температурой 102 С возвращают в реактор дегидратации З-метил,3-бутандиола, аиспарившиеся продукты кпнденсируются вхолодильнике и стекают в ем ость, где расслаиваются на водный слой, который возвращают в процесс, смешивал с циркулирующим реакционным водным слоем, и2044 кг/ч органического слоя. содержащего41,5 изопропенилэтилового спирта,31,9 диметилвинилкарбинола, 5,2 диметилаллилового спирта, 7,9 изопрена,13,1 воды и 0,4% прочих продуктов. который направляют на разделение ректификацией.Для обеспечения баланса процесса поводе и высококипящим побочным продуктам часть циркулирующего реакционноговодного слоя в количестве 306 кг/ч выводятиз процесса, одновременно подпитывалводный слой кислотой (3,06 кг в час).Конверсия З-метил,3-бутандиола составляет 95,4 . Селективность образования изоамиленовых спиртов 86,6 мол.%,Производительность реакционного обьема составляет 53,6 кг с 1 м в час (53.6 г с 1зл в час),П р и м е р 2. Процесс проводят аналогично примеру 1, за исключением того, чтодля дегидратации З-метил,3-бутандиолаиспользуют реактор обьемом 4,5 м, кон 2000294центрацию серной кислоты в реакционномводном слое поддерживают на уровне 3,0 и водный слой выдерживают в емкости 3мин,Конверсия З-метил,3-бутандиола составляет 94,1%, селективность образования изоамиленовых спиртов 84,2 мол,%.Производительность реакционногообъема составляет 106,2 кг с 1 м в час (106,2гс 1 л вчас),П р и м е р 3, Процесс проводят аналогично примеру 1, за исключением того, чтоконцентрацию серной кислоты в реакционном водном слое поддерживают на уровне2,0 и водный слой выдерживают в реакторе 5 мин.Конверсия З-метил,3-бутандиола составляет 95 о , селективность образованияизоамиленовых спиртов 85,1 о ,Производительность реакционногообъема составляет 78,7 кг с 1 м в час (78,7г с 1 л в час),П р и м е р 4, Процесс проводят аналогично примеру 1, за исключением того, чтоконцентрацию серной кислоты в реакционном водном слое поддерживают на уровне0,5 ои водный слой выдерживают в реакторе 15 мин. Из реактора реакционную смесьнасосом подают в теплообменник, где нагревают до 107 С,Конверсия З-метил,3-бутандиола составляет 94,2 о , селективность образования изоамиленовых спиртов 88,2 о .Производительность реакционногообъема составляет 53,9 кг с 1 м в час (53,9гс 1 л в час).П р и м е р 5. Процесс проводят аналогично примеру 1, за исключением того. чтовкачестве катализатора процесса используют щавелевую кислоту, поддерживая ееконцентрацию в реакционном водном слоена уровне 3,6 о , и реакционную смесь нагревают в теплообменнике до температуры115 С и при давлении 175 кПа.Конверсия З-метил,3-бутандиола составляет 95,0 о . Селективность образования иэоамиленовых спиртов 85,9 мол,%.Производительность реакционногообъема составляет 52,9 кг с 1 м в час (52,9гс 1 л вчас),П р и м е р 6. Процесс проводят аналогично примеру 1, за исключением того, что перед подачей на стадию испарения реакционную смесь перегревают в теплообменнике до температуры 105" С при давлении 125 кПа.Конверсия З-метил,3-бутандиола составляет 90.6, Селективность образования изоамиленовых спиртов 72,1 мол,о .5 10 Производительность реакционного объема составляет 42,3 кг с 1 м в час (42.3 г с 1 л в час),П р и м е р 7, Процесс проводят аналогично примеру 1, за исключением того, что в реакторе дегидратации З-метил,3-бутандиола поддерживают температуру 90 С и давление 72 кПа, а перед подачей в зону испарения реакционную смесь перегревают до температуры 115 С при давлении 325 кПаКонверсия З-метил,3-бутандиола составляет 95,9 ,селективность образованияизоамиленовых спиртов 86,9 мол. ,15 Производительность реакционного обьема 54 кгс 1 м вчас(54 гс 1 л вчас).П р и м е р 8, Процесс проводят аналогично примеру 1, за исключением того, что вкачестве катализатора используют фосфор 20 ную кислоту, поддерживая ее концентрацию в реакционном водном слое на уровне2,5 , в емкости для дегидратации поддерживают температуру 115 С и давление 178кПа и перед подачей в зону испарения реак 25 ционную смесь перегревают до температуры 130"С при давлении 290 кПа.Конверсия З-метил,3-бутандиола составляет 93,6%, Селективность образования изоамиленовых спиртов 83,3 мол.%.30 Производительность реакционного объема составляет 50,5 кг с 1 м в час (50,5 г с 1зл в час),П р и м е р 9, Процесс проводят аналогично примеру 1, причем емкость дегидра 35 тации и зону (аппарат) испарениякомпанируют в один агрегат, располагая зону испарения выше по уровню, так чтобынеиспарившаяся часть реакционного водного слоя стекала в емкость дегидратации40 самотеком.Конверсия З-метил,3-бутандиола, селективность образования изоамиленовыхспиртов и производительность реакционного обьема совпадают с примером 1.45 П р и м е р 10. Процесс проводят аналогично примеру 1 или 7. причем верхнюючасть зоны (аппарата) испарения оборудуюттарелками или каплеотбойными устройствами для предотвращения капельного уноса50 кислоты (катализатора).Конверсия З-метил,3-бутандиола, селективность образования изоамиленовыхспиртов и производительность реакционного обьема совпадают с примером 1,55 Формула изобретенияСпособ получения изоамиленовыхспиртов жидкофаэной дегидратацией 3-метил,3-бутандиола в присутствии кислотного катализатора и выделением отгонкойцелевых продуктов, о т л и ч а ю щ и й с я2000294 Составитель С,ПоляковРедактор Т.Пилипенко Техред М.Моргентал Корректор М.Ткач Тираж , Подписное НПО "Поиск" Роспатента113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Заказ 3063 Производственно-издательский комбинат "Патент". г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 тем, что реакционную смесь выдерживают в реакторе 3-15 мин при температуре 90- 115 С и давлении, обеспечивающем отсутствие кипения, затем подают в теплообменник и повышают температуру на 5-25 С выше температуры выдержки смеси с соответствующим повышением давления на 50 - 250 кПа, обеспечивающем отсутствие кипения, после чего подают на стадию отгонки с одновременным дросселированием давления до первоначального, где целевые продукты 5 отгоняются за счет тепла перегретой реакционной смеси, а неиспарившиеся продукты возвращают на стадию дегидратации.