Способ получения ацетонциангидрина

1 ц 486506 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Саюа Советских Социалистических РеспубликТЕНТ 1) Зависимый от патента 7 с 1 22) Заявлено 20.10,70 (21) 1485509/23-4 2) Приоритет 21.10.69 (31) 84029/63) Япония Государственный комите Совета Министров СССР по делам изобретенийи открытий(088.8) Опубликовано 30.09,75. Бюллетень М 36Дата опубликования описания 25.12.75 2) Авторы изобретения Иностранцы ато, Масаси Ик(Япония) Иностранные фирм Нитто Кагаку Кошо Кабус и Мицубиси Рэйон Кабусиидо, Хидеки К да и Ясумаса Ямамото 1 Заявител ки Кайся ки Кайся(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЦЕТОНЦИАНГИДРИ отделение ацетона и части воды. Остаточную воду кубового продукта отделяют в последующей колонне в процессе дцстплляццц при пониженном давлении ацетонциангпдрцна от 5 остаточного продукта дистцлляциц. Недостатком известного способа является использование большого количества водного раствора щелочного катализатора, в результате чего возрастает разложение ацетонциангцдрцца во- О дой и образующейся солью, а также расходтепла на дцстилляцпю.Кроме того, наличие большого количестваводы приводит к гидролизу сульфида щелочного металла на стадии очистки, что вызывает 5 сильную коррозио материалов.Цель изобретения - повышение выхода цстепени чистоты ацетонццангцдрцна,Для этого первичную и вторичную дистцлляции проводят прц условиях, описанных О ниже. е- оПерва бретеншо водородно 5 кими темп вцчной дис ствляемойИзобретение относится к способам получ ния оксинитрилов, в частности к способу п лучения ацетонциангидрина.Известен способ получения ацетонццангцдрина путем взаимодействия цианистоводородной кислоты или цианистоводородной кислоты, содержащейся в коксовом газе от 5 до 7% цианистоводородной кислоты, от 70 до 80% сероводорода, от 10 до 15% газообразной двуокиси углерода и 5% других веществ, таких как азот с подаваемым противотоком ацетоном в присутствии щелочного катализатора, который вводят в ацетон в количестве большем, чем количество сероводорода и двуокиси углерода, Сероводород и двуокись углерода после синтеза конденсируют, а неконденсируемые газы, т. е. часть сероводорода, двуокиси углерода и ацетона вводят в промывную колонну, в которой неабсорбированные газы удаляются из верхней части. Сконденсированную жидкость снова рециркулируют в реакционную систему. Затем реакционную массу нейтрализуют. После нейтрализации неочищенный ацетонциангидрин, содержащий ацетон и воду, т. е, кубовый продукт процесса синтеза вводят в колонну дистилляции при атмосферном давлении, в которой происходит я с т а д ц я очистки согласно изозаключается в удалении цианисто-кислоты (и примесей с более нцзературами кипения) в стадии пертилляццц, т. е. дцстилляции, осущемгновенным испарением.Первичная дистилляция осуществляется при следующих условиях; давление внутри колонны составляет от 200 мм рт. ст. (абсолютное) до атмосферного; температура ниже 140 С; среднее время пребывания в колонне менее 30 мин. При данной степени снижения давления конденсация цианистоводородной кислоты (и сопутствующего ей ацетона) в результате использования обычного хладагента возможна в особенности в тех случаях, где теплообмен, происходящий способом смачиваемой стенки, в котором ацетонциангидрин направляется вниз вдоль поверхности нагреваемой стенки, осуществляется при значительном снижении времени пребывания ацетонциангидрина в зоне нагрева, в результате чего термическое разложение также значительно снижается.При конденсации дистиллята (первичного), получаемого способом мгновенного испарения, цианистоводородная кислота и сопутствующий ей ацетон могут быть извлечены. В тех случаях, где первичный дистиллят содержит кислые газы и (или) примеси, имеющие низкую температуру кипения, конденсация происходит частично или селективно, вызывая конденсацию лишь цианистоводородной кислоты и ацетона, или наряду с этим происходит полная конденсация, и затем конденсат подается в колонну десорбции, где нежелательные вещества, такие как кислые газы, выпариваются, Колонна десорбции газа может представлять собой обычную дистилляционную колонну башенного типа, которая действует при атмосферном или повышенном давлении,Цианистоводородная кислота и ацетон, извлекаемый таким образом, циркулируют в указанную выше зону химического синтеза либо сразу же, либо после их хранения в течение некоторого времени.Сырой ацетонциангидрин после удаления по крайней мере большей части цианистоводородной кислоты путем дистилляции мгновенным испарением подвергается далее вторичной дистилляции для отгона ацетона. Вторичная дистилляция осуществляется в условиях температуры в зоне нагрева от 100 до 160 С и при времени пребывания ацетонциангидрина в зоне нагрева, отставляющем менее 30 мин, Эта температура и время пребывания в зоне нагрева задаются таким образом, чтобы степень разложения ацетонциангидрина составляла менее 0,5%.Наиболее предпочтительными условиями вторичной дистилляции является время пребывания ацетонциангидрина в зоне нагрева, составляющее менее 10 мин, и степень разложения менее 0,2/с, Для уменьшения времени пребывания в зоне нагрева желательным являются использование в качестве зоны нагрева теплообменника с теплообменом методом смачивающей стенки, в котором ацетоциангидрин направляется вниз вдоль поверхности нагреваемой стенки.Поскольку дистилляция осуществляется при 5 о 5 20 25 зо 35 40 45 50 55 60 6 Б относительно высокой температуре, то давление дистилляции относительно высокое (составляющее, например, 1000 мм рт. ст.). В результате этого конденсация отогнанного таким образом ацетона может осуществляться в обычном конденсационном устройстве.Вторичный дистиллат, полученный при вторичной дистилляции, после частичной конденсации по мере необходимости подвергается абсорбции при использовании сырого ацетонциангсдридна, содержащего щелочной катализатор,Для абсорбции сырого ацетонциангидрина может использоваться жидкость в пределах данной системы, направляемая со стадии синтеза и используемая перед стадией нейтрализации катализатора.Поскольку этот абсорбент содержит щелочной катализатор, то абсорбируемая цианисто- водородная кислота и ацетон образуют ацетонциангидрин. Абсорбция происходит с большей эффективностью, чем в случаях, где очищенный ацетонциангидрин используется в качестве абсорбента.Наилучшими условиями такой абсорбции являются следующие: температура подачи абсорбента от - 25 до +20, преимущественно от - 20 до 0 С, и давление абсорбции от 50 до 400 (абсолютное), преимущественно от 100 до 250 мм рт, ст.Ацетонциангидрин, полученный как неотогнанный продукт в стадии вторичной дистилляции, является очищенным веществом в том смысле, что из него удалены цианистоводородная кислота и ацетон, а также примеси, имеющие низкую температуру кипения. Однако возможно также повысить чистоту этого очищенного ацетонциангидрина путем дегидратирования, например, путем последующей дистилляции. Последующая дистилляция с целью дегидратирования может осуществляться при пониженном давлении, составляющем примерно 10 - 100 мм рт, ст. (абсолютное давление).Схема осуществления способа приведена на чертеже.После синтеза, нейтрализации щелочного катализатора и отделения осажденной соли в системе синтеза полученный в результате сырой ацетонциангидрин подают через трубопровод 1, через насос 2, трубопровод 3 и подогреватель 4 в колонну мгновенного испарения 5. Кислые газы, примеси с низкой температурой кипения, цианистоводородная кислота, ацетон и небольшое количество ацетонциангидрина отгоняют из верхней части этой колонны 5 и конденсируют в конденсаторе 6.Сконденсированную таким образом жидкость подают через трубопровод 7 в колонну десорбции 8. Кислые газы и вещества с низкой температурой кипения, оказывающие вредное влияние на протекание химической реакции, удаляют из верхней части колонны 8 через трубопровод 9, и цианистоводородная кислота и ацетон, которые не содержат этивещества, оказывающие вредное влияние на протекание химической реакции, извлекают из нижней части колонны 8 и рециркулируют через трубопровод 10 в систему синтеза.С одной стороны, кубовая жидкость мгновенного испарения 5, т. е. ацетонциангидрин, содержащий небольшие количества цианисто- водородной кислоты и ацетона, подают через трубопровод 12 в колонну дистилляции 13. Остаточную цианистоводородную кислоту,ацетон и небольшое количество ацетонциангидрина отгоняют из верхней части этой колонны 13, и конденсируют в конденсаторе 14. Одна часть полученной в результате конденсационной жидкости рециркулирует в колонну дистилляции 13, в то время как другая часть возвращается через трубопровод 15 в систему синтеза О.Несконденсированные газы, т. е. цианисто- водородную кислоту и ацетон, находящиеся в конденсаторе 14, подают через теплообменник 16 и трубопровод 17 в колонну абсорбции 18 и контактируют по принципу противотока с сырым ацетонциангидрином, содержащим щелочной катализатор, и подают через теплообменник 19 и трубопровод 20, тем самым сопутствуя процессу абсорбции и химической реакции. Жидкость, полученную в нижней части абсорбционной колонны 18, возвращают в систему синтеза.По мере необходимости, кубовую жидкость колонны дистилляции 13 подают через трубопровод 16 и с помощью насоса 21 через трубопровод 22 в колонну дегидратирования 23, из верхней части которой отгоняют воду. Кубовую жидкость этой колонны 23 подают с помощью насоса 24 через холодильник 25, и извлекают в виде очищенного ацетонциангидрина высокой степени чистоты.В случае, когда кислые газы и примеси, имеющие низкую температуру кипения, не содержатся в цианистоводородной кислоте, составляющей исходное вещество для получения ацетонциангидридна, дистиллятная жидкость, полученная в колонне мгновенного испарения 5, может конденсироваться в конденсаторе 6, и этот конденсат может затем быть возвращен в систему синтеза через трубопроводы 7 и 11,П р и м е р. Сырой ацетонциангидрин, синтезированный из цианистоводородной кислоты и ацетона, в частности жидкость, содержащую 3,4 цианистоводородной кислоты; 2,66/ ацетона; 0,29/в воды; 0,017 двуокиси серы и 93,6/о ацетонциангидрина, пропускают через подогреватель 4, и направляют в колонну мгновенного испарения 5 при скорости потока 131 кг/час. Колонна мгновенного испарения 5 работает под вакуумом 450 мм рт. ст. при температуре 110 С.Из верхней части колонны 5 получают 5,4 кг дистиллятной жидкости, содержащей 0,40 двуокиси серы; 54,4/о цианистоводородной кислоты; 14,2/ ацетона; 1,1/о воды; и 29,5/о ацетонциангидрина. Из подаваемой жидкости отгоняют 97/о двуокиси серы и 66/о цианис 5 1 О 15 20 25 зо 35 40 45 50 55 60 65 товодор одной кислоты, Дистиллятную жидкость подают в колонну десорбции 8, на верхней части которой удаляют двуокись серы. Дистиллятную жидкость удаляемую из нижней части колонны 8, возвращают в систему синтеза.86/, двуокиси серы, подаваемой в колонну десорбции 8, удаляют из ее верхней части, совместно с 0,5/ цианистоводородной кислоты и 0,04/, ацетона. Поскольку эти количества цианистоводородной кислоты и ацетона чрезвычайно маленькие, то можно считать, что можно удалять двуокись серы из данной системы в основном избирательно.Жидкость, полученная в нижней части колонны мгновенного испарения 5, содержит ничтожное количество двуокиси серы, 1,2% цианистоводородной кислоты; 2,2/ц ацетона;0,26/ воды и 96,4 ацетонциангидрина. Эту жидкость подают непосредственно в колонну дистилляции 13, которая действует при давлении 100 мм рт. ст. (абсолютное давление). В качестве подогревателя используется теплообменник, работающий с использованием метода смачивающих стенок, которые посредством нагрева паром поддерживается при 120 С.Жидкость, удаляемую из подогревателя, охлаждают до 80 С, и получают в виде очищенного ацетонциангидрина со скоростью 120 кг/час.Очищенный ацетонциангидрпн содержит 0,03/о цианистоводородной кислоты; 0,2/о аце тона; 0,2/о воды и 99,4/ ацетонциангидрина.Газ, полученный в верхней части колонны дистилляции 13, частично конденспруют в парциальном конденсаторе 14, и конденсат возвращают в верхнюю часть колонны дистилляции 13, Несконденсированный в парциальном конденсаторе 14 газ направляют в общий конденсатор 16, и там охлаждают до температуры от - 5 до - 10 С почти до полного конденсирования,Конденсат общего конденсатора возвращают в систему синтеза. Состав этого общего конденсата следующий: 30,1 цианистоводородной кислоты, 60,7/ ацетона; 8,5 ацетонциангидрина и 0,7 воды.Очень незначительное количество газа, который не сконденспрован в общем конденсаторе 16, направляют в абсорбцпонную колонну 18, и там контактирует по принципу противотока с реакционной жидкостью сырого аце. тонциангидрина, содержащей щелочной катализатор, при температуре от - 5 до - 10 С со скоростью потока 20 кг/час. Несконденсированный газ таким образом абсорбируется и химически реагирует, а затем он удаляется в вакуумную выхлопную систему. Таким образом в выхлопную систему выпускают ничтожно малое количество цианистоводородной кислоты и ацетона.Жидкость колонны дистилляцпи 13 проходит в колонну дегидратирования 23, работа которой осуществляется при давлении 10 мм рт. ст, (абсолютное), и при температуре 40 С486506 тавитедь В. вце Герасимов орректор й. Лебедев екред Т, Мироно Иад.1876сударствснпого когаитстио дспа.: и;обретенииМоска а, )1(-35, Р а уш ока Заказ 3051/18ЦНИИПИ Тираж 529 Совета Министр и о:крьггни 1 пао., д. 4,5ПодписноеСССР биографии, пр. Сапунова,Данную жидкость этой колонны дистилляции 23 охлаждают и извлекают в качестве целевого продукта ацетонциангидрина высокой степени чистоты. Найдено, что этот продукт имеет очень высокую степень чистоты, составляющую 99,7%. Предмет изобретения 1. Способ получения ацетонцпангидрина путем взаимодействия цианистоводородной кислоты с ацетоном в присутствии щелочного катализатора с последующей нейтрализацией реакционной массы, первичной дистилляцией сырого ацетонциангидрина от низкокипящих газов и цианистоводородной кислоты, вторичной дистилляции от ацетона, воды и цианпстоводородной кислотой, с последующим выделением целевого продукта известными приемами, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода и чистоты конечного продукта, первичную днстилляцию осуществляют путем мгновенного испарения при давлении от 200 мм рт. ст. до атмосферного при температуре ниже 140 С и среднем времени пребывания в эток зоне менее 30 мин с отбором и возвратом части цианистоводородной кислоты и ацетона на стадию синтеза, а вторичную 5 дистилляцию осуществляют при 100 - 160 С взоне нагрева, времени пребывания ацетонциангидрина менее 30 мин, степени разложения ацетонциангидрина менее 0,5% с отбором и направлением части вторичного дистиллата на 1 О стадию контактирования с сырым ацетонциангидрином, содержащим щелочной катализатор с последующим возвратом полученной при этом реакционной жидкости с температурой от - 25 до +20 С на стадию синтеза, 15 2, Способ по п. 1, отличающийся тем,что вторичную дистилляцию осуществляют при времени пребывания ацетонциангидрина 10 мин, степени разложения ацетонциангидрина 0,2% с последующим возвратом реакцион ной жидкости, полученной в результате контактирования части вторичного дистиллата с сырым ацетонциангидрином, содержащим щелочной катализатор, с температурой от - 20 до 0 С на стадию синтеза.