Способ получения бензоата натрия

(51) М 63/51 3 Ъеударет аЖ квинтетР 7 /(5 Ь) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БЕНЗОАТА НАТРИЯ Изобретение относится к органическому синтезу, а именно к улучшенному способу получения бензоата натрия из остаточного продукта ректификации бензойной кислоты, полученной окислением толуола, и может быть использовано в химической и сланцеперерабать 1 вающей отраслях промышленности при производстве консервантасельскохозяиственных кормов, целлюлозы и др.При производстве бензойной кислоты непрерывным окислением толуола в жидкой фазе при повышенных температуре и давлении в присутствии катализатора солей поливалентных металлов, промотированных соединениями брома, наря" ду с бенэойной кислотой образуются промежуточные и.побочные продукты; такие как бензальдегид, дифенил, бензилбензоат, смолообраэные продукты конденсации и др. Бензойнтю кислоту из реакционной смеси выделяют ректи" фикацией. При этом образуется оста" точный продукт ректификации - кубовый остаток - в количестве 3-5, содержащий 60-90 бензойной кислоты, катали" затор, бензилбензоат, смолообразные продукты конденсации и др, 11.Более полная отгонка бензойной кислоты из кубового остатка приводит к загрязнению товарной бензойной кислоты бензилбензоатом и к ужесточению коррозионных условий процессаРециркуляция кубового оста; ка на стадии окисления вызывает ингибирование реакций окисления толуола смолообраз" .ными продуктами и продуктами коррозии. Использование кубового остатка в качестве компонента топлива также затруднено, таккак содержащаяся в нем бензойная кислота при смешении с топливом выпадает в осадок. Поэтому кубо" вый остаток является отходом производства и вывозится в отвал или сжигается.Известен способ получения бензоата натрия из бензойной кислоты, получен 3 925 ной жидкофазным окислением толуола в присутствии тяжелого металла, заключающийся в добавлении к реакционной массе алкоголята натрия для получения суспензии, содержащей твердый бенэоат натрия в виде гранул, с последующим его Фильтрованием. Содержание бензоата натрия 93,2 121.Недостатками этого способа являются сравнительно низкое качество целевого продукта, а также применение в процессе большого количества толуола, который требует регенерации,Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемым результатам является способ получения бензоата натрия из остаточного продукта ректификации бензойной кислоты, полученной окислением толуола, заключающийся в том, что про" дукт измельчают на частицы размером . 4;. 5 мм, обрабатывают водным раствором едкого натра, взятом с избытком, 5 вес,3, к полученному водному раствору бензоата натрия, имеющему рН 10, добавляют чистую бензойную кислоту, доводя рН до 8, после чего раствор фильтруют, полученный фильтрат обрабатывают 1 Ф-ным раствором перманганата калия, в таком количестве, чтобы раствор не обесцвечивался при 20 С, обычно в течение 1 ч затем раствор нагревают до кипения, дебавляют активированный угол и кипятят 20 мин, после чего .снова Фильтруют и к фильтрату добавляют бензойную кислоту (до рН 8), затем раствор выпаривают, сухой остаток измельчают и сушат при 120 С, Получают бензоат .натрия с содержанием основноговещества 99,83 31Недостатками этого способа являют" ся его многостадийность, а кроме того, необходимость дважды проводить фильтрование, которое протекает медленно из-за забивки пор Фильтра.Цель изобретения - упрощение и интенсификация процесса.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения бензоата натрия из остаточного продукта рактификации бензойной кислоты с использованием обработки водным раствором едкого натра, остаточный продукт обрабатывают реакционной водой при их соотношении 1: 1-1: 3, соответственно, при 65-95 С с последующим разделением водного и органи 933 зо у 4 В 45 50 55 ческого слоев, обработкой органического слоя водным раствором фаОН при 25-95 С и рН 5,6-6,8, отделением водного раствора бенэоата натрия с последующим его упариванием,Содержание основного вещества 99,83.Предлагаемый способ осуществляют в четыре операции, При получении твердого бензоата натрия раствор упаривают и сушат остаток при 120 фС, Получают продукт с содержанием основного вещества99,84,Отделенный органический слой представляет смолообразную массу ( вязкость ВУ=3,58) компаундируемую с топочным маслом, и может быть использован как компонент топлива. При любых укаэанных значениях рН и температуры достигается отделение смолообразных продуктов от водного раствора бенэоата натрия простым отстаиванием реакционной смеси в течение 15-20 мин или центрифугированием, что по сравнению с процессами очистки и фильтрования является более технологичным, производительным и менее трудоемким. Регенерацией катализатора из кубового остатка удаляются соли поливалентных металлов (кобальта,марганца) которые в процессе получения бензоата натрия образуют гидроокиси и выпадают из реакционнойсмеси в виде мелкодисперсных частиц,загрязняющих раствор. Проведение процесса при более высоких значенияхтемпературы (95 С) и рН (6,8) приводит к растворению смолистых примесей в растворе бенэоата натрия. Понижение рН ниже оптимального ведетк снижению выхода бензоата натрия.Так, при уменьшении рН от 6,8 до 5,6выход падает с 97,2 до 78,54.8 ыход определяют с учетом содержания бензойной кислоты во взятомдля обработки кубовом остатке поФормулеА С Ма100,где А- количество полученного водного раствора бензоата натрия, г;А - исходное количество остаточного продукта, г;- концентрация бензоата натрияв водном растворе, Ф;концентрация бенэойной киспоты в остаточном продукте, 4;5 92М 1 - мол.вес бензоата натрия;М- мол.вес бензойной кислоты.Поскольку содержание бензойнойкислоты в кубовом остатке может колебаться от 60 до 904 интервал изменения температур выбран таким образом, что в любом случае кубовый ос- .таток не будет застывать и будет хорошо перемешиваться с раствором едкого натра,Остаточный продукт ректификациибензойной кислоты, содержит 40-704бензойной кислоты, 24 (в расчетена металл) катализатора (кобальт,марганец) более 103 бенэилбензоатаи до 40 смолистых продуктов,В приведенных примерах применяютостаточный продукт, содержащий,вес.Ф:57, 1 бензойная кислота; 11, 8 бензилбензоат; 1,4 (на металл) катализатор; 29,7 смолистые продукты.П р и м е р 1 (сравнительный).Из остаточного продукта ректификации бензойной кислоты, регенерированного от катализатора. следующимпутем: 210 г кубового остатка контактируют при перемешивании с 240 греакционной воды процесса окислениятолуола при 80 С в течение 30. мин,Затем отстаивают 20 мин при той жетемпературе и отделяют органическийслой от водного, М . Органический слой в количестве 200 г с содержанием бензойной кислоты 57,1 Ф обрабатывают 786,3 г 5 Ф-ного раствора едкого натра при 20 С (рН полученной реакционной смеси 11) добавляют 5,5 г чистой бенэойной кислоты, доводя рН до 8. Раствор отфильтровывают от смолистых продуктов (79,0 г)Раствор соответствует 100 ед. по иодметрической шкале.Для получения удерживающейся в течение 1 ч при 20 С розовой окраски к фильтрату добавляют 205,8 г перман ганата калия. Затем вновь отфильтровывают от выделившегося М 0 и смолистых примесей, Цвет полученного фильтрата 20 ед. по иодометрической шкале, Нагревают до кипения, добавляют 2 г активированного угля и кипятят 20 мин, Далее отфильтровывают от активированного угля, Получают 878,2 г раствора бенэоата натрия, Цвет раствора соответствует 10 ед. по иодометрической шкале Содержание бензоата натрия в нем 15,6, Выход бензоата натрия от теоретическогополученного раствора соответствует 10 ед. по иодометрической шкале. Со.держание бенэоата натрия 15,63. ВыЭО ход бензоата натрия от теоретического 96,23. После упаривания раствора и сушки остатка до постоянного. веса при 120 ОС полуцают 129,6 г с содержанием бензоата натрия 99,85.35 П р и м е р 3Аналогично примеостаток:реакционная вода 1:3) при 65 С, далее 202 г отделенного оргаю нического слоя, содержащего 56,3бензойной кислоты, обрабатывают при перемешивании 587,8 г 54-ного раствора едкого натра при 35 ОС и рН 5,6.После установления рН реакционную 45 50 и сушки остатка до постоянного веса при 120 С получено 105,8 г с содер жанием бензоата натрия 99,903. П р и м е р 4. Аналогично примеру 2 230 г кубового остатка обрабатывают 230 г реакционной воды (соот" 5 1 О 15 2 О 96,83. Водный раствор бенэоата нат. рия выпаривают и остаток сушат до постоянного веса до 120 С. Количество сухого остатка 136,4 г с содер- жанием бензоата,натрия 99,80.П ример 2, 210 г кубового остатка, содержащего 58,47. бензойной кислоты (кубовый остаток идентичен использованному в примере 1)контактируют при перемешивании с210 г реакционной воды процесса окисления толуола (соотношение кубовый остаток: реакционная вода 1:1)опри 65 С в течение 30 мин. Затем отстаивают 20 мин и отделяют водный слой от органического. 197,6 г отделенного органического слоя, содержащего 57, 7 Ф бензойной кислоты, добавляют при перемешивании к 720,4 г 53-ного раствора едкого натра при 35 С После установления рН 6,8 перемешивание прекращают, реакционную массу отстаивают 15 мин, затем отделяют нижний слой - смолистые продукты (90,2 г) от водного растворабенэоата натрия (830,2 г)Кврт ру 2 220 г остатка обрабатывают 660 реакционной воды (соотношение кубовый массу отстаивают 15 мин, затем отделяют смолистые продукты (112,1 г) отводного раствора бензоата натрия(10 ед. по иодометрической шкале, Содержание бензоата натрия 15,63. Выход бензоата натрия от теоретического 78,5. После упаривания раствора7 92593 ношение кубовый остаток: реакционная вода 1:1) при 95 С, далее 205,5 г отделенного органического слоя, содержащего 55,54 бенэойной кислоты, обрабатывают при перемешивании 726,0 г 5 5 Ф-ного раствора едкого натра при 75 С и рН 6, 7. После установления рН реакционную массу отстаивают 15 мин, затем отделяют смолистые продукты (892 г) от водного раствора (836, 8 г) 10 Содержание бензоата натрия 15,6 З, Цвет раствора 1 О ед.по иодометрической шкале. Выход бензоата натрия от теоретического 97,0, После упаривания раствора и сушки остатка до поостоянного веса при 120 С получают 130,8 г с содержанием бензоата натрия 99,834.П р и м е р 5. Аналогично приме" ру 2 300 г кубового остатка обраба тывают 900 г реакционной воды (соот" ношение кубовый остаток : реакционная. вода 1:3) при 95 С, далее 235,8 г отделенного органического слоя, содер-жащего 48,М бензойуой кислоты обра батывают при перемешивании 723,4 г 5 Ф-ного раствора едкого натра при 95 С и рН 6 5 После установления рНбреакционную массу отстаивают 15 мин, затем отделяют смолистые продукты З 0 (89,7 г) от водного раствора бензоата (833 7 г). Цвет раствора 10 ед. иодометрической шкале, Содержание . бензоата натрия в нем 15,64. Выход от теоретического 96,6. После упаривания раствора и сушки, остатка до постоянного веса при 120 фС, получают 130,3 г с содержаниембензоата натрия 99, 804.40П р и м е р 6. 200 г органического слоя, полученного после контактирования кубового остатка с реакционной водой в условиях, описанных в примере 1, обрабатывают при переме шиЙании 3602 г 13-ного водного раствора едкого натрия при 35 С и рН 6,8, После установления рН реакционную массу отстаивают 15 мин, затем отделяют смолистые продукты (102 г)от водного раствора бензоата натрия (3700 г)Цвет полученного раствора 10 ед. по иодометрической шкале. Содержание бензоата натрия 3,53. Выход бензоата от теоретического 96,13.55 После упаривания раствора и сушки остатка до постоянного веса при 120 С получено 129,6 г с содержанием бензоата натрия 99,9 Ф. 3 0П р и м е р 7. 200 г органического слоя, полученного аналогичнопримеру 1, обрабатывают при перемешивании 240,1 г 153-ного раствораедкого натра при 70 С и рН 6, 8. После установления рН реакционную массу отстаивают 15 мин , затем отделячт смолистые продукты (101,5 г) отводного раствора бензоата натрия(338,6 г) . Цвет раствора 10 ед. поиодометрической шкале, Содержаниебензоата натрия 36,8, Выход бензоата натрия от теоретиче:кого 92,47,.После упаривания раствора и сушкиРостатка до постоянного веса при 120 Сполучают 110,2 г с содержанием бензоата натрия 99,8 г.Пр и м е р 8. 200 г органического слоя, полученного аналогично примеру 1, обрабатывают при перемешивании 180,1 г 203-ного раствора едкого натра при 80 С и рН 6,8. Послеустановления рН реакционную массуцентрифугируют на центрифуге с числом оборотов 4000 об/мин. Через 4 мин .отделяют 90,1 г смолистых продуктови 290,0 г водного раствора бензоатанатрия, содержащего 38,8 целевогопродукта. Выход бензоата натрия оттеоретического 8353. После упаривания раствора и сушки остатка допостоянного веса при 120 С получено112,2 г с содержанием бензоата натрия 99,8 Ф.Использование предлагаемого способа получения водного раствора бензоата натрия из остаточного продуктаректификации бензойной кислоты, полу-,ченной окислением толуола, обеспечивает по сравнению с известным способом интенсификацию процесса и упрощение технологии (4 операции вместо7) устранение расходов реагентов иотходов производства (отработанныйактивированный уголь, осадок двуокисимарганца со смолистыми примесями)Предлагаемый способ промышленно осуществим,формула изобретенияСпособ получения бензоата натрия из остаточного продукта ректификации бензойной кислоты .с использованием обработки водным раствором едкого натра, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения и интенсификации процесса, остаточный продукт9 925933 10обрабатывают реакционной водой при 1. Патент США И 3187036,их соотношении 1:1 - 1.3, соответст- кл.260-524, опублик.1961.венно, при 65-95 С с последующимразделением водного и органического 2. Патент США й 3907877,слоев, обработкой органического слоя % кл, 260-515 Р, опублик.1975.водным раствором НаОН при 25"95 С и , 3, Патент ПНР Ю 49384,.рН 5,6-6,8, отделением водного. раст" кл, 12 О 14, опублик. 1962 (прототип)вора бензоата натрия с последующимего упариванием. 4. Авторское свидетельство СССРИсточники информации, ф по заявке Н 2844802/23-04,принятые во вниманив при экспертизе кл.С 07 С 63/06, 1979./Составитель Е.УткинаРедактор Н.Киштулинец Техред А. БабинецКорректорН,.Швыдкая.Заказ 2878/5 Тираж 448 . ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Косква, В"35, Раушская набд.4/5филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная, 4