Способ получения диацетонового спирта

ОПИСАНИЕ цИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(23) Приоритет -Государственный комитет СССР ио делам изобретений и открытийОпубликовано 07.10.82, Бюллетень М 37 Дата опубликования описания 07.02,83 531 УДК 547.451. .62.07(0888)(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДИАЦЕТОНОВОГО СПИРТА 2 Изобретение касается усовершенствования способа получения ф -оксикетонов, в.частности диацетонового спирта, который находит применение в качестве растворителя лаков, красителей, ацетил- и нитроцеллюлозы, а также в синтезе органических продуктов, например гексилгликоля,метилизобутилкетона и дрИзвестен способ получения диацетонового спирта конденсацией ацетона в присутствии катализатора " гидро- окиси бария 1.Недостатками Этого способа являются периодичность процесса, большая продолжительность реакции, низкий выход целевого продукта (за 30 ч выход продукта составляет 70 ), а также образование значительного количества побочных продуктов. Известен также способ получения диацетонового спирта путем альдольной конденсации ацетона в присутствии каталитических количеств (0,04- 0,12 вес. )алкоголятов щелочных металлов при температуре ниже 40 оС Г 23.Недостатками этого способа являются периодичность процесса,. необходимость введения стадии нейтрализацйи катализатора, а также низкая конверсия.В случае получения диацетоновогоспирта с применением в качестве катализатора анионообменной смолыЭРА -400 процесс осуществляют непрерывно. Недостатками его являютсядлительность, невысокая конверсияацетона, низкий выход продукта реакции (54 эа 20 ч ), а также образование значительных количеств побочных продуктов 3 1.Наиболее близким по техническойсущности к предложенному способу яв ляется способ получения диацетонового спирта с применением в качествекатализатора анионобменной смолыАВ43,по которому целевой продукт-диацетоновый спирт получают впроточной системе,причем ацетон пропускают через слой каталйзатора снизу вверх при времени контакта его скатализатором 2-3 ч и температуре взоне реакции 0-5 оС.25 Недостатками этого способа являются периодичность процесса, низкаяконверсия ацетона (70,5-71) небольшой срок службы катализатора.Целью изобретения является повыЗ 0 щенке степени конверсии ацетона.963983 Доставленная цель достигается тем, что при осуществлении способа получения диацетонового спирта путем . альдольной конденсации ацетона в присутствии анионообменной смолы в качестве катализатора процесс ведут при времени контакта ацетона с катализатором эа один проход ацетона 0,1- 2 мин и температуре в зоне ракции 0-40 С.Процесс преимущественно ведут непрерывно, а в качестве каталиэато 10 ра применяют анионообменные смолы, полученные на основе сополимера стирола и дивинилбензола, содержащие 5-53 дивинилбенэола, марок АВ/8, АРА-Зп и АРАп. 15Отличительной особенностью предлагаемого способа является проведение процесса при времени контакта ацетона с катализатором эа один проход ацетона 0,1-2 мин и темпера туре в зоне реакции 0-40 ОС.Процесс целесообразно вести при непрерывном отборе диацетонового спирта, в качестве катализатора можно применять анионообменные смолы 25 марок АВ/8 АРА-Зп и АРАп.Время койтакта ацетона с катализатором выбрано на основании изучения кинетики обратимой реакции получения диацетонового спирта из ацето-З 0 на; время достижения равновесия составляет 3,5 мин, однако, начиная с времени контакта 2 мин, наблюдают значительное снижение селективности процесса, что приводит к понижению степени чистоты образующегося продукта.Проведение процесса указанным образом позволяет повысить кэнверсию ,ацетона до 99,9 и выход ацетона на завзятый ацетон до 87,4.На чертеже приведена схема системы для реализации предлагаемого способа.Получение диацетонового спирта осуществляют по непрерывной схеме следующим образом.В систему, состоящую иэ обогревае мого куба 1 с боковым отводом, обратного холодильника-конденсатора 2 и реакционной колонны 3, заполненной слоем 4 катализатора, и снабженную на выходе регулирующим клапаном, вводят 150 мл ацетона. Температуру в кубе поддерживают равной 70-90 ОС. При этом ацетон из обогреваемого куба через боковой отвод подается в обХарактеристика АВ/8 АРА-ЗпАРА -5 п 3,8-4,5 400-1200 3,7-3,9 3,8-4,2 400-600 200-300 0,66-0,74 Содержание дивинил ензола,Полная обменная емкость,мг-экв/гЗернение, мкмНасыпная плотность,г/см 9 ратный холодильник и затем в реакци онную колонну, наполненную катализатором. Реакционная масса далее .поступает снова в куб, из которого происходит непрерывный отбор диацетонового спирта. Время пребывания. в зоне реакции регулируется специальным клапаном, установленным на выходе из реакцйонной колонны.Выходящую реакционную смесь разделяют в кубе на возвратный ацетон и диацетоновый спирт, непрерывно отбираемый из куба. Пропорционально количеству образующегося спирта через верхнюю часть обратного холодилвника происходит подпитка системы свежим ацетоном. Возвратный ацетон конденсируют в обратном холодильнике, затем он поступает в колонну, где в верхней ее части происходит охлаждение его до необходимой температу;ы, а в нижней - конденсация на катализаторе.Процесс ведут при давлении 760450 мм рт.ст.,Основные характеристики использованных анионообменных смол приведегны в табл.1.Конверсию ацетона за один проход определяют экспериментально путем отбора проб на выходе реак-ционной смеси из реакционной колонны и анализа их с помощью ГЖХ каждый раз проводят по 5 измерений ). Расчет ведут по следующей формуле: 5 Гкгде К 1 - конверсия ацетона за одинпроход, ;В- выход диацетонового спиртаТ - время цикла, мин;ьк 4- время контакта ацетона с катализатором, мин;0,067- частное от деления свободного объема анионита (10 мл)на объем взятого ацетона(150 мл ) ,5 - селективность.Условия проведения процесса конденсации ацетона в диацетоновый спирт,полученные результаты, включающиеконверсию ацетона за один проход,конверсию ацетона, выраженную содержанием диацетонового спирта в продуктах реакции по данным ГЖХ, а также выход продукта приведены в табл.2.Таблица 1 Анионообменная смола маркил мсСО Сфщ о о а гл ф О в аю 3 х о.н оеднк - ахеи 0 х естдо хенове ом ах 34 1 б Д Э о м о ю с сч О 1 Ю О 1 о ю м чзсО 1 О 1 О 1 щ 01 01 01 01 О М О 1 01 01"о кН я Р Хэе эхеаф аб л л л л о лЧ СЧ с о о о о о м сч Ю Л Ю Л ч сЧ м о оИ ИФ, 4;Ц о Р ох о х .о х и е о ь х оех а х х эоцо днох хе о обреа Р Р 0 Х Р Р хахо оцн Е Р Ф Р Н 0 1х0д Э1 Е с 0х- М ф Ф Оъ соч) 111 1 со 1 1Ю Юса а Ю Ю Ю ОЬа а а а Ю а 1 1 ю а 1 са ю111- - 1 О ю ю а 3 ф сР сУ гЧ 1 О О 1 а а 1 с г 1963983 формула изобретения ююяюАю" Составител Техред Ж. Ка едактор З.Бородкин Подписноомитета СССРоткрытийушская наб., д. Тираж 445 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035, Москва, Ж, Раказ 25 5 филиал ППП "Патентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Полученные результаты показывают, что проведение процесса непрерывно при времени контакта ацетона с катализатором 0,1-2 мин и температуре в зоне реакции 0-40 С позволяет значительно повысить конверсию ацетонаи выход диацетонового спирта по сравнению с известным способом. 1, Способ получения диацетонового спирта путем альдольной конденсации ацетона в присутствии анионообменной смолы в качестве катализатора, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что с целью повышения конверсии ацетона, процесс ведут при времени контакта ацетона с катализатором за один проход 0,1- 2 мин и температуре в зоне реакции ,0-40 ОС. 2. Способ по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что процесс ведутнепрерывно и в качестве катализатора используют анионообменные смолы,5полученные на основе саполимера стирола и дивинилбенэола, содержащие 553 дивинилбензола.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1 . Х, 6, СопсвФ М. ТнФИе, б. Атонии "ОгатизсЬе 9 мпНезеи 8 апцзсЬиес Чеаец цйа5 оЬъг 1937, с. 192.2. Патент Великобритании 91527033,.кл. С 2 С, опублик. 1978.3. С.Э.5 сЬвдРе, й.с. МавЮеЯ, Катализ15 с помощью анионообменных смол, Эпд,Еп. СЪет 44, с.1389, 1952.4. Верховская З,Н. и др. Синтездиацетонового спирта и окиси мезитила на ионообменных смолах2 О "Химическая промышленностью, 1967,9 7, с.500-503 (прототип). Л Горбачевателевич Корректор НКороль