CS254209B1 - Sposob výroby l-butanol-3-ónu - Google Patents

Description

3 4 254209 ..Vynález sa lýka postupu výroby 1-butanol--3-ónu z formaldehydu a acetonu bazickykatalyzovanou aldolovou kondenzáciou. 1--Butanol-3-ón je doležitá surovina pri prie-myselnej syntéze l-butén-3 ónu, pri výroběretinylacetátu, tiež pri dalších organickýchsyntézách.

Je známe, že v podmienkach aldolovejkondenzácie acetonu s formaldehydom, ka-talyzovanej bázami, přednostně vzniká 1--butanol-3-ón z množstva dalších možnýchproduktov reakcie acetonu s formaldehy-dom.

Nemeckí autoři (ipatentný spis NSR číslo1 277 235] poukazujú na ťažkosti spojené sdosiahnutím vysokej selektivity procesu. V patentnom spise uvádzajú podmienkyuskutočnenia procesu syntézy acetonu s for-maldehydom, bez a v přítomnosti bázickéhokatalyzátora, s výťažkom l-butanom-3-ónu80 % voči použitému formaldehydu, ktorýzreaguje úplné, pričom v případe použitiakatalyzátora je potřebná reakčná doba 0,5až 20 min., bez katalyzátora 20 až 130 min.Tieto výsledky však dosiahnu pri uskutoč-není procesu syntézy ipri teplote reakčnejzmesi 140 až 210 °C, pri tlaku v reaktore10,0 až 30,0 MPa, bez přítomnosti plynnejfázy v reaktore.

Nevýhodou uvedeného postupu sú náročnépodmienky uskutočnenia procesu, vysokáreakčná teplota a vysoký pracovný tlak vreaktore, čo zvyšuje nebezpečie vzniku vý-buchu a požiaru v priebehu procesu.

Japonskí autoři (japonský patent číslo77 128 311) uvádzajú podmienky uskutočne-nia postupu aldolovej kondenzácie vodnéhoroztoku formaldehydu s acetónom, ktorý jev přebytku, v přítomnosti bázického kataly-zátora.

Nevýhodou tohto postupu je široký rozptylvýtažku produktu od 60 do 80 %, nízká vý-ťažnosť syntézy a vysoká prácnosť pri usku-točnení procesu a pri oddělení katalyzátoraz reakčnej zmesi v priebehu izolácie pro-duktu.

Nevýhody doterajších postupov sa odstrá-nia postupom podlá vynálezu. Postup spo-čívá v aldolovej kondenzácii acetonu s for-maldehydom v kvapalnej fáze. Reakcia sauskutočňuje pri teplote reakčnej zmesi 40až 130 °C, pri tlaku 0,1 až 4,0 MPa. Výhody postupu podlá vynálezu vyplýva-jú z nového, vysoko efektívneho sposobupřípravy a zloženia zmesi před reakciou,ktorý zaisťuje vysokú stabilitu a reprodu-kovatelnosť procesu s vysokým a stabilnýmvýťažkom produktu.

Pri postupe podlá vynálezu sa zmieša a-cetón s vodným roztokom formaldehydu avodou pri teplote zmesi do 30 °C, pričommolárnv poměr zúčastněných zložiek form-aldehyd : acetonu je 1:10 až 30. Obsah vo-dy představuje minimálně 8 hmotových % vzmesi.

Ako bázický katalyzátor sa použije vodnýroztok alkalického hydroxidu ako hydroxid sodný, alebo draselný, tiež je možné použifďalšie anorganické alebo organické bázy,tiež zmesi týchto báz, ktoré sú schopné vovodno-acetónovom roztoku upravit aktivituvodíkových jónov v uvedenom rozsahu hod-not pH.

Postup přípravy zmesi i samotnej reakcieje výhodné riešiť ako kontinuálny proces.Reakcia sa uskutoční výhodné v reaktore spiestovým tokom s izotermickým, alebo sprogramovaným teplotným režimom pozdížreaktora, s priestorovým časom 0,5 až 50minút pri teplote reakčnej zmesi 40 až 130stupňov Celzia, pričom tlak v reaktore je0,4 až 4,0 MPa.

Po přechode reaktorom sa reakčná zmesochladí na teplotu 25 až 30 °C, bázický ka-talyzátor sa neutralizuje na katexe v H+cykle, pričom sa pH v reakčnej zmesi upra-ví na hodnotu 7,0 a produkt sa izoluje zná-mým postupom frakčnou rektifikáciou.áshhllrilooa. °

Acetón a voda oddělená z reakčnej zmesisa recirkulujú. Týmto postupom sa získá 1--butanol-3-ón vo výtažku 70 až 85 °/o, v pře-počte na použitý formaldehyd, pričom reak-ciou vzniká minimálně množstvo vedlajšíchproduktov. Z nich bol v reakčnej zmesi sta-novený hlavně 2-hydroxymetyl-l-butén-3-ónv obsahu 7 až 15 hmot. % z obsahu produk-tu.

Diacetónalkohol je obsiahnutý v množ-stvo maximálně 2 hmotnostně % z obsahuproduktu. Výhodou uvedeného postupu je vysokástabilita a reprodukovatefnosť procesu, za-ístená novou jednoduchou a efektívnou pří-pravou zmesi východzích surovin k reakcii,vysoká selektivita a výťažnosť procesu privysokom stupni zhodnotenia surovin a nízkýpodiel odpadných látok.

Jednoduchá koncepcia navrhovaného pro-cesu umožňuje maximálně využiť základnéprvky regulácie a automatizácie, čo vytvárapředpoklady vysokej produktivity v prevádz-ke.

Uskutočnenie postupu podfa vynálezu adosiahnuté výsledky ilustruji! příklady kon-krétného prevedenia, v žiadnom případe hovšak neobmedzujú. Příklad 1

Ku 168 g 36 %-nému vodnému roztokuformaldehydu (2 moly] sa přidá 500 ml vo-dy a 3 643 ml acetónu (50 mólov) pri tep-lote zmesi 22 °C. K roztoku sa přidá 0,25 Nvodný roztok NaOH, pričom aktivita vodí-kových jónov zmesi sa upraví na hodnotupH: 12,6. Aktivita vodíkových jónov sa sle-duje pomocou kombinovanej elektrody napřístroji RADELKIS typ OP 208/1 (MER).Takto upravená zmes sa dávkovacím piesto-vým čerpadlom čerpá do trúbkového reak-tora, objemu 0,6 1, s priestorovým časom 24minút při tlaku 1,0 až 1,1 MPa. Reakčná

Claims (2)

1. 254208 5 zmes v reaktore sa udržuje na teplote 70 °Cvyhrievacím okruhom. Reakčná zmes sa po výstupe z reaktoraochladí na teplotu 22 °C a neutralizuje doneutrálnej reakcie na slabokyslom katexe. Zo zmesi sa atmosférickou rektifikácioupri zníženom tlaku 6,6 až 7,0 kPa frakcionu-oddelí aceton. Zo zbytku sa rektifikáciouje l-butanol-3-ón. Získá sa 148 g 1-butanol--3-ónu s obsahom 87,1 hmot. °/o, stanovenýmplynovou chromatograíiou. Obsah diacetón-alkoholu je 1,22 hmot. °/o. Výťažok l-butanol-3-ónu je 73,2 % vočipoužitému formaldehydu. Příklad
2. 2 Ku 168 g 36 %-nému vodnému roztokuformaldehydu (2 mólyj sa přidá 500 ml vo-dy regenerovanej z predchádzajúceho po-stupu a 3 643 ml acetonu regenerovaného zpredchádzajúceho postupu pri teplote 22 °C. Aktivita vodíkových jónov zmesi sa upra-ví prídavkom 0,25 N vodného roztoku NaOHna hodnotu ipH : 12,6. Dalším postupom ako v příklade 1 sa zís-ká 157 g l-butanol-3-ón s obsahom 87,5hmot. °/o, s obsahom diacetónalkoholu 1,21hmot. %. Výťažok l-butanol-3-ónu představuje 78,0percent voči použitému formaldehydu. P R E D Μ E T Spósob výroby l-butanol-3-ónu z formal-dehydu a acetonu bazicky katalyzovanoualdolovou kondenzáciou vyznačený tým, žek reakcii sa zmieša aceton s vodným rozto-kom formaldehydu a vodou, pričom molárr.ypoměr zúčastněných zložiek formaldehyd : : aceton je 1 : 10 až 30, koncentrácia vody VYNÁLEZU zmesi je v rozsahu 8 až 20 hmot. %, k zme-si sa přidá vodný roztok bázického kataly-záíora, pričom aktivita vodíkových jónov saupraví na hodnotu pH : 11,0 až 13,0, reakciasa uskutoční v kvapalnej fáze pri teplotercakčnoj zmesi 40 až 130 °C, s dobou reak-cíe 0,5 až 50 min.