CS271990B1 - Spôsob přípravy l-metoxy-2-propanólu a zariadenie na jeho vykonávanie - Google Patents

Description

CS 271990 01

Vynález sa týká spůsobu přípravy l-metoxy-2-propanolu reakciou propylénoxidu s meta-nolom v přítomnosti zásaditého katalyzátore a zariadenia na jeho vykonávanie, 1-Metoxy-2-propanol sa používá ako medziprodukt na výrobu herbicidu metolachloru. Zliteratúry sú známe viaoeré spfisoby jeho přípravy. Podl’a najstaršieho z nich sa reakciapropylénoxidu s metanolom uskutočňuje v přítomnosti kyseliny sírovéj za vzniku zmesi 1-me-toxy-2-propanolu a 2-metoxy-l-propanolu v pomere 3 : 1 /Bull. Soc. Chim. Belg. 39, 395,1930/ Na kyslú katalýzu reakcie propylénoxidu s metanolom je tiež možné použit oxid si-řičitý /US 2 807 651/. Reakcia propylénoxidu s metanolom prebieha i v nepřítomnosti katalyzátora při zvýšenom tlaku a teplote 200 °C /Ž. Obšč. Chim. SSSR/ 14, 1038, 1944/ avšakpodobné ako v přítomnosti kyslých katalyzátorov má výrazné neselektívny charakter. Vzhl’a-dom na to z hladiska praktického využitia sú nepomerne zaujímavejšie spfisoby přípravyl-metoxy-2-propanolu, pri ktorých sa reakcia propylénoxidu s metanolom uskutočňuje v pří-tomnosti bázických katalyzátorov. Použitie metylátu sodného umožňuje získávat 1-metoxy--2-propanol vo výtažku až 86 % /3. Am. Chem. Stfc·. 72, 125, 1950 a 77, 2420, 1955; Ž. Obšč.Chim. SSSR 14, 1038, 1944/ avšak nevýhodou tohoto Bpfisobu je obtiažna práca s metylátomsodným a nutnost viesť proces v bezvodom prostředí. V OP 15229 /1979/ je opísaný spfisobpřípravy l-metoxy-2-propanolu reakciou propylénoxidu s metanolom v mólovom pomere 1 : 2pri teplote 80 °C a tlaku 0,5 MPa v přítomnosti terciárneho aminu, ktorý má vyššiu teplo-tu varu ako reakčné komponenty, při ktorom sa dosahuje konverzia 97,4 % a selektivita 93,5 %. Nevýhodou uvedených spfisobov je, že sú diskontinuitné/takže při dávkovaní reakč-ných zložiek může důjsť k nekontrolovatelnému priebehu reakcie a připadne aj k explózii,pretože reakcia je silno exotermná. CS 246 893 chrání spfisob přípravy l-metoxy-2-propano-lu reakciou propylénoxidu s metanolom pri teplote 40 až 140 °C a tlaku 0,1 až 5 MPa, katalyžovanou kvartérnymi amóniovými bázami, ktorá sa může viesť diskontinuitne alebo konti-nuitne pri době kontaktu 10 minút až 4 hodiny. Nevýhodou uvedeného kontinuitného spůsobuje velmi nízký výťažok (49 %) l-metoxy-2-propanolu čo je důsledkom nízkej konverzie aleboselektivity a zvyšuje nároky na izoláciu produktu z výslednej reakčnej zmesi.

Uvedené nedostatky podstatnou mierou odstraňuje spfisob přípravy l-metoxy-2-propanolureakciou propylénoxidu s metanolom v přítomnosti zásaditého katalyzátoru při teplote 50 až150 °C a tlaku 0,5 až 2,0 MPa podl’a vynálezu. Podstata vynálezu spočívá v tom, že propylénoxid, metanol a zásaditý katalyzátor, ktorým je hydroxid alkalického kovu, sa kontinuitrne dávkujú v molárnom pomere 1 : 2 až 10 : 0,005 až 0,05 do trubkovej reakčnej zóny, z ktirej sa odvádza reakčné teplo, s dobou.-zádrže reakčnej zmesi 0,5 až 1,5 h. l-Metoxy-2-pro-panol sa potom kontinuitne izoluje z reakčnej zmesi. Z hladiska selektivity reakcie a vý-tažku l-metoxy-2-propanolu je výhodné, ak sa proces uskutočňuje pri molárnom pomere propylénoxidu, metanolu a hydroxidu alkalického kovu 1 : 2 až 7 : 0,005 až 0,05, kedy je všaknevyhnutné pre bezpečnost práce zabezpečit intenzívny odvod reakčného tepla z reakčnejzóny. Z tohoto hladiska je výhodné kontinuitne dávkovat reakčné zložky najprv do prvejreakčnej zóny, vybavenej intenzívnym odvodom reakčného tepla, s dobou zádrže 1/10 celkovejdoby zádrže, z ktorej sa reakčná zmes kontinuitne odvádza do .-druhej reakčnej zóny s dobouzádrže 9/10 celkovej doby zádrže. V druhej reakčnej zóně reakčná zmes doreagováva za rov-nakých reakčných podmienok, pričom sa reakčná teplota udržuje pomocou teplonosného média,kompenzujúceho tepelné straty. Výsledná reakčná zmes sa odvádza na kontinuitnú izoláciul-metoxy-2-propanolu. Tento proces je možné uškutočniť v zariadení podlá vynálezu, ktorépozostáva z dávkovacieho člena _1, hadového trubkového reaktora £ s odvodom reakčného tep-la 2> spojovacieho potrubia £, rúrkového reaktora 5 s prívodom tepla 6, redukčného ven-tila ]_ a odvodu reakčného produktu J3.

Reakčné zložky sa dávkujú do systému kontinuitne buó jednotlivo alebo vo formě zmesi pripravenej za chladenia pri teplote nižšej ako 5 °C. CS 271990 B1 Výhodou spOsobu přípravy l-metoxy-2-propanolu. podlá vynálezu je jeho vysoká selekti-vita prejavujúca sa v nízkom podiele izomérneho 2-metoxy-l-propanolu vo výslednej reakč-nej zmesi, vo vysokom výtažku a čistotě připraveného l-metoxy-2-propanolu. Proces je prak -ticky bezodpadový, regenerovaný metanol sa vracia do reakcie. Odvádzané reakčné teplo savyužívá v technologickom procese napr. na rektifikáciu metanolu. Výhody zariadenia podlá vynálezu spočívají! najma v bezpečnosti prevádzkovania, jedno-duchosti, energetickej nenáročnosti, vysokých výťažkoch a kvalitě produktu. Prietokovýcharakter prvého stupňa - hadového trubkového reaktora s intenzívnym odvodom vznikajúcehoreakčného tepla vylučuje možnost miestneho prehriatia reakčnej zmesi a prípadnej explóziea súčasne i možnost tvorby nežiaducich vedlajších produktov ako sú 2-metoxy-l-propanol avyššie oligoméry.

Konštrukčné riešenie zariadenia podl’a vynálezu je znázorněné na priloženom obrázku. * .>

Nasledujúce příklady ilustruji!, ale neobmedzujú predmet vynálezu. Příklad 1

Pomocou dávkovacieho člena .1 sa kontinuitne dávkovalo do hadového riirkového reaktora2 3,4 kg . h”l propylénoxidu, 13,2 kg . h“^ metanolu a 0,47 kg . h-^ 40 %-ného vodného roztoku hydroxidu sodného, čo odpovedá molárnemu poměru -1:7: 0,005, kde sa zmes necha-la reagovat pri teplote 130 °C a tlaku 1,0 MPa a dobou zádrže 6 min a s intenzívnym odvo-dom reakčného tepla. Analýzou sa zistilo, že v tomto stupni prebehla reakcia na 70 - 80%.Potom sa reakčná zmes viedla cez spojovacie potrubie £ do rúrkového reaktora 5, kde sanechala doreagovať pri rovnakej teplote a tlaku a s dobou zádrže 54 min., pričom sa tepel-né straty kompenzovali prívodom tepla odvádzaného z hadového trubkového reaktora 2. Poustálení chodu zariadenia sa výsledná reakčná zmes kontinuitne odvádzala na izoláciu 1-me -toxy-2-prppanolu. Prevádzkovaním zariadenia počas 10 h sa získalo 165,4 kg reakčnej zme-si s obsahom 29,8 % hmot. l-metoxy-2-propanolu, 2,2 % hmot. 2-metoxy-l-propanolu, 0,42 %hmot. vody a 0,1 % hmot. vyšších oligomérov, z ktorej sa izoloval l-metoxy-2-propanol vovýtažku 90,2 % o čistotě 99,4 %. Příklad .2

Použilo sa rovnaké zariadenie a pracovný postup ako v příklade 1 s tým rozdielom,·žesa kontinuitne dávkovalo 5,26 kg . h-·*· propylénoxidu, 11,23 kg . h-^ metanolu a 1,2 kg . . h"1 40%-ného vodného roztoku hydroxidu sodného, čo odpovedá molárnemu poměru 1:4: 0,01Prevádzkovaním zariadenia počas 28 h sa získalo 491,9 kg reakčnej zmesi s obsahom 43,4 %hmot. l-metoxy-2-propanolU,, 2,8 % hmot. 2-metoxy-l-propanolu, 1,9 % hmot. vody a 0,2 %hmot. vyšších oligomérov, z ktorej sa izoloval l-metoxy-2-propanol vo výtažku 92,6 % očistotě 99,5 %. Příklad 3

Použilo sa rovnaké zariadenie ako v příklade 1, do ktorého sa dávkovalo 3,4 kg . h-1propylénoxidu, 18,8 kg . h”l metanolu a 4,7 kg . h-^· 40 %-ného vodného roztoku hydroxidusodného, čo odpovedá molárnemu poměru 1 : 10 : 0,05. Zmes sa nechala reagovat při teplote50 °C a tlaku 0,5 MPa, pričom doba zádrže v hadovom rúrkovom reaktore 2 bola 3 min. a vrtirkovom reaktore 5 27 min. Prevádzkovaním zariadenia počas 10 h sa získalo 258,9 kg

Claims (3)

3 CS 271990 01 reakčnej zmesi s obsahom 18,9 % hmot. l-metoxy-2-propanolu, 1,2 % hmot. 2-metoxy-l-propa-nolu, 4,5 % hmot. vody a 0,5 % hmot. vyšších oligomérov, z ktorej sa izoloval 1-metoxy--2-propanol vo výtažku 89,2 X o čistotě 99,5 X. Příklad 4 Zmiešaním 174,2 g propylénoxidu 385,7 g metanolu a 1,7 g hydroxidu draselného (mo-lárny poměr 1:4: 0,01) pri-teplote 5 °C získaná reakčná zmes sa kontinuitne dávkovalado laboratórneho zariadenia podl’a vynálezu v množstve 541,7 g . h_1, pričom reakcia pre-biehala při teplote 150 °C a tlaku 2,0 MPa s dobou zádrže v hadovom rúrkovom reaktore 2. 9 min. a v rúrkovom reaktore 2 θΐ min. Prevádzkovaním zariadenia počas 12 h sa získalo 6,5 kg reakčnej zmesi s obsahom 29,8 % hmot. l-metoxy-2-propanolu, 2,3 % hmot. 2-metoxy--1-propanolu, 0,4 % hmot. vody a 0,2 % hmot. vyšších oligomérov, z ktorej sa izolovall-metoxy-2-propanol vo výtažku 87,4 % o čistotě 99,3 %. P r í k 1 a d 5 Do rúrkového reaktora typu jednoduchej kolony s vnútorným priemerom 3 cm a s odvodomreakčného tepla sa dávkovalo 174,2 g . h”^ propylénoxidu a 385,7g . h-^ metanolu v kto-rom bolo rozpuštěné 1,7 g hydroxidu draselného. Reakcia prebiehala při teplote 150 °Ca tlaku 2,0 MPa, pričom doba zádrže bola 1,5 h. Počas 12 h sa získalo 6,3 kg reakčnejzmesi s obsahom 27,5 % hmot. l-metoxy-2-propanolu, 4,0 % hmot. 2-metoxy-l-propanolu, 0,4 %hmot. vody a 1,2 % hmot. vyšších oligomérov, z ktorej sa izoloval l-metoxy-2-propanol vovýtažku 82,6 % o čistotě 99,3 %. PREDMET VYNÁLEZU

1. Spůsob přípravy l-metoxy-2-propanolu reakciou propylénoxidu s metanolom v přítomnostizásaditého katalyzátora pri teplote 50 až 150 °C a tlaku 0,5 až 2,0 MPa, vyznačujúcisa tým, že propylénoxid, metanol a zásaditý katalyzátor, ktorým je hydroxid alkalické-ho kovu sa kontinuitne dávkujú v molárnom pomere 1 : 2 až 10 : 0,005 až 0,05 do rúrko-vej reakčnej zóny, z ktorej sa odvádza reakčné teplo, s dobou zádrže 0,5 až 1,5 h.

2. Spůsob přípravy l-metoxy-2-propanolu podl’a bodu 1, vyznačujúci sa tým, že propylénoxid,metanol a hydroxid alkalického kovu sa kontinuitne dávkujú v molárnom pomere 1 : 2 až 7 : 0,005 až 0,5 do prvej reakčnej zóny s dobou zádrže 1/10 celkovej doby zádrže a sodvodom reakčného tepla, z ktorej sa reakčná zmes kontinuitne odvádza na doreagovaniedo druhej reakčnej zóny s dobou zádrže 9/10 celkovej doby zádrže a s privodom tepla.

3. Zariadenie na vykonávanie spůsobu podlá bodu 2, vyznačujúce sa tým, že pozostáva z dáv -kovacieho člena /1/, hadového rúrkového reaktora /2/ s Odvodom /3/ reakčného tepla avýstupom zapojeným cez spojovacie potrubie /4/ do rúrkového reaktóra /5/ s privodom /6/ tepla a odvodom /8/ reakčného produktu, opatřeným redukčným ventilom /7/. 1 výkres