CS271990B1

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

Info

Publication number: CS271990B1
Application number: CS89514A
Authority: CS
Inventors: Karol Rndr Fiedler; Juraj Ing Csc Tuleja; Miroslav Ing Kriz; Andrej Ing Handlovsky; Vaclav Rndr Csc Konecny; Emanuel Ing Csc Beska; Ludovit Rndr Csc Kuruc; Stefan Ing Wenchich; Lubor Ing Bystricky; Ladislav Roller; Milan Ing Csc Karvas
Original assignee: Fiedler Karol; Juraj Ing Csc Tuleja; Kriz Miroslav; Handlovsky Andrej; Konecny Vaclav; Beska Emanuel; Kuruc Ludovit; Wenchich Stefan; Bystricky Lubor; Ladislav Roller; Karvas Milan
Priority date: 1989-01-26
Filing date: 1989-01-26
Publication date: 1990-12-13
Also published as: CS51489A1

Abstract

Riešenie,sa týká spósobu přípravy 1-metoxy-2-propanolu reakciou propylénoxidu s metanolom v přítomnosti hydroxidu alkalického kovu ako zásaditého katalyzátora pri teplote 50 až 150 °C a tlaku 0,5 až 2,0 MPa.' Propylénoxid, metanol a katalyzátor sa kontinuitne dávkujú v molárnom pomere 1 : 2 až 10 : 0,005 až 0,05 do trubkovej reakčnej zóny s odvodom reakčného tepla a s dobou zádrže 0,5 až 1,5 h. Při použití surovin v molárnom pomere 1 : 2 až 7 ; 0,005 až 0,05 je výhodné uskutočňovať proces v dvoch reakčných zónách s dobou zádrže 1/10 a 9/10 celkovej doby zádrže a v zariadení pozostávajúcom z dávkovacieho člena, hadového rúrkového reaktora s odvodom reakčného tepla, spojovacieho potrubia, rúrkového reaktora s prívodom tepla, redukčného ventila a odvodu reakčného produktu. Riešenie je možné využiť v chemickom priemysle.

Description

Vynález sa týká spůsobu přípravy l-metoxy-2-propanolu reakciou propylénoxidu s metanolom v přítomnosti zásaditého katalyzátora a zariadenia na jeho vykonávanie.

1-Metoxy-2-propanol sa používá ako medziprodukt na výrobu herbicidu metolachloru. Z literatúry sú známe viaceré spfisoby jeho přípravy. Podía najstaršieho z nich sa reakcia propylénoxidu s metanolom uskutečňuje v přítomnosti kyseliny sírovéjza vzniku zmesi 1-metoxy-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 siřičitý /US 2 B07 651/. Reakcia propylénoxidu s metanolom prebieha i v nepřítomnosti kata lyzátora při zvýšeném tlaku a teplote 200 °C /Ž. Obšč. Chim, SSSR/ 14, 1038, 1944/ avšak podobné ako v přítomnosti kyslých katalyzátorov má výrazné neselektívny charakter. Vzhladom na to z híadiska praktického využitia sú nepomerne zaujímavejšie spfisoby přípravy l-metoxy-2-propanolu, pri ktorých sa reakcia propylénoxidu s metanolom uskutečňuje v přítomnosti 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 Spůsobu je obtiažna práca s metylátom sodným a nutnost viesť proces v bezvodom prostředí. V 3P 15229 /1979/ je opísaný spfisob přípravy l-metoxy-2-propanolu reakciou propylénoxidu s metanolom v mólovom pomere 1 : 2 pri teplote 80 °C a tlaku 0,5 MPa v přítomnosti terciárneho aminu, ktorý má vyššiu teplotu 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 reakčných zložiek může důjsť k nekontrolovatelnému priebehu reakcie a připadne aj k explózii, pretože reakcia je slino exotermná. CS 246 893 chrání spfisob přípravy l-metoxy-2-propanolu reakciou propylénoxidu s metanolom při teplote 40 až 140 °C a tlaku 0,1 až 5 MPa, kata lyžovanou kvartérnymi amóniovými bázami, ktorá sa může viesť diskontinuitne alebo kontinuitne při době kontaktu 10 minút až 4 hodiny. Nevýhodou uvedeného kontinuitného spůsobu je velmi nízký výtažok (49 %) l-metoxy-2-propanolu čo je důsledkom nízkej konverzie alebo selektivity a zvyšuje nároky na izoláciu produktu z výslednej reakčnej zmesi.

Uvedené nedostatky podstatnou mierou odstraňuje spůsob přípravy l-metoxy-2-propanolu reakciou propylénoxidu s metanolom v přítomnosti zásaditého katalyzátoru při teplote 50 až 150 °C a tlaku 0,5 až 2,0 MPa podlá vynálezu. Podstata vynálezu spočívá v tom, že propylé noxid, metanol a zásaditý katalyzátor, ktorým je hydroxid alkalického kovu, sa kontinuitr ne dávkujú v molárnom pomere 1 : 2 až 10 : 0,005 až 0,05 do trubkovej reakčnej zóny, z kiorej sa odvádza reakčné teplo, s dobou.-zádrže reakčnej zmesi 0,5 až 1,5 h. l-Metoxy-2-propanol sa potom kontinuitne izoluje z reakčnej zmesi. Z híadiska selektivity reakcie a výtažku l-metoxy-2-propanolu je výhodné, ak sa proces uskutečňuje pri molárnom pomere propy lénoxidu, metanolu a hydroxidu alkalického kovu 1 : 2 až 7 : 0,005 až 0,05, kedy je však nevyhnutné pře bezpečnost práce zabezpečit intenzívny odvod reakčného tepla z reakčnej zóny. Z tohoto híadiska je výhodné kontinuitne dávkovat reakčné zložky najprv do prvej reakčnej zóny, vybavenej intenzívnym odvodom reakčného tepla, s dobou zádrže 1/10 celkovej doby zádrže, z ktorej sa reakčná zmes kontinuitne odvádza do .-druhej reakčnej zóny s dobou zádrže 9/10 celkovej doby zádrže. V druhej reakčnej zóně reakčná zmes doreagováva za rovnakých reakčných podmienok, pričom sa reakčná teplota udržuje pomocou teplonosného média, kompenzujúceho tepelné straty. Výsledná reakčná zmes sa odvádza na kontinuitnú izoláciu l-metoxy-2-propanolu. Tento proces je možné uškutočniť v zariadení podlá vynálezu, ktoré pozostáva z dávkovacieho člena hadového trubkového reaktora 2 ^s odvodom reakčného tepla 2> spojovacieho potrubia £, rúrkového reaktora 5 s prívodom tepla 6, redukčného ventila 2 ^a odvodu reakčného produktu 8,· • Reakčné zložky sa dávkujú do systému kontinuitne buó jednotlivo alebo vo forme zmesi pripravenej za chladenia pri teplote nižšej ako 5 °C. .

CS 271990 Bl

Výhodou spOsobu přípravy l-metoxy-2-propanolu. podia vynálezu je jeho vysoká selektivita prejavujúca sa v nízkom podiele izomérneho 2-metoxy-l-propanolu vo výslednej reakčnej 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 sa využívá v technologickom procese napr. na rektifikáciu metanolu.

Výhody zariadenia podlá vynálezu spočívají! najma v bezpečnosti prevádzkovania, jednoduchosti, energetickej nenáročnosti, vysokých výťažkoch a kvalitě produktu. Prietokový charakter prvého stupňa - hadového trubkového reaktora s intenzívnym odvodom vznikajdceho reakčného tepla vylučuje možnost miestneho prehriatia reakčnej zmesi a prípadnej explózie a súčasne i možnost tvorby nežiaducich vedlajších produktov ako sú 2-metoxy-l-propanol a vyššie oligoméry.

Konštrukčné riešenie zariadenia podlá vynálezu je znázorněné na priloženom obrázku.

Nasledujúce příklady ilustrujú, ale neobmedzujú predmet vynálezu.

Příklad 1

Pomocou dávkovacieho člena 2 sa kontinuitne dávkovalo do hadového rúrkového reaktora 2 3,4 kg . h~^ propylénoxidu, 13,2 kg . h“¹ metanolu a 0,47 kg . hl 40 %-ného vodného roztoku hydroxidu sodného, čo odpovedá molárnemu poměru 1 : 7 : 0,005, kde sa zmes nechala reagovat při teplote 130 °C a tlaku 1,0 MPa a dobou zádrže 6 min a s intenzívnym odvodom reakčného tepla. Analýzou sa zistilo, že v tomto stupni přeběhla reakcia na 70 - 80%. Potom sa reakčná zmes viedla cez spojovacie potrubie £ do rúrkového reaktora 5, kde sa nechala doreagovať pri rovnakej teplote a tlaku a s dobou zádrže 54 min., pričom sa tepelné straty kompenzovali přívodem tepla odvádzaného z hadového trubkového reaktora 2. Po ustálení 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 zmesi 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 vo výtažku 90,2 % o čistotě 99,4 %. ·

Příklad 2

Použilo sa rovnaké zariadenie a pracovný postup ako v příklade 1 s tým rozdielom,·že sa kontinuitne dávkovalo 5,26 kg . h^-·*· propylénoxidu, 11,23 kg . h~l metanolu a 1,2 kg . . h'¹ 40%-ného vodného roztoku hydroxidu sodného, čo odpovedá molárnemu poměru 1:4: 0,01. Prevádzkovaním 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 % o čistotě 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^-l 40 %-ného vodného roztoku hydroxidu sodného, čo odpovedá molárnemu poměru 1 : 10 : 0,05. Zmes sa nechala reagovat pri teplote 50 °C a tlaku 0,5 MPa, pričom doba zádrže v hadovom rúrkovom reaktore 2 bola 3 min. a v rúrkovom reaktore 5 27 min. Prevádzkovaním zariadenia počas 10 h sa získalo 258,9 kg

CS 271990 01 reakčnej zmesi s obsahem 18,9 % hmot, l-metoxy-2-propanolu, 1,2 % hmot. 2-metoxy-l-propanolu, 4,5 % hmot, vody a 0,5 % hmot, vyšších oligomérov, z ktorej sa izoloval 1-metoxy-2-propanol vo výtažku 89,2 % o čistotě 99,5 %.

Příklad 4

Zmiešaním 174,2 g propylénoxidu 305,7 g metanolu a 1,7 g hydroxidu draselného (molárny poměr 1:4: 0,01) pri-,teplote 5 °C získaná reakčná zmes sa kontinuitne dávkovala do laboratórneho zariadenia podlá vynálezu v množstve 541,7 g . h^-1, pričom reakcia prebiehala 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 29,0 % 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 izoloval l-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 odvodom reakčného tepla sa dávkovalo 174,2 g . h”^ propylénoxidu a 385,7g . h^-^ metanolu v ktorom bolo rozpuštěné 1,7 g hydroxidu draselného. Reakcia prebiehala při teplote 150 °C a tlaku 2,0 MPa, pričom doba zádrže bola 1,5 h. Počas 12 h sa získalo 6,3 kg reakčnej zmesi 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 vo výtažku 02,6 % o čistotě 99,3 %.

Claims

1. Spůsob přípravy l-metoxy-2-propanolu reakciou propylénoxidu s metanolem v přítomnosti zásaditého katalyzátore pri teplote 50 až 150 °C a tlaku 0,5 až 2,0 MPa, vyznačujúci sa tým, že propylénoxid, metanol a zásaditý katalyzátor, ktorým je hydroxid alkalického kovu sa kontinuitne dávkujú v molárnom pomere 1 : 2 až 10 : 0,005 až 0,05 do rúrkovej reakčnej zóny, z ktorej sa odvádza reakčné teplo, s dobou zádrže 0,5 až 1,5 h.

2. Spůsob přípravy l-metoxy-2-propanolu podlá 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 prvsj reakčnej zóny s dobou zádrže 1/10 celkovej doby zádrže a s odvodom reakčného tepla, z ktorej sa reakčná zmes kontinuitne odvádza na doreagovanie do druhej reakčnej zóny s dobou zádrže 9/10 celkovej doby zádrže a s prívodom tepla.

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