RU2150462C1 - Methylal production process - Google Patents
Methylal production process Download PDFInfo
- Publication number
- RU2150462C1 RU2150462C1 RU98115065/04A RU98115065A RU2150462C1 RU 2150462 C1 RU2150462 C1 RU 2150462C1 RU 98115065/04 A RU98115065/04 A RU 98115065/04A RU 98115065 A RU98115065 A RU 98115065A RU 2150462 C1 RU2150462 C1 RU 2150462C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- methylal
- methanol
- water
- formaldehyde
- reaction
- Prior art date
Links
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к нефтехимической промышленности, в частности к способу получения метилаля, который находит применение в качестве растворителя, высокооктановой добавки, а также реагента в синтезах антиоксидантов. The invention relates to the petrochemical industry, in particular to a method for producing methylal, which is used as a solvent, high-octane additive, and also a reagent in the synthesis of antioxidants.
Известен способ получения метилаля взаимодействием параформа с метанолом в присутствии минеральной кислоты [Вейганд-Хильгетаг. Методы эксперимента в органической химии. - М.: Химия, 1968, с. 354]. Недостатками способа является низкий выход целевого продукта - 80%, образование кислых стоков, коррозия аппаратуры. A known method of producing methylal by the interaction of paraform with methanol in the presence of mineral acid [Weigand-Hilgetag. Experimental methods in organic chemistry. - M.: Chemistry, 1968, p. 354]. The disadvantages of the method is the low yield of the target product - 80%, the formation of acidic effluents, corrosion of equipment.
Использование для исключения корродирующего влияния кислотного катализатора приема защиты колец Рашига в зоне выделения нанесением на них каучукового покрытия экономически удорожает и технологически усложняет процесс [А. С. СССР 1442516, МКИ C 41/58, опубл. 07.12.88, Бюл. 45]. Using to protect the Rashig rings to eliminate the corrosive effect of the acid catalyst in the separation zone by applying a rubber coating on them economically increases the cost and technologically complicates the process [A. S. USSR 1442516, MKI C 41/58, publ. 12/07/88, Bull. 45].
Известен способ получения метилаля ацетализацией водных смесей формальдегида и метанола в присутствии минеральной кислоты в качестве катализатора в дистилляционной колонне с непрерывным выводом с ее верха метилаль-метанольного азеотропа [Пат. ФРГ 800399, МКИ C 07 C 43-30]. A known method of producing methylal by acetalization of aqueous mixtures of formaldehyde and methanol in the presence of mineral acid as a catalyst in a distillation column with a continuous output from its top of a methylal-methanol azeotrope [Pat. Germany 800399, MKI C 07 C 43-30].
Недостатками способа являются возникающая проблема коррозии аппаратуры, ограничение способа высококонцентрированными растворами формальдегида, непрерывный расход катализатора. The disadvantages of the method are the emerging problem of corrosion of the equipment, the limitation of the method of highly concentrated solutions of formaldehyde, the continuous consumption of the catalyst.
От вышеуказанных недостатков свободен способ получения метилаля с использованием хлористого железа в качестве катализатора [Пат. ВД Deutschland 3147320, МКИ C 07 C 43/10, опубл. 1.6.83]. Однако полученный по способу метилаль содержит до 8 мас.% метанола и небольшие примеси хлора. Последние исключаются заменой катализатора на сульфат железа, но выделение метилаля требует двухступенчатой ректификации, при пониженном давлении на первой ступени и повышенном - на второй. The method for producing methylal using iron chloride as a catalyst is free from the above disadvantages [Pat. VD Deutschland 3147320, MKI C 07 C 43/10, publ. 1.6.83]. However, the methylal obtained by the method contains up to 8 wt.% Methanol and small impurities of chlorine. The latter are excluded by replacing the catalyst with iron sulfate, but the allocation of methylal requires a two-stage distillation, with reduced pressure in the first stage and high - in the second.
Известен способ получения ацеталей взаимодействием стехиометрических количеств альдегидов и спиртов в присутствии катионитов [Industrial Engineering Chemistry, 38, s.1230]. Однако в этом периодическом способе используют лишь безводные формальдегид и метанол, образующаяся вода требует непрерывного удаления из зоны реакции. Кроме того, способ применим лишь для ацеталей, температура кипения которых и исходных компонентов их получения выше температуры кипения реакционной воды. При непрерывном способе ацетализации безводного альдегида спиртом на катионитах достигают лишь состояния реакционного равновесия при неполном превращении исходного альдегида [Пат. США 2840615, 2566559]. A known method of producing acetals by the interaction of stoichiometric amounts of aldehydes and alcohols in the presence of cation exchangers [Industrial Engineering Chemistry, 38, s.1230]. However, in this batch process only anhydrous formaldehyde and methanol are used, the water formed requires continuous removal from the reaction zone. In addition, the method is applicable only to acetals, the boiling point of which and the initial components of their production is higher than the boiling point of the reaction water. With a continuous method of acetalization of anhydrous aldehyde with alcohol on cation exchangers, only a state of reaction equilibrium is achieved with incomplete conversion of the starting aldehyde [Pat. USA 2840615, 2566559].
Наиболее близким техническим решением к заявляемому является способ получения метилаля путем ацетализации формальдегида стехиометрическим количеством метанола в водной среде с использованием сильнокислого катионита в качестве катализатора [Пат. США 3317613, МПК C 07 C 43/30, заявл. 12.02.1963, выд. 02.05.1967]. The closest technical solution to the claimed is a method for producing methylal by acetalization of formaldehyde with a stoichiometric amount of methanol in an aqueous medium using a strongly acidic cation exchange resin as a catalyst [Pat. US 3317613, IPC C 07 C 43/30, claimed 02/12/1963, issue 05/02/1967].
По способу используют 10-40%-ные водные растворы формальдегида и водные растворы метанола, в качестве катализатора - любой кислый катионит. Способ осуществляют в аппарате колонного типа при температуре 90oC в нижней части и 65oC в верхней части реакционной зоны, при этом водную смесь формальдегида и метанола подают над катализатором противотоком образующемуся метилалю. С целью повышения производительности способ предусматривает предварительную ацетализацию водного раствора формальдегида метанолом при комнатной температуре. Однако, как показывает опыт, в этих условиях (18-25oC) конверсия формальдегида в метилаль не более 1%, т.е. практически не может быть речи о предварительной ацетализации, способствующей разгрузке реакционной зоны аппарата-колонны. Метилаль, образующийся в реакционной зоне колонны на катионите, поднимается в верхнюю часть колонны, заполненную кольцами Рашига.The method uses 10-40% aqueous formaldehyde solutions and aqueous methanol solutions, any acidic cation exchange resin is used as a catalyst. The method is carried out in a column type apparatus at a temperature of 90 ° C. in the lower part and 65 ° C. in the upper part of the reaction zone, wherein an aqueous mixture of formaldehyde and methanol is supplied over the catalyst in countercurrent to the formed methylal. In order to increase productivity, the method provides for pre-acetalization of an aqueous solution of formaldehyde with methanol at room temperature. However, experience shows that under these conditions (18-25 o C) the conversion of formaldehyde to methylal is not more than 1%, i.e. practically there can be no talk of preliminary acetalization, which contributes to the unloading of the reaction zone of the column apparatus. The methylal formed in the reaction zone of the column on cation exchange resin rises to the top of the column, filled with Raschig rings.
Часть жидкости с низа реакционной зоны подают в нижнюю треть зоны выделения метилаля. Образующуюся воду непрерывно выводят с низа аппарата - зоны отстоя, температуру в которой поддерживают около 100oC. Сточные воды не содержат формальдегида и метанола и не нуждаются в нейтрализации. Способ обеспечивает хорошие результаты при низких и высоких концентрациях водных растворов формальдегида и метанола, конечный продукт содержит 99,4 мас.% метилаля и 0,6 мас. % воды. Согласно патенту, отработанный катализатор не подлежит повторному использованию.Part of the liquid from the bottom of the reaction zone is fed into the lower third of the methylal separation zone. The resulting water is continuously discharged from the bottom of the apparatus - the sludge zone, in which the temperature is maintained at about 100 o C. Wastewater does not contain formaldehyde and methanol and does not need to be neutralized. The method provides good results at low and high concentrations of aqueous solutions of formaldehyde and methanol, the final product contains 99.4 wt.% Methylal and 0.6 wt. % water. According to the patent, the spent catalyst cannot be reused.
Недостатками способа является низкая производительность процесса, съем метилаля с единицы объема катализатора составляет 0,07-0,52 г/мл кат. в час. На практике обнаружено, что через 400 часов работы катализатора выработка метилаля снижается на 20-30%, а через 450 часов - 70-80%. Катализатор нуждается либо в замене, либо в регенерации, что при его стоимости экономически удорожает процесс в первом случае и технологически усложняет - во втором. The disadvantages of the method is the low productivity of the process, the removal of methylal per unit volume of the catalyst is 0.07-0.52 g / ml cat. in hour. In practice, it was found that after 400 hours of catalyst operation, methylal production is reduced by 20-30%, and after 450 hours - 70-80%. The catalyst needs either replacement or regeneration, which at its cost economically increases the cost of the process in the first case and technologically complicates it in the second.
Целью изобретения является увеличение производительности процесса за счет повышения съема метилаля с единицы объема катализатора и продление срока службы катализатора путем увеличения его активности. Указанная цель достигается тем, что проводят предварительную ацетализацию водной смеси стехиометрических количеств формальдегида и метанола в предреакторе при температуре 45-60oC в течение 0,5 - 1,0 час в присутствии 0,001 - - 0,050 мас.% 2-трет-бутилфенола или 2-трет-бутил- 4-метилфенола на кислом катионите до достижения равновесного состава. При этом конверсия формальдегида в метилаль составляет 68-80%, а затем равновесную реакционную смесь подают в реакционно-ректификационную колонну на доисчерпывание реагентов.The aim of the invention is to increase the productivity of the process by increasing the removal of methylal per unit volume of the catalyst and extending the life of the catalyst by increasing its activity. This goal is achieved by pre-acetalization of an aqueous mixture of stoichiometric amounts of formaldehyde and methanol in a prereactor at a temperature of 45-60 o C for 0.5 to 1.0 hours in the presence of 0.001 - 0.050 wt.% 2-tert-butylphenol or 2-tert-butyl-4-methylphenol on acidic cation exchange resin until an equilibrium composition is reached. The conversion of formaldehyde to methylal is 68-80%, and then the equilibrium reaction mixture is fed into the reaction-distillation column to replenish the reagents.
Реакционно-ректификационная колонна имеет три зоны: средняя реакционная часть заполнена катализатором - кислым катионитом, верхняя и нижняя зоны колонны заполнены насадкой - кольцами Рашига. Равновесную смесь из предреактора вводят в верхний слой катализатора противотоком парам образующегося метилаля. Температура в верхней части реакционной зоны - 65oC, нижней - 90oC. Для разрушения азеотропа метилаля с метанолом с куба колонны подают часть воды в верхнюю зону выделения метилаля, а остальное ее количество непрерывно выводят. Температуру в кубе колонны поддерживают около 100oC. Конверсия формальдегида полная, конечный продукт не содержит метанола.The reaction-distillation column has three zones: the middle reaction part is filled with a catalyst - acid cation exchanger, the upper and lower zones of the column are filled with a nozzle - Rashig rings. The equilibrium mixture from the prereactor is introduced into the upper catalyst layer countercurrent to the vapors of the resulting methylal. The temperature in the upper part of the reaction zone is 65 o C, and the lower one is 90 o C. To destroy the azeotrope of methylal with methanol, part of the water is supplied from the cube of the column to the upper zone of methylal, and the rest is continuously withdrawn. The temperature in the bottom of the column is maintained at about 100 ° C. The formaldehyde conversion is complete, the final product does not contain methanol.
Неожиданно оказалось, что введение столь малых количеств алкилфенолов в реакционную смесь достаточно, чтобы повысилась активность катионита и увеличился съем метилаля с единицы катионита. По-видимому, это объясняется тем, что с повышением силы кислоты в поверхностном слое катализатора, т.к. алкилфенольные соединения обладают кислотными свойствами. It was unexpectedly found that the introduction of such small amounts of alkyl phenols into the reaction mixture is sufficient to increase the activity of cation exchanger and increase the removal of methylal per unit of cation exchanger. Apparently, this is explained by the fact that with increasing acid strength in the surface catalyst layer, because alkyl phenolic compounds have acidic properties.
При снижении концентрации алкилфенолов в реакционной смеси ниже 0,001 мас.% происходит уменьшение съема метилаля с единицы катионита. With a decrease in the concentration of alkyl phenols in the reaction mixture below 0.001 wt.%, The removal of methylal from a unit of cation exchanger decreases.
При концентрации алкилфенолов в реакционной смеси выше 0,05 мас.% дальнейшего роста съема метилаля с единицы катионита не наблюдается. When the concentration of alkyl phenols in the reaction mixture is above 0.05 wt.%, There is no further increase in methylal removal from a unit of cation exchanger.
Практически процесс осуществляют следующим образом. Смесь водного раствора формальдегида и метанола, содержащую 0,001 - 0,050 мас.% 2-трет-бутил-4-метилфенол или 2-трет-бутилфенол, в стехиометрическом соотношении подают в предреактор (1) (см. чертеж), заполненный кислым катионитом. В предреакторе при температуре 45 - 60oC протекает ацетализация до равновесия.In practice, the process is as follows. A mixture of an aqueous solution of formaldehyde and methanol containing 0.001-0.050 wt.% 2-tert-butyl-4-methylphenol or 2-tert-butylphenol is fed in a stoichiometric ratio to the prereactor (1) (see drawing) filled with acidic cation exchanger. In the prereactor at a temperature of 45-60 ° C, acetalization proceeds to equilibrium.
Равновесная смесь поступает в реакционно-ректификационную колонну (2) на верхний слой катализатора. The equilibrium mixture enters the reaction-distillation column (2) on the upper catalyst layer.
В качестве катализатора используют макропористый катионит КУ-23 или КСМ-2 с СОЕ не ниже 1,1 мг-экв Н/1мл катализатора. As the catalyst, macroporous cation exchanger KU-23 or KSM-2 with a SOE of at least 1.1 mEq N / 1 ml of catalyst is used.
Температура в нижней части реакционной зоны 95oC, в верхней - 65oC. В реакционной части колонны происходит доисчерпывание формальдегида и метанола.The temperature in the lower part of the reaction zone is 95 o C, in the upper - 65 o C. In the reaction part of the column, formaldehyde and methanol are exhausted.
Образующийся метилаль в виде паров поднимается в верх колонны - зону выделения, заполненную кольцами Рашига. Вода поступает в куб колонны (2), где температуру поддерживают около 100oC. Часть этой воды направляют в зону выделения метилаля, подавая немного выше ввода реакционной смеси. Массовое соотношение метилаль - метанольный азеатроп: вода 10:1-2.The resulting methylal in the form of vapors rises to the top of the column — a precipitation zone filled with Raschig rings. Water enters the cube of the column (2), where the temperature is maintained at about 100 ° C. A part of this water is sent to the methylal separation zone, feeding slightly above the input of the reaction mixture. The mass ratio of methylal - methanol azeatrop: water 10: 1-2.
Для осуществления способа исходные реагенты должны соответствовать следующим требованиям:
- метанол - ГОСТ 2222 - 78;
- формалин - ГОСТ 1625 - 89;
- катионит - КУ-23 - ГОСТ 20298 - 74: катионит КСМ - 2-ТУ 95.981-91
-2-трет-бутил-4-метилфенол получают деалкилированием 2,6-ди-трет- бутил-4-метилфенола (ионола) при t 150-160oC в присутствии 0,2 мас.% п-толуолсульфокислоты. После нейтрализации щелочью из реакционной массы ректификацией выделяют 2-трет-бутил-4-метилфенол с концентрацией 98 мас.% и tпл 54oC.To implement the method, the starting reagents must meet the following requirements:
- methanol - GOST 2222 - 78;
- formalin - GOST 1625 - 89;
- cation exchange resin - KU-23 - GOST 20298 - 74: cation exchange resin KSM - 2-TU 95.981-91
-2-tert-butyl-4-methylphenol is obtained by dealkylation of 2,6-di-tert-butyl-4-methylphenol (ionol) at t 150-160 o C in the presence of 0.2 wt.% P-toluenesulfonic acid. After neutralization with alkali from the reaction mass by distillation, 2-tert-butyl-4-methylphenol with a concentration of 98 wt.% And mp 54 ° C is isolated.
-2-трет-бутилфенол- СТП 38.2112 - 94 г. -2-tert-butylphenol-STP 38.2112 - 94 g.
Сущность предлагаемого способа подтверждена в нижеприведенных примерах. The essence of the proposed method is confirmed in the examples below.
Пример 1 (по прототипу). Example 1 (prototype).
Получение метилаля проводили по схеме, включающей предреактор (1) и реакционно-ректификационный аппарат (2) (см. чертеж). The preparation of methylal was carried out according to the scheme, including the prereactor (1) and the reaction-distillation apparatus (2) (see drawing).
Предреактор представляет собой полый аппарат с рубашкой для обогрева высотой 50 см и внутренним диаметром 5,0 см. В предреактор помещают 700 мл катионита марки КУ-23 в водородной форме. Статическая обменная емкость (СОЕ) катионита, характеризующая активность катионита, составляет 1,15 мг-экв. Н/мл. The prereactor is a hollow apparatus with a heating jacket with a height of 50 cm and an inner diameter of 5.0 cm. 700 ml of KU-23 grade cation exchange resin are placed in the prereactor in hydrogen form. The static exchange capacity (SOE) of cation exchanger, characterizing the activity of cation exchanger, is 1.15 mEq. N / ml
Реакционно-ректификационный аппарат (2) имеет высоту 600 см, диаметр 5,0 см. Аппарат разделен на зоны: средняя часть - реакционная зона заполнена таким же катионитом - КУ-23 - в количестве 2000 мл. Верхняя часть (зона выделения) заполнена кольцами Рашига диаметром 4 мм, в нижней части (зоне отстоя) расположен обогреватель, обеспечивающий подогрев куба до 100oC.The reaction-distillation apparatus (2) has a height of 600 cm and a diameter of 5.0 cm. The apparatus is divided into zones: the middle part — the reaction zone is filled with the same cation exchanger — KU-23 — in an amount of 2000 ml. The upper part (separation zone) is filled with Rashig rings with a diameter of 4 mm, in the lower part (sludge zone) there is a heater that provides heating of the cube to 100 o C.
В необогреваемый предреактор (t = 21,5oC) подают 1200 г/час смеси (1), состоящей из 21 мас.% формальдегида (8,4 моля), 44,8 мас.% метанола (16,8 моля) и 34,2 мас.% воды.1200 g / h of mixture (1), consisting of 21 wt.% Formaldehyde (8.4 mol), 44.8 wt.% Methanol (16.8 mol), are fed to the unheated prereactor (t = 21.5 ° C.) and 34.2 wt.% Water.
Выходящую из предреактора смесь (II) состава: 20,45 мас.% формальдегида, 43,69 мас.% метанола, 1,4 мас.% метилаля и 34,53 мас.% воды подают со скоростью 20 г/мин в реакционно-ректификационный аппарат (2) над слоем катализатора. Температура в нижней части реакционной зоны 90oC, в верхней - 65oC.Coming out of the prereactor mixture (II) of the composition: 20.45 wt.% Formaldehyde, 43.69 wt.% Methanol, 1.4 wt.% Methylal and 34.53 wt.% Water are fed at a rate of 20 g / min into the reaction distillation apparatus (2) above the catalyst bed. The temperature in the lower part of the reaction zone is 90 o C, in the upper - 65 o C.
Из куба реакционной колонны (2) непрерывно выводится вода (III), не содержащая органических примесей, 60 грамм которой подают на верх в нижнюю треть зоны выделения (выше подачи реакционной смеси) для разрушения азеотропа метилаль : метанол. С верха аппарата (2) после охлаждения в аппарате (3) и конденсации в конденсаторе (4) выводят 642,2 г продукта, содержащего 99,4 мас.% метилаля и 0,6 мас.% воды. Выход чистого метилаля 638,4 г. From the cube of the reaction column (2), water (III) is continuously withdrawn that does not contain organic impurities, 60 grams of which is fed to the top in the lower third of the separation zone (above the feed of the reaction mixture) to destroy the methylal: aethanol azeotrope. From the top of the apparatus (2) after cooling in the apparatus (3) and condensation in the condenser (4), 642.2 g of a product containing 99.4 wt.% Methylal and 0.6 wt.% Water are removed. The yield of pure methylal was 638.4 g.
Съем метилаля с единицы объема катионита составляет 0,236 г/мл кат. час. The removal of methylal per unit volume of cation exchanger is 0.236 g / ml cat. hour.
Через 400 часов работы катализатора съем метилаля с единицы объема катионита снижается до 0,13 г/мл кат.час. After 400 hours of catalyst operation, the removal of methylal per unit volume of cation exchanger decreases to 0.13 g / ml cat.h.
Пример 2. Example 2
Процесс осуществляют по схеме, описанной в примере 1. The process is carried out according to the scheme described in example 1.
В предреактор (1) подают 12000 г/час смеси (1), состоящей из 21 мас.% формальдегида (84 моля), 44,8 мас.% метанола (168 моля), содержащего 1,2 г (0,01 мас.% на реакционную массу) 2-трет- бутил-4-метилфенола, и 34,2 мас.% воды, и нагревают до температуры 55oC. Выходящую из предреактора равновеснуя смесь (II) состава: 5,25 мас.% (21 моль) формальдегида, 11,20 мас.% метанола (42 моля), 39,9 мас.% метилаля (63 моля) и 43,65 мас.% воды подают со скоростью 200 г/мин в реакционно-ректификационный аппарат (2) над слоем катализатора для доисчерпывания реагентов.12000 g / h of mixture (1), consisting of 21 wt.% Formaldehyde (84 mol), 44.8 wt.% Methanol (168 mol) containing 1.2 g (0.01 wt. % per reaction mass) of 2-tert-butyl-4-methylphenol, and 34.2 wt.% water, and heated to a temperature of 55 ° C. The equilibrium mixture (II) leaving the prereactor of the composition: 5.25 wt.% (21 mol) of formaldehyde, 11.20 wt.% methanol (42 mol), 39.9 wt.% methylal (63 mol) and 43.65 wt.% water are fed at a rate of 200 g / min to the reaction-distillation apparatus (2) above the catalyst bed to replenish the reagents.
Температура в нижней части реакционной зоны 90oC, в верхней - 65oC.The temperature in the lower part of the reaction zone is 90 o C, in the upper - 65 o C.
Из куба реакционной колонны (2) 1277 г воды /час (III) подают на верх в зону выделения метилаля. Ввод воды производится немного выше места ввода реакционной смеси из предреактора (1) - в середину зоны выделения метилаля. From the bottom of the reaction column (2), 1277 g of water / hour (III) is fed up to the methylal separation zone. Water is introduced slightly higher than the place of introduction of the reaction mixture from the prereactor (1) - in the middle of the methylal zone.
С верха колонны (2) после охлаждения в аппарате (3) и конденсации в конденсаторе (4) выводят в течение часа 6422,5 г продукта, содержащего 99,4 мас. % метилаля и 0,6 мас.% воды. Вода непрерывно выводится из куба колонны (2). Вода не содержит примесей и не нуждается в очистке. From the top of the column (2) after cooling in the apparatus (3) and condensation in the condenser (4), 6422.5 g of product containing 99.4 wt. % methylal and 0.6 wt.% water. Water is continuously discharged from the bottom of the column (2). Water does not contain impurities and does not need to be purified.
Выход чистого метилаля составляет 6383,9 г. The yield of pure methylal is 6383.9 g.
Съем метилаля с единицы объема катионита составляет 2,36 г/мл кат.час. The removal of methylal per unit volume of cation exchanger is 2.36 g / ml cat.h.
Через 4200 часов работы катализатора съем метилаля с единицы объема катионита составляет 2,0 г/мл кат.час. After 4200 hours of catalyst operation, the removal of methylal per unit volume of cation exchanger is 2.0 g / ml cat.h.
Пример 3. Example 3
Процесс осуществляют по схеме, описанной в примере 1. The process is carried out according to the scheme described in example 1.
В предреактор (1) загружают 700 мл катионита марки КСМ-2 с СОЕ катионита 1,25 мг-экв. Н/мл, а в ректор-ректификатор (2) - 2000 мл такого же катализатора. In the prereactor (1), 700 ml of KSM-2 brand cation exchanger with 1.25 mEq of cation exchanger are loaded. N / ml, and in the rectifier-rectifier (2) - 2000 ml of the same catalyst.
В предреактор (1) подают 12000 г/час смеси (1), состоящей из 10,4 мас.% (41,6 моля) формальдегида, 22,19 мас.% (83,2 моль) метанола, содержащего 6,0 г (0,05 мас.% на реакционную массу) 2-трет-бутил-4-метилфенола, и 67,4 мас.% воды и нагревают до температуры 60oC.12000 g / h of mixture (1), consisting of 10.4 wt.% (41.6 mol) of formaldehyde, 22.19 wt.% (83.2 mol) of methanol containing 6.0 g, are fed to the prereactor (1) (0.05 wt.% Per reaction mass) of 2-tert-butyl-4-methylphenol, and 67.4 wt.% Water and heated to a temperature of 60 o C.
Выходящую из предреактора равновесную смесь (II) состава: 2,07 мас.% (8,28 моль) формальдегида, 4,42 мас. % (16,56 моль) метанола, 21,1 мас.% (33,32 моля) метилаля и 72,43 мас.% воды, подают со скоростью 200 г/мин в реакционно- ректификационный аппарат (2) над слоем катализатора для доисчерпывания реагентов. Температура в нижней части реакционной зоны 90oC, в верхней - 65oC.Coming out of the prereactor equilibrium mixture (II) of the composition: 2.07 wt.% (8.28 mol) of formaldehyde, 4.42 wt. % (16.56 mol) of methanol, 21.1 wt.% (33.32 mol) of methylal and 72.43 wt.% Of water are fed at a rate of 200 g / min into the reaction-distillation apparatus (2) above the catalyst bed for exhaustion of reagents. The temperature in the lower part of the reaction zone is 90 o C, in the upper - 65 o C.
С низа реакционной колонны (2) 500 г воды /час (III) подают для разрушения азеотропа. С верха аппарата (2) после охлаждения в аппарате (3) и конденсации в конденсаторе (4) выводят в течение часа 3180,7 г продукта, содержащего 99,4 мас.% метилаля и 0,6 мас.% воды. Выход чистого метилаля 3161,6 г. From the bottom of the reaction column (2), 500 g of water / hour (III) is supplied to destroy the azeotrope. From the top of the apparatus (2), after cooling in the apparatus (3) and condensation in the condenser (4), 3180.7 g of a product containing 99.4 wt.% Methylal and 0.6 wt.% Water is removed within an hour. The yield of pure methyl 3161.6 g.
Воду из куба колонны (2) сливают в ХЗК. Вода не содержит органических примесей и не требует дополнительной очистки. Water from the cube of the column (2) is discharged into the ChZK. Water does not contain organic impurities and does not require additional purification.
Съем метилаля с единицы объема катионита составляет 1,17 г/мл кат. час. The removal of methylal per unit volume of cation exchanger is 1.17 g / ml cat. hour.
Через 4200 часов работы катализатора съем метилаля с единицы объема катионита составляет 0,84 г/мл кат.час. After 4200 hours of catalyst operation, the removal of methylal per unit volume of cation exchanger is 0.84 g / ml cat.h.
Пример 4. Example 4
В предреактор (1) высотой 100 см и диаметром 5 см загружают 1300 мл катионита марки КСМ-2 с СОЕ катионита 1,25 мг-экв. Н/мл, а в реактор-ректификатор (2) - 1400 мл такого же катионита. In the prereactor (1) with a height of 100 cm and a diameter of 5 cm, 1300 ml of KSM-2 brand cation exchanger with a SOE of 1.25 mEq cation exchanger are loaded. N / ml, and in the rectification reactor (2) - 1400 ml of the same cation exchange resin.
В предреактор (1) подают 12000 г/час смеси (1), состоящей из 30,8 мас.% (123,2 моля) формальдегида, 65,70 мас.% (246,4 моля) метанола, содержащего 6,0 г (0,05 мас.% от реакционной массы) 2-трет-бутил-4-метилфенола, и 3,5 мас.% воды и нагревают до температуры 45oC.12000 g / h of mixture (1), consisting of 30.8 wt.% (123.2 mol) of formaldehyde, 65.70 wt.% (246.4 mol) of methanol containing 6.0 g, are fed to the prereactor (1) (0.05 wt.% From the reaction mass) of 2-tert-butyl-4-methylphenol, and 3.5 wt.% Water and heated to a temperature of 45 o C.
Выходящую из предреактора равновесную смесь (II) состава: 9,64 мас.% (38,56 моль) формальдегида, 20,57 мас.% (77,17 моль) метанола, 53,6 мас.% (84,64 моля) метилаля и 16,19 мас.% воды, подают со скоростью 200 г/мин в реакционно-ректификационный аппарат (2), работающий в режиме по примеру 1. Coming out of the prereactor equilibrium mixture (II) of the composition: 9.64 wt.% (38.56 mol) of formaldehyde, 20.57 wt.% (77.17 mol) of methanol, 53.6 wt.% (84.64 mol) methylal and 16.19 wt.% water, is fed at a rate of 200 g / min into the reaction-distillation apparatus (2), operating in the mode of example 1.
С верха аппарата (2) после охлаждения в аппарате (3) и конденсации в конденсаторе (4) выводят в течение часа 9419,7 г продукта, содержащего 99,4 мас.% метилаля и 0,6 мас.% воды. Выход чистого метилаля 9363,2г. From the top of the apparatus (2), after cooling in the apparatus (3) and condensation in the condenser (4), 9419.7 g of a product containing 99.4 wt.% Methylal and 0.6 wt.% Water is removed within an hour. The yield of pure methyl 9363.2 g.
Воду из куба колонны (2) сливают в ХЗК. Вода не содержит органических примесей и не требует дополнительной очистки. Water from the cube of the column (2) is discharged into the ChZK. Water does not contain organic impurities and does not require additional purification.
Съем метилаля с единицы объема катионита составляет 3,47 г/мл кат.час. The removal of methylal per unit volume of cation exchanger is 3.47 g / ml cat.h.
Через 4200 часов работы катализатора съем метилаля с единицы объема катионита составляет 2,17 г/мл кат.час. After 4200 hours of catalyst operation, the removal of methylal per unit volume of cation exchanger is 2.17 g / ml cat.h.
Пример 5. Example 5
Процесс осуществляют по схеме, описанной в примере 1. The process is carried out according to the scheme described in example 1.
В предреактор (1) подают 12000 г/час смеси (1), состоящей из 21 мас.% формальдегида (84 моля), 44,8 мас.% метанола (168 моля), содержащего 1,2 г (0,01 мас.% от реакционной массы) 2 - трет-бутил-фенола, и 34,2 мас.% воды. Температура в предреакторе составляет 55oC.12000 g / h of mixture (1), consisting of 21 wt.% Formaldehyde (84 mol), 44.8 wt.% Methanol (168 mol) containing 1.2 g (0.01 wt. % of the reaction mass) 2 - tert-butyl-phenol, and 34.2 wt.% water. The temperature in the prereactor is 55 o C.
Выходящую из предреактора равновеснуя смесь (II) состава: 5,25 мас.% (21 моль) формальдегида, 11,20 мас.% метанола (42 моля), 39,9 мас.% метилаля (63 моля) и 43,65 мас.% воды, подают со скоростью 200 г/мин в реакционно-ректификационный аппарат (2) над слоем катализатора для доисчерпывания реагентов. Температура в нижней части реакционной зоны 90oC, в верхней - 65oC.The equilibrium mixture (II) emerging from the prereactor composition: 5.25 wt.% (21 mol) of formaldehyde, 11.20 wt.% Methanol (42 mol), 39.9 wt.% Methylal (63 mol) and 43.65 wt. .% water is fed at a rate of 200 g / min into the reaction-distillation apparatus (2) above the catalyst bed to replenish the reagents. The temperature in the lower part of the reaction zone is 90 o C, in the upper - 65 o C.
Из куба реакционной колонны (2) 1277 г воды /час (III) подают на верх в зону выделения метилаля. Ввод воды производится немного выше места ввода реакционной смеси из предреактора (1) - в середину зоны выделения метилаля. From the bottom of the reaction column (2), 1277 g of water / hour (III) is fed up to the methylal separation zone. Water is introduced slightly higher than the place of introduction of the reaction mixture from the prereactor (1) - in the middle of the methylal zone.
С верха аппарата (2) после охлаждения в аппарате (3) и конденсации в конденсаторе (4) выводят в течение часа 6422,5 г продукта, содержащего 99,4 мас.% метилаля и 0,6 мас.% воды. Выход чистого метилаля 6383,9 г. From the top of the apparatus (2) after cooling in the apparatus (3) and condensation in the condenser (4), 6422.5 g of a product containing 99.4 wt.% Methylal and 0.6 wt.% Water is removed within an hour. The yield of pure methylal is 6383.9 g.
Съем метилаля с единицы объема катионита составляет 2,36 г/мл кат.час. The removal of methylal per unit volume of cation exchanger is 2.36 g / ml cat.h.
Через 4200 часов работы катализатора съем метилаля с единицы объема катионита составляет 2,0 г/мл кат. час. After 4200 hours of catalyst operation, the removal of methylal per unit volume of cation exchanger is 2.0 g / ml cat. hour.
Пример 6. Example 6
Процесс осуществляют по схеме, описанной в примере 1. The process is carried out according to the scheme described in example 1.
В предреактор (1) загружают 700 мл катионита марки КСМ-2 с СОЕ 1,25 мг-экв. Н/мл, а в ректор-ректификатор (2) - 2000 мл такого же катализатора. 700 ml of KSM-2 brand cation exchanger with a SOE of 1.25 mEq are loaded into the prereactor (1). N / ml, and in the rectifier-rectifier (2) - 2000 ml of the same catalyst.
В предреактор (1) подают 12000 г/час смеси (1), состоящей из 10,4 мас.% (41,6 моля) формальдегида, 22,19 мас.% (83,2 моль) метанола, содержащего 6,0 г (0,05 мас. % от реакционной массы) 2-трет-бутилфенола и 67,4 мас.% воды. Температура в предреакторе составляет 60oC.12000 g / h of mixture (1), consisting of 10.4 wt.% (41.6 mol) of formaldehyde, 22.19 wt.% (83.2 mol) of methanol containing 6.0 g, are fed to the prereactor (1) (0.05 wt.% From the reaction mass) of 2-tert-butylphenol and 67.4 wt.% Water. The temperature in the pre-reactor is 60 o C.
Выходящую из предреактора равновесную смесь (II) состава: 2,07 мас.% (8,28 моль) формальдегида, 4,42 мас. % (16,56 моль) метанола 21,1 мас.% (33,32 моля) метилаля и 72,43 мас.% воды, подают со скоростью 200 г/мин в реакционно-ректификационный аппарат (2) над слоем катализатора для доисчерпывания реагентов. Температура в нижней части реакционной зоны 90oC, в верхней - 65oC.Coming out of the prereactor equilibrium mixture (II) of the composition: 2.07 wt.% (8.28 mol) of formaldehyde, 4.42 wt. % (16.56 mol) of methanol 21.1 wt.% (33.32 mol) of methylal and 72.43 wt.% Of water are fed at a rate of 200 g / min into the reaction-distillation apparatus (2) above the catalyst bed for exhaustion reagents. The temperature in the lower part of the reaction zone is 90 o C, in the upper - 65 o C.
С низа реакционной колонны (2) 500 г воды /час (III) подают для разрушения азеотропа. С верха аппарата (2) после охлаждения в аппарате (3) и конденсации в конденсаторе (4) выводят в течение часа 3180,7 г продукта, содержащего 99,4 мас.% метилаля и 0,6 мас.% воды. Выход чистого метилаля 3161,6г. From the bottom of the reaction column (2), 500 g of water / hour (III) is supplied to destroy the azeotrope. From the top of the apparatus (2), after cooling in the apparatus (3) and condensation in the condenser (4), 3180.7 g of a product containing 99.4 wt.% Methylal and 0.6 wt.% Water is removed within an hour. The yield of pure methyl 3161.6 g.
Воду из куба колонны (2) сливают в ХЗК. Вода не содержит органических примесей и не требует дополнительной очистки. Water from the cube of the column (2) is discharged into the ChZK. Water does not contain organic impurities and does not require additional purification.
Съем метилаля с единицы объема катионита составляет 1,17 г/мл кат.час. The removal of methylal per unit volume of cation exchanger is 1.17 g / ml cat.h.
Через 4200 часов работы катализатора съем метилаля с единицы объема катионита составляет 0,84 г/мл кат.час. After 4200 hours of catalyst operation, the removal of methylal per unit volume of cation exchanger is 0.84 g / ml cat.h.
Пример 7. Example 7
В предреактор (1) высотой 100 см и диаметром 5 см загружают 1300 мл катионита марки КСМ-2 с СОЕ 1,25 мг-экв. Н/мл, а в реактор-ректификатор (2) - 1400 мл такого же катионита. 1300 ml of KSM-2 brand cation exchange resin with a SOE of 1.25 mEq are loaded into the prereactor (1) with a height of 100 cm and a diameter of 5 cm. N / ml, and in the rectification reactor (2) - 1400 ml of the same cation exchange resin.
В предреактор (1) подают 12000 г/час смеси (1), состоящей из 30,8 мас.% (123,2 моля) формальдегида, 65,70 мас.% (246,4 моля) метанола, содержащего 6,0 г (0,05 мас.% от реакционной массы) 2-трет-бутилфенола, и 3,5 мас.% воды. In the prereactor (1) serves 12000 g / hour of the mixture (1), consisting of 30.8 wt.% (123.2 mol) of formaldehyde, 65.70 wt.% (246.4 mol) of methanol containing 6.0 g (0.05 wt.% From the reaction mass) of 2-tert-butylphenol, and 3.5 wt.% Water.
Температура в предреакторе составляет 45oC.The temperature in the pre-reactor is 45 o C.
Выходящую из предреактора равновесную смесь (II) состава: 9,64 мас.% (38,56 моль) формальдегида, 20,57 мас.% (77,17 моль) метанола, 53,6 мас.% (84,64 моля) метилаля и 16,19 мас.% воды, подают со скоростью 200 г/мин в реакционно - ректификационный аппарат (2), работающий в режиме по примеру 1. Coming out of the prereactor equilibrium mixture (II) of the composition: 9.64 wt.% (38.56 mol) of formaldehyde, 20.57 wt.% (77.17 mol) of methanol, 53.6 wt.% (84.64 mol) methylal and 16.19 wt.% water, is fed at a speed of 200 g / min into the reaction-distillation apparatus (2), operating in the mode of example 1.
С верха аппарата (2) после охлаждения в аппарате (3) и конденсации в конденсаторе (4) выводят в течение часа 9419,7 г продукта, содержащего 99,4 мас.% метилаля и 0,6 мас.% воды. Выход чистого метилаля 9363,2 г. From the top of the apparatus (2), after cooling in the apparatus (3) and condensation in the condenser (4), 9419.7 g of a product containing 99.4 wt.% Methylal and 0.6 wt.% Water is removed within an hour. The yield of pure methyl 9363.2 g.
Воду из куба колонны (2) сливают в ХЗК. Вода не содержит органических примесей и не требует дополнительной очистки. Water from the cube of the column (2) is discharged into the ChZK. Water does not contain organic impurities and does not require additional purification.
Съем метилаля с единицы объема катионита составляет 3,47 г/мл кат.час. The removal of methylal per unit volume of cation exchanger is 3.47 g / ml cat.h.
Через 4200 часов работы катализатора съем метилаля с единицы объема катионита составляет 2,17 г/мл кат. час. After 4200 hours of catalyst operation, the removal of methylal per unit volume of cation exchanger is 2.17 g / ml cat. hour.
Снижение температуры предварительной ацетализации ниже нижнего предела 45oC приводит к снижению съема метилаля с единицы катионита, увеличение температуры предацетализации выше 60oC экономически нецелесообразно, так как равновесный состав смеси практически не изменяется.Lowering the temperature of pre-acetalization below the lower limit of 45 o C leads to a decrease in the removal of methylal per unit of cation exchanger, an increase in the temperature of pre-acetalization above 60 o C is not economically feasible, since the equilibrium composition of the mixture remains practically unchanged.
Анализ результатов практического выполнения процесса получения метилаля ацетализацией формальдегида метанолом в водной среде по известному и заявляемому способам показывает, что проведение предварительной ацетализации при температуре 45-60oC в течение 0,5 - 1,0 час. в присутствии 0,001 - 0,050 мас.% 2-трет-бутилфенола или 2-трет-бутил-4-метилфенола в заявляемом способе позволяет повысить производительность процесса в 5-10 раз, съем метилаля с единицы объема катионита с 0,24 до 0,84 - 3,47 г/мл кат.час и продлить срок службы катализатора до 4000 часов по сравнению с 400 часами в известном способе.Analysis of the results of the practical implementation of the process of producing methylal by acetalization of formaldehyde with methanol in an aqueous medium according to the known and claimed methods shows that the preliminary acetalization at a temperature of 45-60 o C for 0.5 to 1.0 hours. in the presence of 0.001-0.050 wt.% 2-tert-butylphenol or 2-tert-butyl-4-methylphenol in the present method allows to increase the productivity of the process by 5-10 times, removal of methylal per unit volume of cation exchanger from 0.24 to 0.84 - 3.47 g / ml cat.hour and extend the life of the catalyst up to 4000 hours compared with 400 hours in the known method.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98115065/04A RU2150462C1 (en) | 1998-08-03 | 1998-08-03 | Methylal production process |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98115065/04A RU2150462C1 (en) | 1998-08-03 | 1998-08-03 | Methylal production process |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU98115065A RU98115065A (en) | 2000-05-20 |
RU2150462C1 true RU2150462C1 (en) | 2000-06-10 |
Family
ID=20209338
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU98115065/04A RU2150462C1 (en) | 1998-08-03 | 1998-08-03 | Methylal production process |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2150462C1 (en) |
-
1998
- 1998-08-03 RU RU98115065/04A patent/RU2150462C1/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5362918A (en) | Process for producing acetaldehyde dimethylacetal | |
US4634784A (en) | Process for production of epichlorohydrin | |
EP0008869B1 (en) | Process for the production of a phenol and a carbonyl compound by the catalysed decomposition of an aromatic hydroperoxide | |
EP0018159B1 (en) | Process for the production of phenol, acetone and alpha methylstyrene | |
US3972955A (en) | Process for preparation of isoprene | |
KR0172652B1 (en) | Method for removing acidic and salt impurities from the condensed phase from the reaction effluent in a process for dimethyl carbonate synthesis | |
KR970001489B1 (en) | Process for producing trioxan | |
RU2150462C1 (en) | Methylal production process | |
US4665205A (en) | Process for preparing tetrahydrofuran | |
US3972951A (en) | Process for the formation of 2,6-diphenyl-phenol | |
KR100485226B1 (en) | Manufacturing method of 1,3-dioxolane | |
JP4281856B2 (en) | Methylal manufacturing method | |
RU2255936C1 (en) | Method for preparing 4,4-dimethyl-1,3-dioxane | |
US5667644A (en) | Method for producing a dimerized aldehyde | |
US6245727B1 (en) | Discontinuous process for conducting a heterogeneously catalyzed reaction and installation for heterogeneously catalyzed manufacture of products | |
RU2458922C2 (en) | Method of producing 4,4-dimethyl-1,3-dioxane | |
US4283579A (en) | Process for producing diol | |
US4108869A (en) | Preparation of an acetal from a diol and acrolein | |
JP3166287B2 (en) | Acetal production method | |
US3754049A (en) | Method for purification of isoprene | |
KR101346370B1 (en) | Effective preparation method for (meth)acrylate | |
JP3209447B2 (en) | Acetal production method | |
JP3166295B2 (en) | Acetal separation method | |
RU2255929C1 (en) | Isoprene production process | |
US2947776A (en) | Process of preparing trimethyl borate |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC4A | Invention patent assignment |
Effective date: 20061003 |
|
QB4A | Licence on use of patent |
Effective date: 20080516 |
|
QC41 | Official registration of the termination of the licence agreement or other agreements on the disposal of an exclusive right |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20080516 Effective date: 20101221 |
|
PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20110317 |