RU2182899C1 - Способ получения винил-н-бутилового эфира - Google Patents
Способ получения винил-н-бутилового эфира Download PDFInfo
- Publication number
- RU2182899C1 RU2182899C1 RU2001102530/04A RU2001102530A RU2182899C1 RU 2182899 C1 RU2182899 C1 RU 2182899C1 RU 2001102530/04 A RU2001102530/04 A RU 2001102530/04A RU 2001102530 A RU2001102530 A RU 2001102530A RU 2182899 C1 RU2182899 C1 RU 2182899C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- reactor
- acetylene
- butanol
- catalyst
- solution
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/584—Recycling of catalysts
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способу получения винил-н-бутилового эфира, который является ценным активным мономером, используемым для получения винипола ВБ-2, ВБ-3, сополимера ВБМ и винилона Б. Способ включает винилирование бутанола в присутствии калиевой щелочи в качестве катализатора при температуре 135-160oС и давлении на входе ацетилена 1,4-1,5 ати. При этом, как правило, процесс ведут в непрерывном совмещенном реакционно-ректификационном режиме при противоточном контактировании ацетилена и бутанольного раствора с содержанием калиевой щелочи 0,2-2,0 мас.%, с подачей ацетилена в нижнюю часть реактора, а бутанольного раствора противотоком в верхнее сечение реактора, при соотношении ацетилен: бутанол (1,5-2,0):1,0 моль/моль и параметре управления процессом P/W= 13-15 моль/моль, где Р - количество продуктового потока, выводимого вверху реактора, a W - количество отработанного катализаторного раствора внизу реактора. Способ позволяет увеличить выход эфира до 85%, увеличить срок службы катализатора и упростить процесс за счет снижения расходных норм исходных веществ и количества катализаторного раствора на регенерацию. 1 ил., 1 табл.
Description
Изобретение относится к области основного органического синтеза, а конкретно к усовершенствованному способу получения винил-н-бутилового эфира (ВБЭ).
Получаемый эфир является ценным химически активным мономером, используемым для получения винипола ВБ-2, ВБ-3, сополимера ВБМ и винилона Б.
Известны способы получения виниловых эфиров в присутствии гидроокиси щелочных металлов /Патент Анг. 601, S 81, 1956/ - путем винилирования спирта в реакторе, заполненном стальными кольцами Рашига при Т=100-140oС и давлении 4-20 атм с разбавлением ацетилена азотом в целях безопасного ведения процесса. Выход эфира при этом составил 50%.
Чисто жидкофазный процесс винилирования описан /Патент США 2969395, кл. 260.584, 1961 г./. Катализатором винилирования при Т=160-250oС, Р=10-30 атм служил алкоголят натрия, получаемый растворением металлического натрия в спирте. Процесс осуществлялся во вращающемся автоклаве.
Общими недостатками этих способов получения являются взрывоопасность, снижение концентрации ацетилена в реакционной зоне за счет флегматизации ее инертным газом или спиртом, что ведет к снижению скорости процесса и степени превращения спирта.
Наиболее близкими по технической сущности и достигаемому результату является способ получения винил-н-бутилового эфира винилированием бутанола в присутствии калиевой щелочи в качестве катализатора в среде растворителя. В качестве растворителя - побочные жидкие продукты, образующиеся непосредственно в процессе винилирования. Процесс ведут при Т=135-160oС в реакторе барботажного типа. В реактор предварительно закачивают раствор калиевой щелочи в бутаноле, а затем в куб реактора барботируют ацетилен. Процесс проводят циклически /А. с. 481589, кл. С 07 С 41/08, С 07 С 43/16, 1975 г. Р.Д. Якубов, С.М. Максимов, В.И. Григоренко, Г.А. Шитов, Л.П. Петров и В.В. Никонов, Способ получения простых виниловых эфиров/. Однако в описании данного авторского свидетельства отсутствуют сведения о выходе эфира, материальных потоках, степени превращения и сроке службы катализатора. Наиболее полно этот процесс описан этими авторами в статье /Р.Д. Якубов, Г.А. Шитов, Л.П. Петров, М. З. Ясельман, И.Н. Азербаев. Винилирование бутанола в кожухотрубном реакторе барботажного типа. - В кн.: Химия ацетилена и технология карбида кальция, Алма-Ата, Казахстан, 1972 г./.
Реактор представляет собой аппарат колонного типа, состоящий из 3 кожухотрубных царг, чередующихся с пустотелыми. Ацетилен при давлении 1,4-1,5 атм подается в нижнюю часть реактора, а бутанольный раствор с содержанием щелочи 0,2-2% вес. - в циркуляционные трубы, либо также в нижнюю часть.
Температура в зоне реакции 135-160oС поддерживалась подачей пара в межтрубное пространство кожухотрубной части реактора.
Парогазовая смесь из реакционной зоны, пройдя расширенную сепарационную часть, частично конденсировалась на холодильнике и в виде флегмы стекала обратно в реакционную зону. Основная реакционная смесь, содержащая ацетилен, пары эфира, бутанола и воды, поступала на охлаждение и выделение продуктов известными приемами.
После накопления высококипящих побочных продуктов до 40-60% вес. для поддержания их количества в заданном интервале производили ежечасный вывод раствора из реактора в количестве 0,5% от общего объема в реакторе.
Недостатками прототипа являются низкий выход эфира, повышенный расходный коэффициент по бутанолу и щелочи, малый срок службы катализатора и повышенные энергетические затраты.
1. Наличие 3-х кожухотрубных секций в барботажном реакторе способствует увеличению гидравлического сопротивления. Как результат скорость движения ацетилена в реакционной зоне снижается и уменьшается выход продуктов винилирования из реакционной зоны. Для достижения количества растворителя 40-60% вес. эфир длительное время находится в зоне реакции (за счет принудительной циркуляции катализаторного раствора) и начинает полимеризоваться и выход его резко падает, а катализатор быстро осмоляется.
Установка холодильника в верхней части реактора также способствует конденсации эфира и возврату его в реакционную зону, к частичной полимеризации эфира, осмолению катализатора и сокращению его срока службы, т.е. его "отработке".
2. Известно, что процесс винилирования очень чувствителен к содержанию в катализаторном растворе не только ацеталей, бутилата калия, но и других компонентов (карбонат калия, бутират калия, вода, высококипящие смолы), которые накапливаются в реакционной смеси в процессе работы. Поэтому технологически предусмотрено в случае повышения количества примесей в реакционной смеси осуществлять сброс катализаторного раствора из куба реактора. При отсутствии вывода катализаторного раствора увеличение примесей приводит к быстрому "отравлению" катализатора, т.е. к его отработке. В этом случае реактор останавливают, раствор сбрасывают, реактор промывают и закачивают новый катализаторный раствор. Эту операцию в прототипе осуществляют через 30 дней. Преждевременный сброс катализаторного раствора приводит к увеличению расходных норм по бутанолу и калиевой щелочи.
Как видно из примера в таблице 1, сброс катализатора в прототипе составляет 0,5% от объема реактора или 0,3 кг на 1 кг получаемого эфира. При годовой производительности по эфиру 5000 т/год эта цифра составляет 1500 т/год. Для переработки такого количества катализаторного раствора необходимы дополнительные энергетические затраты, т.к. его регенерацию проводят разбавлением водой с последующим упариванием раствора. Сухой остаток выводят на сжигание, что сказывается на экологии промышленного региона.
3. Сокращению срока службы катализатора способствует также подача подпиточного раствора в циркуляционные трубы, т.к. он в своем составе содержит воду, а она является ядом для катализатора, т.к. нарушает активную форму катализатора (бутилат калия)
С4Н9ОК+Н2O=С4Н9OН+КОН.
С4Н9ОК+Н2O=С4Н9OН+КОН.
Целью настоящего изобретения является увеличение выхода эфира, увеличение срока службы катализатора, сокращение расходных норм по бутанолу и калиевой щелочи и сокращению энергетических затрат.
Поставленная цель достигается новым способом получения винил-н-бутилового эфира винилированием бутанола в присутствии калиевой щелочи в качестве катализатора при температуре 135-160oС, давлении на входе ацетилена в реактор 1,4-1,5 ати в непрерывном совмещенном реакционно-ректификационном процессе (НСРР), при противоточном контактировании ацетилена и бутанольного раствора с содержанием калиевой щелочи 0,2-2 мас.%, с подачей ацетилена в нижнюю часть реактора, а бутанольного раствора противотоком в верхнее сечение реактора при соотношении ацетилен:бутанол (1,5:2,0):1,0 моль/моль, параметре управления процессом P/W=13-15 моль/моль или об./об., где Р - количество продуктового потока, выводимого вверху реактора, a W - количество отработанного катализаторного раствора, выводимого внизу реактора.
Процесс осуществляется в реакторе, состоящем из двух частей (см. чертеж):
кожухотрубной-реакционной,
тарельчатой-ректификационно-отгонной.
кожухотрубной-реакционной,
тарельчатой-ректификационно-отгонной.
Катализаторный раствор закачивается в кожухотрубную часть, где нагревается до режимной температуры. Ацетилен подается в нижнюю реакционную часть, а бутанольный раствор КОН (0,2-2,0) мас.% противотоком в верхнюю ректификационно-отгонную часть. Ацетилен и бутанольный раствор движутся противотоком друг другу, что значительно увеличивает их степень превращения. Для увеличения выноса продуктов синтеза используют избыток ацетилена (1,5-2,0):1,0 моль/моль по отношению к бутанолу. Кроме того, при такой организации процесса (1 кожухотрубная царга вместо 3) снижается гидравлическое сопротивление в реакторе. Это способствует увеличению выхода эфира до 80-85%.
Парогазовая смесь, поднимаясь вверх в реакционно-отгонную часть реактора, обогащается водой, находящейся в 0,2-2% подпиточном катализаторном растворе, стекающим в нижнюю часть реактора, и тем самым способствует увеличению степени извлечения эфира из смеси, т.к. вода образует с винил-н-бутиловым эфиром азеотроп с Ткип 77,8oС. Степень извлечения эфира при этом составляет 90-95%. Этому способствует верхняя ректификационно-отгонная тарельчатая часть реактора.
Кроме того, проведенный анализ статики такого совмещенного реакционно-ректификационного процесса показал, что параметр управления процессом (P/W) зависит от соотношения ацетилен: бутанол, а вывод отработанного катализаторного раствора зависит от параметра управления процессом P/W (где Р - отбор продуктов в верхней части реактора; W - вывод отработанного катализаторного раствора снизу реактора).
Согласно изобретению признано (пример 4) соотношение P/W=13-15 моль/моль или об. /об. , что соответствует соотношению ацетилен:бутанол (1,5:2,0):1,0 моль/моль. Это обеспечивает бесперебойную работу катализаторного раствора до 4-х месяцев.
Если подача ацетилена будет меньше 1,5:1 моль/моль, то параметр управления уменьшается P/W= 10. Следовательно, сброс (вывод) катализаторного раствора увеличится с 55 л/час до 75 л/час, т.е. на 26%. Кроме того, скорость ацетилена в реакторе снизится на 25%. Вынос эфира уменьшится, а, кроме того, ацетилен можно будет использовать в качестве возврата только 15%, остальное необходимо будет стравливать в атмосферу (пример 1, 2).
В случае избытка ацетилена к бутанолу 2,2:1,0 моль/моль параметр управления процессом P/W= 16 увеличивается, а сброс уменьшается. Катализаторный раствор быстрее отрабатывается, и срок службы катализатора уменьшается до 3-х месяцев (пример 5).
Таким образом, наибольшей эффективностью будет обладать процесс получения винил-н-бутилового эфира, организованный в реакционно-ректификационном процессе при противоточном контактировании бутанольного раствора и ацетилена, при соотношении ацетилен:бутанол (1,5:2,0):1,0 моль/моль и параметре управления процессом P/W=13-15 моль/моль; об./об., что обеспечивает увеличение выхода эфира 85%, бесперебойную работу реактора в течение 4-х месяцев, сократит количество катализаторного раствора на регенерацию в 6 раз. Следовательно, понизятся расходные нормы по бутанолу и калиевой щелочи, а также понизятся энергетические затраты.
Claims (1)
- Способ получения винил-н-бутилового эфира винилированием бутанола в присутствии калиевой щелочи в качестве катализатора при температуре 135-160oС и давлении на входе ацетилена 1,4-1,5 ати, отличающийся тем, что процесс ведут в непрерывном совмещенном реакционно-ректификационном режиме при противоточном контактировании ацетилена и бутанольного раствора с содержанием калиевой щелочи 0,2-2,0 мас. % с подачей ацетилена вниз реактора, а бутанольного раствора противотоком в верхнее сечение реактора, при соотношении ацетилен: бутанол (1,5-2,0): 1,0 моль/моль, при параметре управления процессом P/W= 13-15 моль/моль, где Р - количество продуктового потока, выводимого вверху реактора, a W - количество отработанного катализаторного раствора внизу реактора.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001102530/04A RU2182899C1 (ru) | 2001-01-30 | 2001-01-30 | Способ получения винил-н-бутилового эфира |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001102530/04A RU2182899C1 (ru) | 2001-01-30 | 2001-01-30 | Способ получения винил-н-бутилового эфира |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2182899C1 true RU2182899C1 (ru) | 2002-05-27 |
Family
ID=20245320
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2001102530/04A RU2182899C1 (ru) | 2001-01-30 | 2001-01-30 | Способ получения винил-н-бутилового эфира |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2182899C1 (ru) |
-
2001
- 2001-01-30 RU RU2001102530/04A patent/RU2182899C1/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ЯКУБОВ Р. Д. и др. Винилирование бутанола в кожухотрубном реакторе барботажного типа. // В кн.: Химия ацетилена и технология карбида кальция. - Алма-Ата, Казахстан, 1972, стр. 225-230. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5952430B2 (ja) | クロロトリフルオロエチレンからのトリフルオロエチレンの合成方法 | |
JP2778878B2 (ja) | エチレンオキシドの製造方法 | |
CN104761429B (zh) | 一种生产碳酸二甲酯和乙二醇的方法 | |
KR100337577B1 (ko) | 디메틸카보네이트의제조방법 | |
MXPA06002351A (es) | Metodo para preparar dicloropropanoles a partir de glicerina. | |
JP5620504B2 (ja) | 分割壁カラムを使用するニトロアルカンの下流回収法 | |
RU2007134060A (ru) | Способ и аппарат для производства ароматических карбоновых кислот | |
WO2008033687A2 (en) | Process for producing acrylic acid | |
CN101657403A (zh) | 用于回收二氯代醇的多级方法和设备 | |
RU2391331C2 (ru) | Способ получения монохлоруксусной кислоты | |
EP3362429B1 (en) | Process for the preparation of monochloroacetic acid | |
RU2326106C2 (ru) | Способ получения монохлоруксусной кислоты | |
RU2182899C1 (ru) | Способ получения винил-н-бутилового эфира | |
US10377690B1 (en) | Method for catalytic production of refined enal products from an aldehyde feed stream using a single enclosed unit | |
NO147242B (no) | Fremgangsmaate til delvis adskillelse av vann fra gassblandinger som dannes ved vinylacetat-fremstillingen | |
US8846994B2 (en) | Method for producing low-odor n-butane | |
CN108299151B (zh) | 一种由1,2-二氯叔丁烷制备2-甲基烯丙基氯的方法 | |
US9133094B2 (en) | Apparatus and process for nitration selectivity flexibility enabled by azeotropic distillation | |
US4440960A (en) | Continuous preparation of 3-alkyl-buten-1-als | |
CA2731937A1 (en) | Alkylene oxide recovery systems | |
CN112457215B (zh) | 一种3,3-二甲氧基丙腈的合成方法 | |
RU2184723C1 (ru) | Способ получения винилизобутилового эфира | |
WO2018073803A1 (en) | Process for the production of methyl isobutyl ketone from acetone | |
RU2747484C1 (ru) | Способ получения гидропероксида циклогексила | |
RU2041188C1 (ru) | Жидкофазный способ получения метилхлорида |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20080131 |