RU2497802C1 - Method of obtaining dimethylaminoethylacrylate - Google Patents

Method of obtaining dimethylaminoethylacrylate Download PDF

Info

Publication number
RU2497802C1
RU2497802C1 RU2012116753/04A RU2012116753A RU2497802C1 RU 2497802 C1 RU2497802 C1 RU 2497802C1 RU 2012116753/04 A RU2012116753/04 A RU 2012116753/04A RU 2012116753 A RU2012116753 A RU 2012116753A RU 2497802 C1 RU2497802 C1 RU 2497802C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
reactor
dmea
methanol
distillation
acrylate
Prior art date
Application number
RU2012116753/04A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Вадим Маратович Александров
Павел Александрович Демидов
Иван Анатольевич Лаврентьев
Сергей Анатольевич Луговской
Михаил Иосифович Нагродский
Наталья Трофимовна Никущенко
Татьяна Алексеевна Михайлова
Вячеслав Вячесловович Потехин
Original Assignee
Закрытое акционерное общество "Химтэк Инжиниринг"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Закрытое акционерное общество "Химтэк Инжиниринг" filed Critical Закрытое акционерное общество "Химтэк Инжиниринг"
Priority to RU2012116753/04A priority Critical patent/RU2497802C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2497802C1 publication Critical patent/RU2497802C1/en

Links

Landscapes

  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention relates to improved method of obtaining aminoacrylates (dimethylaminoethylacrylate and dimethylaminoethylmethacrylate) by transesterification of methylacrylate or methylmethacrylate by dimethylethanolamine at increased temperature in presence of Ti-containing liquid-phase catalyst. Synthesis is realised in two successive reactors: first, which works without methanol distillation, to conversion of DMAE 30-40% and second, from which distillation of methanol is carried out continuously to complete conversion of initial DMAE, with recycle of unreacted acrylate into first reactor and recycle of DMAE into second reactor.
EFFECT: method makes it possible to simplify reactor unit, increase specific productivity with preservation of high selectivity of process.
1 dwg, 2 tbl

Description

Изобретение относится к способу получения диалкиламиноэтиловых эфиров акриловой кислоты, а именно к способу получения диметиламиноэтилакрилата (ДМАЭА).The invention relates to a method for producing dialkylaminoethyl esters of acrylic acid, and in particular to a method for producing dimethylaminoethyl acrylate (DMAEA).

ДМАЭА используют как сырьевой компонент для производства водорастворимых полимеров, имеющих широкий спектр применения в качестве флокулянтов, антистатиков, экстрагентов и т.п.DMAEA is used as a raw material component for the production of water-soluble polymers having a wide range of applications as flocculants, antistatic agents, extractants, etc.

Известно, что ДМАЭА получают переэтерификацией метилакрилата диметилэтаноламином (ДМЭА) в присутствии жидкофазного катализатора переэтерификации (kt).DMAEA is known to be obtained by transesterification of methyl acrylate with dimethylethanolamine (DMEA) in the presence of a liquid phase transesterification catalyst (kt).

В результате образуется целевой аминоакрилат и побочный продукт реакции - метанол:As a result, the target aminoacrylate and a reaction byproduct, methanol, are formed:

Figure 00000001
Figure 00000001

Реакция обратима и для того, чтобы повысить степень превращения исходных реагентов в целевой продукт, образующийся метанол удаляют из реакционной смеси дистилляцией в виде азеотропа с исходным метил(мет)акрилатом [ЕР 0906902 B1, опубл. 28.02.2002; US 6977310 B2, опубл. 20.12.2005].The reaction is reversible and in order to increase the degree of conversion of the starting reagents to the target product, the methanol formed is removed from the reaction mixture by distillation in the form of an azeotrope with the starting methyl (meth) acrylate [EP 0906902 B1, publ. 02/28/2002; US 6977310 B2, publ. December 20, 2005].

В качестве катализатора переэтерификации предпочтительно использование нейтральных катализаторов - алкоксипроизводных титана [US 4281175 опубл. 28.07.1981, US 6977310 B2, опубл. 20.12.2005] или олова [US 4301297, опубл. 17.11.1981; US 7078560 B2, опубл. 18.07.2006]. Авторами способа [US 2009/0253930 А1, опубл. 8.10.2009] проведены сравнительные испытания активности и селективности ряда катализаторов переэтерификации в одинаковых условиях. Лучшие результаты получены при использовании катализатора Ti(ДМЭА)4 - тетра-N,N-диметиламиноэтоксититаната.As a catalyst for transesterification, it is preferable to use neutral catalysts - alkoxy derivatives of titanium [US 4281175 publ. 07.28.1981, US 6977310 B2, publ. December 20, 2005] or tin [US 4301297, publ. 11/17/1981; US 7078560 B2, publ. 07/18/2006]. The authors of the method [US 2009/0253930 A1, publ. 8.10.2009] comparative tests of the activity and selectivity of a number of transesterification catalysts were carried out under the same conditions. The best results were obtained using the catalyst Ti (DMEA) 4 - tetra-N, N-dimethylaminoethoxy titanate.

Кроме целевой реакции при этом протекают побочные процессы: обратимые реакции переэтерификации и необратимые реакции акрилата и ДМАЭА по двойной связи - при этом образуются продукты, обозначенные в литературе как «продукты реакции Михаэля». Скорость основных и побочных реакций зависит как от используемого катализатора, так и от условий проведения синтеза. Поэтому вопрос аппаратурного оформления реакторного узла в большой степени определяет селективность и скорость целевой реакции, а также объем инвестиций при организации промышленного производства.In addition to the target reaction, side processes occur: reversible transesterification reactions and irreversible double-bond acrylate and DMAEA reactions — in this case, products are formed that are referred to in the literature as “Michael reaction products”. The rate of the main and adverse reactions depends on both the catalyst used and the synthesis conditions. Therefore, the issue of hardware design of the reactor unit to a large extent determines the selectivity and speed of the target reaction, as well as the volume of investments in the organization of industrial production.

Известно, что реакцию переэтерифиции проводят в эфиризаторе - емкостном реакторе с перемешиванием, соединенным по газовой фазе с ректификационной колонной для удаления побочного спирта, при повышенной температуре (100-140°С), атмосферном или пониженном давлении (400-800 mбар), в присутствии гомогенного катализатора и ингибитора полимеризации. Исходный метил(мет)акрилат подают в 1÷3 кратном мольном избытке к диметилэтаноламину [ЕР 0906902 B1, опубл. 28.08.2002; US 6977310 B2, опубл. 20.12.2005, US 7078560 B2, опубл. 18.07.2006].It is known that the transesterification reaction is carried out in an esterizer - a capacitive reactor with stirring, connected in the gas phase to a distillation column to remove side alcohol, at an elevated temperature (100-140 ° С), atmospheric or reduced pressure (400-800 mbar), in the presence of homogeneous catalyst and polymerization inhibitor. The starting methyl (meth) acrylate is fed in 1 ÷ 3-fold molar excess to dimethylethanolamine [EP 0906902 B1, publ. 08/28/2002; US 6977310 B2, publ. December 20, 2005, US 7078560 B2, publ. 07/18/2006].

Возможно проведение процесса переэтерификации в реакторной колонне [US 2009/0253930 А1, опубл. 08.10.2009]. Этот вариант аппаратурного оформления используют в том случае, если в реакционную смесь вводят вспомогательный растворитель - дибензиловый эфир, дибутиловый эфир диэтиленгликоля и т.п. для предотвращения образования азеотропа метил(мет)акрилат - метанол. Способ позволяет отгонять метанол с содержанием метил(мет)акрилата на уровне 1-2%. Основной недостаток способа состоит в том. что поток вспомогательного растворителя составляет ~60% общего потока реакционной смеси.It is possible to carry out the transesterification process in a reactor column [US 2009/0253930 A1, publ. 10/08/2009]. This hardware option is used if an auxiliary solvent, dibenzyl ether, diethylene glycol dibutyl ether, etc., is added to the reaction mixture. to prevent the formation of an azeotrope, methyl (meth) acrylate - methanol. The method allows to distill off methanol with a methyl (meth) acrylate content of 1-2%. The main disadvantage of this method is that. that the auxiliary solvent stream accounts for ~ 60% of the total reaction mixture stream.

Авторы способа [US 7294240 В2, опубл. 13.11.2007] предлагают проводить переэтерификацию низших алкил (этил,бутил)(мет)акрилатов диметилэтаноламином в присутствии алкоголята титана в одном реакторе или каскаде реакторов, соединенных, по крайней мере, с одной ректификационной колонной, при температуре 100-130°С, давлении 400-600 мбар. В случае каскада реакторов температура в них может быть одинаковой или разной, но должна предпочтительно увеличиваться от предыдущего реактора к последующему в пределах указанного диапазона.The authors of the method [US 7294240 B2, publ. November 13, 2007] propose to transesterify lower alkyl (ethyl, butyl) (meth) acrylates with dimethylethanolamine in the presence of titanium alcoholate in one reactor or cascade of reactors connected to at least one distillation column at a temperature of 100-130 ° С, pressure 400-600 mbar. In the case of a cascade of reactors, the temperature in them may be the same or different, but should preferably increase from the previous reactor to the next within the specified range.

Предпочтительным вариантом реализации способа является проведение процесса в, по крайней мере, одном реакторе, соединенном с колонной (реактор-эфиризатор), из которого реакционная смесь поступает в постреактор, связанный по газовой фазе либо с предыдущим реактором либо с колонной, предыдущего реактора-эфиризатора.A preferred embodiment of the method is to conduct the process in at least one reactor connected to a column (reactor-ester), from which the reaction mixture enters a post-reactor connected in the gas phase to either the previous reactor or the column of the previous reactor-ester.

Температура в постреакторе должна быть на 1-10°С выше, чем в основном реакторе.The temperature in the postreactor should be 1-10 ° C higher than in the main reactor.

Время пребывания в реакционной зоне (реактор-постреактор) - 1,5-3 часа.The residence time in the reaction zone (reactor-postreactor) is 1.5-3 hours.

Ректификационная колонна, соединенная с реактором, имеет 10-30 теоретических тарелок, флегмовое число 7÷15. Процесс проводят в присутствии, по крайней мере, одного ингибитора полимеризации (фенотиазин, гидрохинон, р-метоксифенол и т.п.).The distillation column connected to the reactor has 10-30 theoretical plates, the reflux number is 7 ÷ 15. The process is carried out in the presence of at least one polymerization inhibitor (phenothiazine, hydroquinone, p-methoxyphenol, etc.).

Известен непрерывный способ получения ДМАЭА [US 7268251 В2, опубл. 11.09.2007] - прототип.Known continuous method for producing DMAEA [US 7268251 B2, publ. 09/11/2007] - a prototype.

Способ включает в себя:The method includes:

- стадию приготовления катализатора Ti(ДМЭА)4 переэтерификацией низшего алкоголята титана диметилэтаноламином;- the stage of preparation of the catalyst Ti (DMEA) 4 by transesterification of lower titanium alcoholate with dimethylethanolamine;

- стадию переэтерификации метил(мет) акрилата диметилэтаноламином;- the stage of transesterification of methyl (meth) acrylate with dimethylethanolamine;

- дистилляционные стадии выделения целевого эфира (отгонка метил(мет)акрилата, отделение катализатора, выделение ДМАЭА - сырца, очистка целевого эфира, обработка кубовых остатков).- distillation stages of the selection of the target ether (distillation of methyl (meth) acrylate, separation of the catalyst, separation of DMAEA - raw, purification of the target ether, treatment of bottoms).

Реакцию переэтерификации метил(мет)акрилата диметилэтаноламином авторы проводят в двух последовательных реакторах с принудительной или естественной циркуляцией, соединенных по газовой фазе с ректификационными колоннами.The transesterification of methyl (meth) acrylate with dimethylethanolamine was carried out by the authors in two successive forced or natural circulation reactors connected through a gas phase to distillation columns.

Синтез ведут при температуре 100-130°С, давлении 400-600 мбар, мольном отношении метил(мет)акрилат/ДМЭА 1÷4:1 в присутствии гомогенного катализатора, полученного на предварительной стадии, и ингибитора полимеризации. Содержание метанола в реакционной смеси составляет 0,01-0,1% вес. Общее время пребывания - 2-4 часа. Нагрев осуществляют наружными или встроенными теплообенниками. Реакционную зону непрерывно продувают потоком инертного газа (азот, азот/воздух, воздух и т.п.).The synthesis is carried out at a temperature of 100-130 ° C, a pressure of 400-600 mbar, a molar ratio of methyl (meth) acrylate / DMEA 1 ÷ 4: 1 in the presence of a homogeneous catalyst obtained in the preliminary stage, and a polymerization inhibitor. The methanol content in the reaction mixture is 0.01-0.1% by weight. The total stay is 2-4 hours. Heating is carried out by external or built-in heat exchangers. The reaction zone is continuously purged with a stream of inert gas (nitrogen, nitrogen / air, air, etc.).

Колонны, используемые для удаления метанола, соединенные с реакторами, могут быть насадочными или тарельчатыми (10-30 т.т.), оборудованы трубчатыми или пластинчатыми конденсаторами. Образующийся метанол удаляют через верх колонны с частью исходного метил(мет)акрилата. Флегмовое число 5÷15.The columns used to remove methanol, connected to the reactors, can be packed or disk-shaped (10-30 tons), equipped with tubular or plate capacitors. The resulting methanol is removed through the top of the column with part of the starting methyl (meth) acrylate. Reflux number 5 ÷ 15.

Из второго реактора реакционная смесь поступает в промежуточную емкость. Время пребывания реакционной смеси в этой емкости 0,5-1,5 часа, температура 50-140°С. Часть реакционной смеси (10-75%) из этой емкости направляют на следующую стадию процесса - отгонку метил(мет)акрилата. Другую часть реакционной смеси (25-90%) рециркулируют в реакторы, предпочтительно во второй реактор. Емкость соединена по газовой фазе со вторым реактором или его колонной, т.е. фактически является третьим реактором (дозревателем). Это позволяет увеличить степень превращения ДМЭА и более полно удалить из реакционной смеси образовавшийся метанол.From the second reactor, the reaction mixture enters an intermediate tank. The residence time of the reaction mixture in this tank is 0.5-1.5 hours, a temperature of 50-140 ° C. Part of the reaction mixture (10-75%) from this tank is sent to the next stage of the process - distillation of methyl (meth) acrylate. Another part of the reaction mixture (25-90%) is recycled to the reactors, preferably to the second reactor. The vessel is connected in the gas phase to the second reactor or its column, i.e. in fact, it is the third reactor (pre-heater). This allows you to increase the degree of conversion of DMEA and more completely remove from the reaction mixture the formed methanol.

Отогнанный по верху колонн азеотроп содержит 20-40% метанола, 60-80% метал(мет)акрилат и не более 0,3% ДМЭА. Полученный азеотроп может быть направлен в производство метил(мет)акрилата без дополнительной очистки.The azeotrope driven over the top of the columns contains 20-40% methanol, 60-80% metal (meth) acrylate and not more than 0.3% DMEA. The resulting azeotrope can be sent to the production of methyl (meth) acrylate without further purification.

Основным недостатком способа является то, что его промышленная реализация связана с необходимостью использования реакторов-эфиризаторов большого объема (для достижения полной конверсии объем реактора смешения стремится к бесконечности). Поэтому обычно работают на неполной конверсии, непрореагировавшие сырьевые компоненты отделяют от реакционной смеси и возвращают в процесс. Кроме того, реакторный узел организуют в виде двух или более последовательных эфиризаторов (в прототипе их три). Это позволяет уменьшить суммарный объем реакторного узла, однако сильно удорожает затраты на оборудование и усложняет систему управления реакторным узлом, включающий синтез и ректификацию.The main disadvantage of this method is that its industrial implementation is associated with the need to use large-volume ether-reactors (to achieve complete conversion, the volume of the mixing reactor tends to infinity). Therefore, they usually work on incomplete conversion, unreacted raw materials are separated from the reaction mixture and returned to the process. In addition, the reactor unit is organized in the form of two or more consecutive etherifiers (in the prototype there are three). This allows you to reduce the total volume of the reactor unit, however, it greatly increases the cost of equipment and complicates the control system of the reactor unit, including synthesis and rectification.

Альтернативный способ организации реакторного узла, позволяющий значительно уменьшить реакторный объем - один реактор вытеснения - не подходит для данной реакции, так как без отгонки метанола увеличивается доля побочных реакций, ведущих к снижению селективности.An alternative way of organizing the reactor assembly, which can significantly reduce the reactor volume — one displacement reactor — is not suitable for this reaction, since without the distillation of methanol, the proportion of adverse reactions leading to a decrease in selectivity increases.

Целью настоящего изобретения является снижение объема реакторного узла, упрощение его конструкции при сохранении высокой селективности синтеза.The aim of the present invention is to reduce the volume of the reactor unit, simplifying its design while maintaining high selectivity of the synthesis.

Предлагаемое решение включает каскад из двух типов реакторов, что дает возможность воспользоваться преимуществами обоих типов реакторов и уменьшить роль присущих им недостатков.The proposed solution includes a cascade of two types of reactors, which makes it possible to take advantage of both types of reactors and reduce the role of their inherent disadvantages.

Поставленная цель достигается при осуществлении непрерывного каталитического жидкофазного синтеза ДМАЭА из акрилата, присутствующего в избытке, и ДМЭА в двух последовательных реакторах: в первом реакторе вытеснительного типа синтез ведется без отгонки метанола до конверсии ДМЭА 30-40%, во втором - реакторе смешения, оборудованном ректификационной колонной для отгонки метанола, осуществляется полная конверсия ДМЭА, поступающего из 1-го реактора.This goal is achieved by the continuous catalytic liquid-phase synthesis of DMAEA from acrylate, which is present in excess, and DMEA in two successive reactors: in the first reactor of the displacement type, the synthesis is carried out without distillation of methanol to the conversion of DMEA 30-40%, in the second - a mixing reactor equipped with distillation a column for distillation of methanol, a complete conversion of DMEA from the 1st reactor is carried out.

На фигуре представлена принципиальная схема реализации способа.The figure shows a schematic diagram of the implementation of the method.

Способ осуществляют следующим образом: сырьевые потоки - метилакрилат, диметилэтаноламин и Ti-содержащий катализатор подают в реактор вытеснения (поз.1) (например, секционированный колонный аппарат) со скоростью, обеспечивающей конверсию ДМЭА 30-40% при температуре в реакторе 100-110°С, мольном соотношении исходных метилакрилата и ДМЭА равном 2-3, содержании П-содержащего катализатора в реакционной смеси 0,5-2%.The method is carried out as follows: the feed streams - methyl acrylate, dimethylethanolamine and a Ti-containing catalyst are fed into the displacement reactor (item 1) (for example, a partitioned column apparatus) at a rate that ensures DMEA conversion of 30-40% at a temperature in the reactor of 100-110 ° C, the molar ratio of the starting methyl acrylate and DMEA is 2-3, the content of the P-containing catalyst in the reaction mixture is 0.5-2%.

Изучение кинетических характеристик целевой и побочных реакций показало, что применение реактора вытеснения на первой стадии синтеза, осуществляемой вдали от равновесия и при температурах способствующих преобладанию скорости целевой реакции над побочными, позволяет иметь высокую селективность процесса. В указанных условиях синтеза селективность составляет ≥98%.A study of the kinetic characteristics of the target and side reactions showed that the use of a displacement reactor in the first stage of synthesis, carried out far from equilibrium and at temperatures favoring the prevalence of the rate of the target reaction over side reactions, allows one to have a high selectivity of the process. Under these synthesis conditions, the selectivity is ≥98%.

Реакционную смесь, выходящую из первого реактора (поз.1), подают в реактор смешения - эфиризатор (поз.2) - емкостной аппарат с принудительным или естественным перемешиванием, оборудованный ректификационной колонной (поз.3). Температура в эфиризаторе 100-120°С. Метанол, выделяющийся в ходе реакции, непрерывно отгоняют вместе с частью акрилата. За счет этого ускоряется целевая реакция и подавляются побочные реакции с участием метанола.The reaction mixture leaving the first reactor (pos. 1) is fed into the mixing reactor — an ester (pos. 2) —a capacitive apparatus with forced or natural mixing equipped with a distillation column (pos. 3). The temperature in the ester is 100-120 ° C. The methanol released during the reaction is continuously distilled off together with part of the acrylate. Due to this, the target reaction is accelerated and side reactions involving methanol are suppressed.

На вход второго реактора подается объединенный поток реакционной смеси, содержащей непрореагировавший ДМЭА из первого реактора, плюс поток, рециклизируемый из системы разделения реакционной смеси. Во втором реакторе достигается полная конверсия ДМЭА, поступающего из 1-го реактора, но конверсия к общему потоку ДМЭА, включая рецикл ДМЭА, составляет 50-70%.A combined reaction stream containing unreacted DMEA from the first reactor, plus a stream recycled from the separation system of the reaction mixture, is fed to the inlet of the second reactor. In the second reactor, the complete conversion of DMEA coming from the 1st reactor is achieved, but the conversion to the total DMEA flow, including DMEA recycling, is 50-70%.

Реакционная смесь, содержащая ДМАЭА, исходный акрилат, ДМЭА и 1-2% побочных продуктов поступает на разделение. Непрореагировавшие сырьевые компоненты рециклизируют на синтез. Товарный продукт выделяют высокоэффективной ректификацией. Рецикл метилакрилата осуществляют, в основном, в реактор вытеснения, рецикл ДМЭА - в реактор смешения. Это разделение связано с особенностями протекания реакций в двух типах реакторов - смешения и вытеснения. Возвратный поток ДМЭА всегда содержит некоторое количество ДМАЭА - до 20% масс., т.к. колонна для разделения пары компонентов ДМЭА - ДМАЭА всегда работает в режиме максимального исчерпывания ДМЭА из кубовой жидкости. Это обусловлено повышенным требованием к качеству целевого продукта. В товарном ДМАЭА содержание ДМЭА не должно превышать 0,01% масс. Рецикл ДМЭА с примесью ДМАЭА в 1-й реактор, работающий без отгонки метанола, приводит к снижению селективности процесса из-за протекания побочных реакций с участием ДМАЭА. Поэтому рецикл ДМЭА в заявленном способе осуществляется только в реактор смешения.The reaction mixture containing DMAEA, starting acrylate, DMEA and 1-2% by-products is fed to the separation. Unreacted raw materials are recycled to synthesis. A commercial product is isolated by highly efficient distillation. Methyl acrylate is recycled mainly to a displacement reactor; DMEA is recycled to a mixing reactor. This separation is associated with the characteristics of the reactions in two types of reactors - mixing and displacement. The return flow of DMEA always contains a certain amount of DMAEA - up to 20% by weight, because the column for separating a pair of components of DMEA - DMAEA always works in the mode of maximum exhaustion of DMEA from bottoms liquid. This is due to the increased demand for quality of the target product. In commercial DMAEA, the content of DMEA should not exceed 0.01% of the mass. Recycling of DMEA with an admixture of DMAEA into the 1st reactor operating without methanol distillation leads to a decrease in the selectivity of the process due to the occurrence of side reactions involving DMAEA. Therefore, recycling DMEA in the claimed method is carried out only in the mixing reactor.

В сравнении с прототипом предлагаемый способ имеет следующие отличительные признаки:In comparison with the prototype of the proposed method has the following distinctive features:

- способ осуществляется в двух последовательных аппаратах: 1-ый реактор вытеснительного типа без отгонки метанола и 2-ой реактор смесительного типа, оборудованный ректификационной колонной для отгонки метанола (в прототипе - 2(3) реактора смешения, оборудованные двумя ректификационными колоннами для отгонки метанола);- the method is carried out in two serial devices: the first reactor of the displacement type without distillation of methanol and the second reactor of the mixing type, equipped with a distillation column for distillation of methanol (in the prototype, 2 (3) mixing reactors equipped with two distillation columns for distillation of methanol) ;

- конверсия ДМЭА в первом аппарате составляет 30-40% (в прототипе в первом реакторе конверсия ДМЭА до 55%);- DMEA conversion in the first apparatus is 30-40% (in the prototype in the first reactor, DMEA conversion is up to 55%);

- рецикл метилакрилата осуществляется в первый аппарат - вытеснения, ДМЭА рециклизируют в аппарат смешения (в прототипе - все рециклизируемые компоненты подают в начало процесса).- recycling of methyl acrylate is carried out in the first displacement apparatus, DMEA is recycled to the mixing apparatus (in the prototype, all recycled components are fed to the beginning of the process).

Предложенное решение имеет следующие преимущества.The proposed solution has the following advantages.

1. Снижение объема реакторного узла:1. The decrease in the volume of the reactor node:

при одинаковой мощности производства, имеющего близкие параметры синтеза, объем реакторной зоны по предлагаемому способу в ~ на 20% меньше, чем по прототипу.with the same production capacity having similar synthesis parameters, the volume of the reactor zone by the proposed method is ~ 20% less than by the prototype.

2. Реактор первой стадии по предлагаемому способу является простым колонным аппаратом без ректификационной колонны. Реакторный узел, состоящий из колонного аппарата и одного эфиризатора, требует значительно меньших инвестиций, обеспечивает устойчивость работы при использовании простых систем управления.2. The first stage reactor according to the proposed method is a simple column apparatus without distillation column. The reactor unit, consisting of a column apparatus and one ester, requires significantly less investment, provides stability when using simple control systems.

Лабораторная установка для проведения процесса синтеза представлена на фигуре. Исходные вещества метилакрилат, диметилэтаноламин и катализатор - тетра-N,N-диметиламиноэтоксититанат подают непрерывно в первый реактор каскада (поз.1) - аппарат вытеснения, представляющий собой термостатируемую стеклянную трубку диаметром 5 мм и длиной 70 см, температура в реакторе - 100-110°С, давление - равновесное для данного состава и температуры. Реакционная смесь из реактора (поз.1) поступает в реактор-эфиризатор (поз.2) - объемом куба 7000 мл, температура в реакторе (поз.2) - 100-115°С. Метанол отгоняют из реактора (поз.2) и в смеси с метилакрилатом дистиллятом собирают в верхней части надреакторной колонны (поз.3). Реакционная смесь из 2-го реактора, содержащая МА, ДМЭА, ДМАЕА и катализатор, поступает в систему разделения, где после отделения рециклизируемых сырьевых веществ: ДМЭА и МА - выделяют ДМАЕА и катализатор, который также может быть рециклизирован в начало процесса. Рецикл МА осуществляют в реактор (поз.1), рецикл ДМЭА - в реактор (поз.2).The laboratory setup for the synthesis process is presented in the figure. The starting materials methyl acrylate, dimethylethanolamine and a tetra-N, N-dimethylaminoethoxy titanate catalyst are fed continuously to the first cascade reactor (item 1), an extrusion apparatus, which is a thermostatic glass tube with a diameter of 5 mm and a length of 70 cm, the temperature in the reactor is 100-110 ° С, pressure - equilibrium for a given composition and temperature. The reaction mixture from the reactor (item 1) enters the reactor-ester (item 2) with a cube volume of 7000 ml, the temperature in the reactor (item 2) is 100-115 ° C. Methanol is distilled off from the reactor (item 2) and, in a mixture with methyl acrylate distillate, is collected in the upper part of the over-reactor column (item 3). The reaction mixture from the 2nd reactor, containing MA, DMEA, DMAEA and a catalyst, enters the separation system, where, after separation of the recyclable raw materials: DMEA and MA, DMAEA and the catalyst are isolated, which can also be recycled to the beginning of the process. The MA recycling is carried out in the reactor (pos. 1), the DMEA recycling is carried out in the reactor (pos. 2).

Установка для реализации способа-прототипа состоит из двух последовательных реакторов смешения с ректификационными колоннами, таких как поз.2 и поз.3 на фигуре. Объем первого реактора по заявленному способу - 1,5 л. При меньших объемах этого аппарата невозможно обеспечить конверсию >30% в заданных параметрах синтеза. Объем 2-го аппарата - 7 л. Оба рецикла - МА и ДМЭА - осуществляют в 1-й реактор.Installation for implementing the prototype method consists of two successive mixing reactors with distillation columns, such as pos.2 and pos.3 in the figure. The volume of the first reactor according to the claimed method is 1.5 liters. With smaller volumes of this apparatus, it is impossible to provide a conversion of> 30% in the given synthesis parameters. The volume of the 2nd apparatus is 7 liters. Both recycles - MA and DMEA - are carried out in the 1st reactor.

В таблице 1 приведены результаты лабораторных экспериментов по заявленному способу и способу-прототипу, и их сравнение с расчетными данными для демонстрации адекватности математической модели, по которой осуществлялся расчет, как лабораторных экспериментов, так и расчет оборудования для промышленного производства ДМАЕА по заявленному способу и по способу-прототипу.Table 1 shows the results of laboratory experiments according to the claimed method and the prototype method, and their comparison with the calculated data to demonstrate the adequacy of the mathematical model by which both laboratory experiments and the calculation of equipment for industrial production of DMAEA were calculated according to the claimed method and method prototype.

Расчет реактора 1 для заявленного способа проводили по модели реактора идеального вытеснения (РИВ), расчет реактора 2 и реакторов прототипа - по модели реактора идеального смешения (РИС), совмещенного с ректификационной колонной для отгонки азеотропа метанол - метакрилат. Кинетические характеристики основной и побочных реакций определены специальными опытами. Опыты 1, 3, 4, 5 и 7 демонстрируют эксперимент по заявленному способу в пределах заявленных параметров. В строках 1a, 3a, 4a, 5a и 7a приведены расчетные данные для этих опытов.The calculation of reactor 1 for the claimed method was carried out according to the model of the ideal displacement reactor (RIV), the calculation of reactor 2 and the prototype reactors was calculated according to the model of the ideal mixing reactor (RIS) combined with a distillation column to distill the methanol - methacrylate azeotrope. The kinetic characteristics of the main and adverse reactions are determined by special experiments. Experiments 1, 3, 4, 5 and 7 demonstrate an experiment according to the claimed method within the claimed parameters. Rows 1 a , 3 a , 4 a , 5 a and 7 a show the calculated data for these experiments.

Опыты 2, 6, 8 демонстрируют результаты экспериментов по способу-прототипу, строки 2a, 6a, 8a - результаты расчета для этих опытов. Сравнение экспериментальных и расчетных данных подтверждает адекватность модели.Experiments 2, 6, 8 demonstrate the results of experiments by the prototype method, lines 2 a , 6 a , 8 a are the calculation results for these experiments. Comparison of experimental and calculated data confirms the adequacy of the model.

В таблице 2 приведены результаты расчетов промышленных реакторных узлов по заявленному способу и способу-прототипу. Объем реакторного узла по способу-прототипу на ~20% больше, чем по заявленному способу.Table 2 shows the results of calculations of industrial reactor units according to the claimed method and the prototype method. The volume of the reactor unit by the prototype method is ~ 20% more than by the claimed method.

Оборудование для промышленного синтеза ДМАЭА по заявленному способу существенно проще - 1-й реактор - колонна, 2-й реактор - емкость в ректификационной колонной. Способ по прототипу: 2 емкостных аппарата с ректификационными колоннами, что требует как больших инвестиций на аппараты, так и более сложной системы регулирования процесса.Equipment for industrial synthesis of DMAEA according to the claimed method is much simpler - the 1st reactor is a column, the 2nd reactor is a capacity in a distillation column. The prototype method: 2 capacitive apparatus with distillation columns, which requires both large investments in the apparatus and a more complex process control system.

Figure 00000002
Figure 00000003
Figure 00000004
Figure 00000002
Figure 00000003
Figure 00000004

Claims (1)

Способ получения аминоакрилатов (диметиламиноэтилакрилата и диметиламиноэтилметакрилата) переэтерификацией метилакрилата или метилметакрилата диметилэтаноламином при повышенной температуре в присутствии Ti-содержащего жидкофазного катализатора, отличающийся тем, что синтез осуществляют в двух последовательных реакторах: первом, работающем без отгонки метанола, до конверсии ДМЭА 30-40% и втором, из которого непрерывно ведется отгонка метанола, до полной конверсии исходного ДМЭА, с рециклом непрореагировавшего акрилата в первый реактор и рециклом ДМЭА во второй реактор. A method for the production of aminoacrylates (dimethylaminoethyl acrylate and dimethylaminoethyl methacrylate) by transesterification of methyl acrylate or methyl methacrylate with dimethylethanolamine at an elevated temperature in the presence of a Ti-containing liquid phase catalyst, characterized in that the synthesis is carried out in two successive reactors: the first, which works without distillation of 30% methanol; the second, from which methanol is continuously distilled off, until the initial DMEA is completely converted, with unreacted acrylate recycled to the first reaction p DMEA and recycled into the second reactor.
RU2012116753/04A 2012-04-24 2012-04-24 Method of obtaining dimethylaminoethylacrylate RU2497802C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012116753/04A RU2497802C1 (en) 2012-04-24 2012-04-24 Method of obtaining dimethylaminoethylacrylate

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012116753/04A RU2497802C1 (en) 2012-04-24 2012-04-24 Method of obtaining dimethylaminoethylacrylate

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2497802C1 true RU2497802C1 (en) 2013-11-10

Family

ID=49683050

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012116753/04A RU2497802C1 (en) 2012-04-24 2012-04-24 Method of obtaining dimethylaminoethylacrylate

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2497802C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2694833C2 (en) * 2015-02-04 2019-07-17 Мицубиси Газ Кемикал Компани, Инк. Method of producing 2-aminoethyl methacrylate hydrochloride
RU2738604C1 (en) * 2019-10-23 2020-12-14 Михаил Эхильевич Шмулевский Multifunctional additive for paint materials (embodiments)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6977310B2 (en) * 2002-01-04 2005-12-20 Roehm Gmbh & Co. Kg Method for the continuous production of alkyl (meth)acrylates
US7268251B2 (en) * 2001-06-08 2007-09-11 Basf Aktiengesellschaft Method for producing (meth) acrylic acid esters
US7294240B2 (en) * 2001-06-08 2007-11-13 Basf Aktiengesellschaft Method for producing (meth)acrylic acid esters
US20090253930A1 (en) * 2005-11-16 2009-10-08 John Colin Dunn Manufacture of Esters
RU2407733C2 (en) * 2003-01-13 2010-12-27 Эвоник Рём ГмбХ Improved method for continuous production of alkyl(meth)acrylates with multiple recycling of catalyst

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7268251B2 (en) * 2001-06-08 2007-09-11 Basf Aktiengesellschaft Method for producing (meth) acrylic acid esters
US7294240B2 (en) * 2001-06-08 2007-11-13 Basf Aktiengesellschaft Method for producing (meth)acrylic acid esters
US6977310B2 (en) * 2002-01-04 2005-12-20 Roehm Gmbh & Co. Kg Method for the continuous production of alkyl (meth)acrylates
RU2407733C2 (en) * 2003-01-13 2010-12-27 Эвоник Рём ГмбХ Improved method for continuous production of alkyl(meth)acrylates with multiple recycling of catalyst
US20090253930A1 (en) * 2005-11-16 2009-10-08 John Colin Dunn Manufacture of Esters

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ЛЕКАЕ В.М. и др. "Процессы и аппараты химической промышленности". - М.: Высшая школа, 1984, с.235. БЕСКОВ B.C. и др. "Общая химическая технология и основы промышленной экологии". - М.: Химия, 1999, с.153-154, с.182, рис.3.2, с.183-184. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2694833C2 (en) * 2015-02-04 2019-07-17 Мицубиси Газ Кемикал Компани, Инк. Method of producing 2-aminoethyl methacrylate hydrochloride
RU2738604C1 (en) * 2019-10-23 2020-12-14 Михаил Эхильевич Шмулевский Multifunctional additive for paint materials (embodiments)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2501782C2 (en) Method of producing high-purity methacrylic acid
JP4376057B2 (en) Continuous production method of alkyl (meth) acrylate
CN111183128A (en) Process for preparing dimethylaminoalkyl (meth) acrylates
JP2006513241A (en) Method for continuously producing alkyl (meth) acrylate by recirculating catalyst multiple times
JPH101454A (en) Continuous production of alkyl ester of (meth)acrylic acid
ES2832577T3 (en) Production of N, N- (di) alkylaminoalkyl (meth) acrylamide, or N, N- (di) alkylaminoalkyl (meth) acrylate, and their quaternary ammonium salts as flocculation and gelling aids
CA2761707A1 (en) The production of n,n-dialkylaminoethyl(meth)acrylates
JPH09110789A (en) Method and apparatus for continuously producing alkyl(meth) acrylate
EP1948588A1 (en) Manufacture of esters
CN103221379B (en) Acrylate production process
KR101564788B1 (en) Use of feed compositions in preparation of methacrylic acid by oxidation
US20080146831A1 (en) Continuous Method for Producing Cyclohexyl(Meth)Acrylate
RU2497802C1 (en) Method of obtaining dimethylaminoethylacrylate
JPH09208520A (en) Production of butyl acrylate
WO2013160702A1 (en) A process for the production of methacrylic acid and its derivatives and polymers produced therefrom
AU2010234280B2 (en) Method for continuously producing alkylamino(meth)acrylamides
JP6006801B2 (en) Method for producing hydroxyalkyl acrylate
JP2016516832A (en) Method for continuously producing di-C1-3-alkyl succinate
US6552218B2 (en) Process for producing hydroxyalkyl (meth)acrylate
CN104045555A (en) Preparation method of triethylene glycol dicarboxylate
KR20150023229A (en) Hydroxyalkyl (meth)acrylate and method for producing same
US9018410B2 (en) Method for the production of 2-octyl acrylate by means of transesterification
CN110062752B (en) Method for obtaining pure cyclohexyl (meth) acrylate by distillation
JP5875956B2 (en) Method for producing hydroxyalkyl (meth) acrylate
KR101362353B1 (en) Process for producing (meth)acrylate

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner
PD4A Correction of name of patent owner