RU2798601C1 - Method for producing vinyl n-butyl ether - Google Patents
Method for producing vinyl n-butyl ether Download PDFInfo
- Publication number
- RU2798601C1 RU2798601C1 RU2022103563A RU2022103563A RU2798601C1 RU 2798601 C1 RU2798601 C1 RU 2798601C1 RU 2022103563 A RU2022103563 A RU 2022103563A RU 2022103563 A RU2022103563 A RU 2022103563A RU 2798601 C1 RU2798601 C1 RU 2798601C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- production
- wbe
- deposited
- base
- butyl ether
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Настоящее изобретение относится к способу производства винил-н-бутилового эфира (ВБЭ), используемого в качестве полупродукта для получения (со)полимеров и пластификаторов, например, в медицинской промышленности или при производстве сельскохозяйственных химикатов. The present invention relates to a process for the production of vinyl n-butyl ether (VBE) used as an intermediate for the production of (co)polymers and plasticizers, for example in the medical industry or in the production of agricultural chemicals.
Переработку ацеталей в винилалкиловые эфиры проводят разложением ацеталей на различных катализаторах (Яновская Л.А., Юфит С.С., Кучеров В.Ф., Химия ацеталей, М.: Наука 1975. - 275 с.). Как правило, активность катализаторов, применяемых в процессах разложения, не обеспечивает эффективной переработки ацеталя в целевой продукт, и в сыром эфире, выводимом в ходе реакции из реакционной массы, наряду со спиртом, присутствует непрореагировавший ацеталь, который после отделения от продуктов разложения, возвращают в рецикл на стадию дезалкоксилирования. Наличие в рецикле существенного количеств «возвратного» ацеталя в целом усложняет процессы переработки ацеталя за счет дополнительных технологических операций.The processing of acetals into vinyl alkyl ethers is carried out by decomposition of acetals on various catalysts (Yanovskaya L.A., Yufit S.S., Kucherov V.F., Chemistry of acetals, M.: Nauka 1975. - 275 S.). As a rule, the activity of catalysts used in decomposition processes does not ensure efficient processing of acetal into the target product, and in the crude ether removed from the reaction mass during the reaction, along with alcohol, unreacted acetal is present, which, after separation from the decomposition products, is returned to recycle to the dealkoxylation step. The presence in the recycling of a significant amount of "return" acetal as a whole complicates the processing of acetal due to additional technological operations.
Известны способы получения ВБЭ путем разложения дибутилацеталя (ДБА) в условиях жидкофазного катализа: сульфаниловой кислотой при 200°С, обеспечивающий выход целевого продукта 65%; смесью хинолина и фосфорной кислоты, где выход ВБЭ составляет 97,8% при конверсии ДБА 52%; трибутилбензиламмоний хлоридом (патент RU2144021) или солянокислым трибутиламином (патент RU2179967) при 160-180°С в течение 6-7 ч. Количество добавляемого катализатора составляет 2,5-5,0% от массы ДБА. Данные компоненты каталитической системы выход ВБЭ 97-98%.Known methods of obtaining VBE by decomposition of dibutyl acetal (DBA) under conditions of liquid-phase catalysis: sulfanilic acid at 200°C, providing a yield of the target product of 65%; a mixture of quinoline and phosphoric acid, where the WBE yield is 97.8% with a DBA conversion of 52%; tributylbenzylammonium chloride (patent RU2144021) or hydrochloric acid tributylamine (patent RU2179967) at 160-180°C for 6-7 hours. The amount of added catalyst is 2.5-5.0% by weight of DBA. These components of the catalytic system yield WBE 97-98%.
Однако, при использовании жидких каталитических систем отмечается длительный индукционный период выхода процесса на режим отгона целевой фракции, нестабильность работы системы, сложность постоянного поддержания высокого уровня конверсии ДБА, а также наличие следовых количеств катализатора в целевом ВБЭ.However, when using liquid catalytic systems, there is a long induction period for the process to reach the distillation mode of the target fraction, instability of the system, the difficulty of constantly maintaining a high level of DBA conversion, and the presence of trace amounts of catalyst in the target WBE.
Известен газофазный способ получения виниловых эфиров (патент US4014941А) деалкоксилированием в присутствии фосфатов кальция или продуктов, образующихся при их прокаливании, при температуре 200-350oС и давлении 1-50 атм и подачах исходного сырья 0,001-0,1 моль/час на 1 г катализатора в токе инертного газа-носителя (азот, гелий, аргон и т.п.). Селективность образования виниловых эфиров составляет 89%, Однако. способ реализуется сложной схемой технологического процесса и необходимостью создания эффективной системы улавливания продуктов реакции.Known gas-phase method for producing vinyl esters (patent US4014941A) by dealkoxylation in the presence of calcium phosphates or products formed during their calcination, at a temperature of 200-350 o C and a pressure of 1-50 atm and feedstock feeds of 0.001-0.1 mol/hour per 1 g of catalyst in a stream of inert carrier gas (nitrogen, helium, argon, etc.). The selectivity for the formation of vinyl esters is 89%, however. the method is implemented by a complex scheme of the technological process and the need to create an effective system for trapping the reaction products.
Известны способы газофазного расщепления ацеталей с получением виниловых эфиров в условиях гетерогенного катализа в присутствии: оксида кальция при 200-300°С (патент US4396782A), апатитов (патенты US20090227818A1, JP5209941B2), апатитов, оксида бария на силикагеле (полученном нагреванием смеси гидроксида бария и силикагеля) при 200-350°C при объемной скорости ацеталя 0,2-10,0 моль/час на 1 г катализатора (патент GB681059A), хлорида кальция при 225°C (патент US3546300A).Known methods of gas-phase splitting of acetals to obtain vinyl esters under conditions of heterogeneous catalysis in the presence of: calcium oxide at 200-300°C (patent US4396782A), apatite (patents US20090227818A1, JP5209941B2), apatite, barium oxide on silica gel (obtained by heating a mixture of barium hydroxide and silica gel) at 200-350°C at an acetal space velocity of 0.2-10.0 mol/hour per 1 g of catalyst (GB681059A patent), calcium chloride at 225°C (US3546300A patent).
Анализ имеющихся методов получения виниловых эфиров деалкоксилированием ацеталей указывает на то, что они характеризуются необходимостью присутствия таких катализаторов, которые подразумевают сложную и длительную технологию их применения, необходимость использования дополнительных реагентов, что делает промышленный процесс малорентабельным. Большинство рассмотренных способов получения виниловых эфиров газофазным расщеплением ацеталей характеризуются селективностью, которая не превышает 70-75%.An analysis of the available methods for the production of vinyl ethers by dealkoxylation of acetals indicates that they are characterized by the need for the presence of such catalysts, which imply a complex and lengthy technology for their use, the need to use additional reagents, which makes the industrial process unprofitable. Most of the considered methods for obtaining vinyl ethers by gas-phase cleavage of acetals are characterized by selectivity, which does not exceed 70-75%.
Традиционно в промышленности в качестве селективных катализаторов используются различные нанесенные катализаторы (Аветисов А.К., Брук Л.Г. Прикладной катализ, М.: Лань 2020. - 200 с.) позволяющие увеличить поверхность активного компонента, предотвратить спекание и сэкономить дорогостоящий металл. В качестве активных компонентов нанесенных катализаторов в промышленности используются металлы платиновой группы: Pt, Rh, Ru, Pd, нанесенные на углерод, оксид алюминия, оксид кремния и другие носители. Кроме металлов платиновой группы используются также медь, кобальт, никель, нанесенные на различные носители. Traditionally, various supported catalysts are used in industry as selective catalysts (Avetisov A.K., Bruk L.G. Applied Catalysis, M.: Lan 2020. - 200 p.) allowing to increase the surface of the active component, prevent sintering and save expensive metal. As active components of supported catalysts, platinum group metals are used in industry: Pt, Rh, Ru, Pd supported on carbon, aluminum oxide, silicon oxide and other carriers. In addition to the platinum group metals, copper, cobalt, and nickel deposited on various carriers are also used.
Наиболее близким аналогом предлагаемого способа является получение ВБЭ деалкоксилированием ДБА при нагревании с каталитическим веществом, содержащим драгоценный металл, нанесенный на основу, состоящим из, например, 400 г асбеста, на который осаждается 10% от его массы палладия (патент US1931858A). Пары диэтилацеталя ацетальдегида пропускают над катализатором при температуре 270°С со скоростью около 500 грамм в час, (обратная скорость подачи сырья составляет примерно 4,3 час-1). Фракция температурой ниже 40°С представляет собой почти чистый винилэтиловый эфир, а фракция продукта реакции, которая кипит выше 40°С, состоит из этилового спирта и неизмененного (не прореагировавшего) ацеталя, что снижает конверсию в целом.The closest analogue of the proposed method is the production of WBE by dealkoxylation of DBA when heated with a catalytic substance containing a precious metal deposited on a base, consisting of, for example, 400 g of asbestos, on which 10% of its mass of palladium is deposited (patent US1931858A). A pair of acetaldehyde diethyl acetal is passed over the catalyst at a temperature of 270° C. at a rate of about 500 grams per hour (reverse feed rate is about 4.3 h -1 ). The fraction below 40°C is almost pure vinyl ethyl ether, and the fraction of the reaction product, which boils above 40°C, consists of ethanol and unchanged (unreacted) acetal, which reduces the overall conversion.
При реализации данного способа в качестве активирующих или стабилизирующих добавок могут быть использованы жаростойкие вещества из металлов, отличных от щелочных металлов. Процесс дезалкоксилирования может быть осуществлен в присутствии летучего инертного разбавителя, например, азота, углекислого газа, метана, небольшого количества водяного пара или паров спиртов, эфиров или углеводородов, таких как бензол или бензин. В зависимости от варианта реализации способа и используемого катализатора способ обеспечивает выход целевого продукт на уровне 60-75%. When implementing this method, heat-resistant substances from metals other than alkali metals can be used as activating or stabilizing additives. The dealkoxylation process can be carried out in the presence of a volatile inert diluent, such as nitrogen, carbon dioxide, methane, a small amount of water vapor or vapors of alcohols, ethers or hydrocarbons such as benzene or gasoline. Depending on the implementation of the method and the catalyst used, the method provides the yield of the target product at the level of 60-75%.
Техническая задача, решение которой предлагается в настоящем изобретении, заключается в оптимизации технологического процесса, а именно, в разработке способа получения ВБЭ путем газофазного каталитического деалкоксилирования ДБА, отличающегося увеличением выхода целевого продукта без усложнения технологии его производства и даже ее упрощении. Указанная задача решается тем, что предлагается способ получения ВБЭ газофазным деалкоксилированием ДБА в присутствии катализатора, представляющего собой палладий массовой долей не более 1,5%, нанесенный на основу в виде γ-окиси алюминия (например, катализатор гидрирования РК-415, ТУ 2172-031-14648393-2004). Чистота исходного реагента дибутилацеталя - 96-97% (масс.) Процесс осуществляют в реакторе проточного типа при температуре не менее 275°С, давлении 1 атм и скорости подачи реагентов не менее 44 час-1. Cелективность образующегося целевого ВБЭ при реализации технологического процесса составляет 84-99%, что является актуальным параметром для современного многотоннажного производства. Отсутствие дополнительных технологических процедур по выделению и очистке конечного продукта, существенное сокращение количества остаточных фракций, минимальное содержание в катализаторе компонента палладия обеспечивает повышение конверсии.The technical problem, the solution of which is proposed in the present invention, is to optimize the technological process, namely, to develop a method for obtaining WBE by gas-phase catalytic dealkoxylation of DBA, which is characterized by an increase in the yield of the target product without complicating the technology of its production and even simplifying it. This problem is solved by the fact that a method is proposed for obtaining WBE by gas-phase dealkoxylation of DBA in the presence of a catalyst, which is a palladium mass fraction of not more than 1.5%, deposited on a base in the form of γ-alumina (for example, hydrogenation catalyst RK-415, TU 2172- 031-14648393-2004). The purity of the original reagent dibutylacetal - 96-97% (mass.) The process is carried out in a flow type reactor at a temperature of at least 275°C, a pressure of 1 atm and a feed rate of the reagents of at least 44 h -1 . The selectivity of the resulting target WBE during the implementation of the technological process is 84-99%, which is a relevant parameter for modern large-tonnage production. The absence of additional technological procedures for the isolation and purification of the final product, a significant reduction in the amount of residual fractions, the minimum content of the palladium component in the catalyst ensures an increase in conversion.
Технический результат – увеличение селективности образования целевого продукта до 84-99%, повышение конверсии. The technical result is an increase in the selectivity of the formation of the target product up to 84-99%, an increase in the conversion.
Осуществление предлагаемого способа получения ВБЭ иллюстрируют приведенные ниже примеры.The implementation of the proposed method for obtaining WBE is illustrated by the examples below.
Пример 1. Катализатор, содержащий палладий массовой долей 1,5 %, нанесенный на основу в виде γ-окись алюминия, выводится на рабочий режим нагреванием до 275°С со скоростью 5°С/мин и выдерживается при температуре процесса в течение 30 мин. Далее подается 100 мл ДБА c объемной скоростью подачи сырья 350 час-1. Реакционная смесь охлаждается и выгружается из реактора. Содержание ВБЭ определяется хроматографическим методом. Селективность образования ВБЭ составляет 99%. Example 1. A catalyst containing palladium with a mass fraction of 1.5%, deposited on a base in the form of γ-alumina, is put into operation by heating to 275°C at a rate of 5°C/min and kept at the process temperature for 30 min. Next, 100 ml of DBA is supplied with a volumetric feed rate of 350 hours-1. The reaction mixture is cooled and discharged from the reactor. The content of WBE is determined by the chromatographic method. The selectivity of WBE formation is 99%.
Пример 2. Катализатор, содержащий палладий массовой долей 1,5 %, нанесенный на основу в виде γ-окись алюминия, выводится на рабочий режим нагреванием до 275°С со скоростью 5°С/мин и выдерживается при температуре процесса в течение 30 мин. Далее подается 100 мл ДБА c объемной скоростью подачи сырья 90 час-1. Реакционная смесь охлаждается и выгружается из реактора. Содержание ВБЭ определяется хроматографическим методом. Селективность образования ВБЭ составляет 89%.Example 2. A catalyst containing palladium with a mass fraction of 1.5%, deposited on a base in the form of γ-alumina, is brought into operation by heating to 275°C at a rate of 5°C/min and kept at the process temperature for 30 min. Next, 100 ml of DBA is supplied with a volumetric feed rate of 90 hours-1. The reaction mixture is cooled and discharged from the reactor. The content of WBE is determined by the chromatographic method. The selectivity of WBE formation is 89%.
Пример 3. Катализатор, содержащий палладий массовой долей 1,5 %, нанесенный на основу в виде γ-окись алюминия, выводится на рабочий режим нагреванием до 275°С со скоростью 5°С/мин и выдерживается при температуре процесса в течение 30 мин. Далее подается 100 мл ДБА c объемной скоростью подачи сырья 44 час-1. Реакционная смесь охлаждается и выгружается из реактора. Содержание ВБЭ определяется хроматографическим методом. Селективность образования ВБЭ составляет 94%.Example 3. A catalyst containing palladium with a mass fraction of 1.5%, deposited on a base in the form of γ-alumina, is brought into operation by heating to 275°C at a rate of 5°C/min and kept at the process temperature for 30 min. Next, 100 ml of DBA is supplied with a volumetric feed rate of 44 hours-1. The reaction mixture is cooled and discharged from the reactor. The content of WBE is determined by the chromatographic method. The selectivity of WBE formation is 94%.
Пример 4. Катализатор, содержащий палладий массовой долей 1,5 %, нанесенный на основу в виде γ-окись алюминия, выводится на рабочий режим нагреванием до 275°С со скоростью 5°С/мин и выдерживается при температуре процесса в течение 30 мин. Далее подается 100 мл ДБА c объемной скоростью подачи сырья 350 час-1. Реакционная смесь охлаждается и выгружается из реактора. Содержание ВБЭ определяется хроматографическим методом. Селективность образования ВБЭ составляет 76%.Example 4. A catalyst containing palladium with a mass fraction of 1.5%, deposited on a base in the form of γ-alumina, is put into operation by heating to 275°C at a rate of 5°C/min and kept at the process temperature for 30 min. Next, 100 ml of DBA is supplied with a volumetric feed rate of 350 hours-1. The reaction mixture is cooled and discharged from the reactor. The content of WBE is determined by the chromatographic method. The selectivity of WBE formation is 76%.
Пример 5. Катализатор, содержащий палладий массовой долей 1,5 %, нанесенный на основу в виде γ-окись алюминия, выводится на рабочий режим нагреванием до 275°С со скоростью 5°С/мин и выдерживается при температуре процесса в течение 30 мин. Далее подается 100 мл ДБА c объемной скоростью подачи сырья 22 час-1. Реакционная смесь охлаждается и выгружается из реактора. Содержание ВБЭ определяется хроматографическим методом. Селективность образования ВБЭ составляет 70%.Example 5. A catalyst containing palladium with a mass fraction of 1.5%, deposited on a base in the form of γ-alumina, is put into operation by heating to 275°C at a rate of 5°C/min and kept at the process temperature for 30 min. Next, 100 ml of DBA is supplied with a volumetric feed rate of 22 hours-1. The reaction mixture is cooled and discharged from the reactor. The content of WBE is determined by the chromatographic method. The selectivity of WBE formation is 70%.
Пример 6. Катализатор, содержащий палладий массовой долей 1,5 %, нанесенный на основу в виде γ-окись алюминия, выводится на рабочий режим нагреванием до 300°С со скоростью 5°С/мин и выдерживается при температуре процесса в течение 30 мин. Далее подается 100 мл ДБА c объемной скоростью подачи сырья 350 час-1. Реакционная смесь охлаждается и выгружается из реактора. Содержание ВБЭ определяется хроматографическим методом. Селективность образования ВБЭ составляет 84%. Example 6. A catalyst containing palladium with a mass fraction of 1.5%, deposited on a base in the form of γ-alumina, is put into operation by heating to 300°C at a rate of 5°C/min and kept at the process temperature for 30 min. Next, 100 ml of DBA is supplied with a volumetric feed rate of 350 hours-1. The reaction mixture is cooled and discharged from the reactor. The content of WBE is determined by the chromatographic method. The selectivity of WBE formation is 84%.
Результаты синтеза ВБЭ приведены в таблице 1.The results of WBE synthesis are shown in Table 1.
Таблица 1.Table 1.
Из таблицы видно, что процесс, осуществляемый при объемной скорости подачи сырья от 44 час-1 и температуре процесса от 275°С в течение не менее 30 мин, в присутствии катализатора, содержащего палладий, нанесенный на основу в виде γ-окиси алюминия и массовой долей не более 1,5%, позволяет достигнуть селективности ВБЭ 84-99%.The table shows that the process is carried out at a feed space velocity of 44 h -1 and a process temperature of 275°C for at least 30 min, in the presence of a catalyst containing palladium deposited on the base in the form of γ-alumina and mass shares of not more than 1.5%, allows you to achieve selectivity VBE 84-99%.
Claims (2)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2798601C1 true RU2798601C1 (en) | 2023-06-23 |
Family
ID=
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1931858A (en) * | 1933-10-24 | Production of unsaturated ethers | ||
US4014941A (en) * | 1970-12-11 | 1977-03-29 | Kyowa Yuka Co., Ltd. | Method of producing α,β-unsaturated ether |
RU2144021C1 (en) * | 1998-08-31 | 2000-01-10 | Волгоградское открытое акционерное общество "Химпром" | METHOD OF PREPARING VINYL-n-BUTYL ETHERS |
RU2179967C1 (en) * | 2000-12-14 | 2002-02-27 | Волгоградское открытое акционерное общество "Химпром" | Method of synthesis of vinyl-n-butyl ester |
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1931858A (en) * | 1933-10-24 | Production of unsaturated ethers | ||
US4014941A (en) * | 1970-12-11 | 1977-03-29 | Kyowa Yuka Co., Ltd. | Method of producing α,β-unsaturated ether |
RU2144021C1 (en) * | 1998-08-31 | 2000-01-10 | Волгоградское открытое акционерное общество "Химпром" | METHOD OF PREPARING VINYL-n-BUTYL ETHERS |
RU2179967C1 (en) * | 2000-12-14 | 2002-02-27 | Волгоградское открытое акционерное общество "Химпром" | Method of synthesis of vinyl-n-butyl ester |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101904163B1 (en) | Onestep method for butadiene production | |
US7790938B2 (en) | Process for producing alcohol | |
EP2257513B1 (en) | Method for isomerizing olefinically unsaturated alcohols | |
US20110060169A1 (en) | Hydrogenation catalyst and process for preparing alcohols by hydrogenation of carbonyl compounds | |
EP0008767B1 (en) | A heterogeneous vapor phase process for the catalytic hydrogenation of aldehydes to alcohols | |
US10414707B2 (en) | Process for producing prenol and prenal from isoprenol | |
CN102245549B (en) | An improved process for hydrogenating alkyl ester(s) in the presence of carbon monoxide | |
Higashio et al. | One-step synthesis of methyl isobutyl ketone catalyzed by palladium supported on niobic acid | |
US4169857A (en) | Separation of cyclohexylbenzene-cyclohexanone-phenol-containing mixtures by hydrogenation and distillation | |
US4366332A (en) | Catalytic hydrogenolysis of alditols to product glycerol and polyols | |
KR20010080555A (en) | Aldol Condensation | |
US8809594B2 (en) | Dual catalyst system for the self-condensation of alcohols | |
TWI787167B (en) | Process for the preparation of ethylene glycol from sugars | |
EA000685B1 (en) | Hydroformulation process | |
US3379766A (en) | Process for the production of higher alkanones from lower alkanones | |
RU2798601C1 (en) | Method for producing vinyl n-butyl ether | |
JPH0564933B2 (en) | ||
KR100659913B1 (en) | Alcohol production method | |
RU2737159C2 (en) | Method of producing ethylene glycol from sugars | |
JPH06122638A (en) | Method for purifying alcohol | |
JP2002121160A (en) | Method for producing isopropyl alcohol | |
US4562296A (en) | Production of aldehydes and ketones | |
CN113788737A (en) | Triple bond partial hydrogenation method and catalyst thereof | |
EP2269971B1 (en) | Process for producing a 2-alkyl-2-cycloalkene-1-one | |
CN115052851A (en) | Process for the preparation of alkylene glycols from carbohydrate sources with reduced selectivity to polyol by-products |