RU2801047C1 - Method for producing sec-butylbenzene hydroperoxide - Google Patents
Method for producing sec-butylbenzene hydroperoxide Download PDFInfo
- Publication number
- RU2801047C1 RU2801047C1 RU2023104580A RU2023104580A RU2801047C1 RU 2801047 C1 RU2801047 C1 RU 2801047C1 RU 2023104580 A RU2023104580 A RU 2023104580A RU 2023104580 A RU2023104580 A RU 2023104580A RU 2801047 C1 RU2801047 C1 RU 2801047C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sec
- butylbenzene
- hydroperoxide
- hydroxyphthalimide
- oxidation
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Настоящее изобретение относится к нефтехимической промышленности и может быть использовано в процессе совместного получения фенола и метилэтилкетона гидропероксидным способом, заключающемся в синтезе гидропероксида втор-бутилбензола, подвергаемого кислотному разложению в целевые продукты [Г.Д. Харлампович, Ю.В. Чуркин. Фенолы. - М.: Химия, 1974; С.В. Завгородний. Гидроперекиси алкилароматических углеводородов и их производные. - Успехи химии, 1961].The present invention relates to the petrochemical industry and can be used in the process of co-production of phenol and methyl ethyl ketone by the hydroperoxide method, which consists in the synthesis of sec-butylbenzene hydroperoxide subjected to acid decomposition into target products [G.D. Kharlampovich, Yu.V. Churkin. Phenols. - M.: Chemistry, 1974; S.V. Zavgorodny. Hydroperoxides of alkylaromatic hydrocarbons and their derivatives. - Advances in Chemistry, 1961].
Фенол и метилэтилкетон являются ценными продуктами органического и нефтехимического синтеза и находят широкое применение в различных отраслях химической промышленности. Так, фенол используется в производстве пластмасс и синтетических волокон, пестицидов, красителей, различных взрывчатых веществ. В нефтеперерабатывающей промышленности фенол, ввиду его высокой селективности и эффективности в процессах удаления смолистых веществ, широко применяют для очистки масел на различных технологических установках. В последнее время фенол активно используют в фармацевтической промышленности в качестве консерванта и антиоксиданта при производстве лекарственных средств [Б.Д. Кружалов, Б.И. Голованенко. Совместное получение фенола и ацетона. - М: Гостоптехиздат, 1963; Ю.А. Москвичев, А.В. Тарасов, А.Е. Мешечкина. История химической технологии: учебное пособие для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению «Химическая технология». - Ярославль, 2015]. Основной сферой применения метилэтилкетона, благодаря его высокой растворяющей способности, является производство лакокрасочных и полимерных материалов и покрытий, клея, печатных красок. В тонком органическом синтезе метилэтилкетон известен как исходное сырье для получения ряда соединений, например, этилакриловой, метилкротоновой кислот, а также 2,3-бутадиона, являющихся мономерами в производстве органического стекла [Е.Г. Жижина, В.Ф. Одяков, А.Л. Балашов, К.И. Матвеев. Разработка новой технологии каталитического синтеза метилэтилкетона окислением н-бутиленов. - Катализ в промышленности. 2005].Phenol and methyl ethyl ketone are valuable products of organic and petrochemical synthesis and are widely used in various branches of the chemical industry. So, phenol is used in the production of plastics and synthetic fibers, pesticides, dyes, and various explosives. In the oil refining industry, phenol, due to its high selectivity and efficiency in the removal of resinous substances, is widely used to purify oils in various process units. Recently, phenol has been actively used in the pharmaceutical industry as a preservative and antioxidant in the manufacture of medicines [B.D. Kruzhalov, B.I. Golovanenko. Joint production of phenol and acetone. - M: Gostoptekhizdat, 1963; Yu.A. Moskvichev, A.V. Tarasov, A.E. Meshechkin. History of chemical technology: a textbook for students of higher educational institutions studying in the direction of "Chemical technology". - Yaroslavl, 2015]. The main area of application of methyl ethyl ketone, due to its high dissolving power, is the production of paints and varnishes and polymeric materials and coatings, adhesives, printing inks. In fine organic synthesis, methyl ethyl ketone is known as a feedstock for the production of a number of compounds, for example, ethylacrylic, methylcrotonic acids, as well as 2,3-butadione, which are monomers in the production of organic glass [E.G. Zhizhin, V.F. Odyakov, A.L. Balashov, K.I. Matveev. Development of a new technology for the catalytic synthesis of methyl ethyl ketone by the oxidation of n-butylenes. - Catalysis in industry. 2005].
Основным способом получения гидропероксида втор-бутилбензола является жидкофазное аэробное окисление втор-бутилбензола. Из литературы известно, что втор-бутилбензол может быть окислен до гидропероксида в присутствии N-гидроксифталимида в качестве катализатора с селективностью выше 90% и скоростью накопления гидропероксида около 8-10% в час. Так, окислением втор-бутилбензола кислородом воздуха при температуре 150°С удается достичь образования гидропероксида втор-бутилбензола с содержанием в оксидате 39,8% масс. [B.C. Кабанова. Разработка эффективного способа получения метилэтилкетона на основе доступного нефтехимического сырья. Материалы XXXII Менделеевской школы-конференции молодых ученых (11-13 мая 2022, г. Москва) - М.: Издательство «Перо», 2022; Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора химических наук Кургановой Е.А. Жидкофазное окисление алкил- и циклогексиларома-тических углеводородов до гидропероксидов в присутствии фталимидных катализаторов - Москва, 2013].The main method for obtaining sec-butylbenzene hydroperoxide is liquid-phase aerobic oxidation of sec-butylbenzene. It is known from the literature that sec-butylbenzene can be oxidized to hydroperoxide in the presence of N-hydroxyphthalimide as a catalyst with a selectivity above 90% and a hydroperoxide accumulation rate of about 8-10% per hour. Thus, by oxidizing sec-butylbenzene with atmospheric oxygen at a temperature of 150°C, it is possible to achieve the formation of sec-butylbenzene hydroperoxide with a content of 39.8 wt% in the oxidate. [B.C. Kabanova. Development of an effective method for producing methyl ethyl ketone based on available petrochemical raw materials. Materials of the XXXII Mendeleev School-Conference of Young Scientists (May 11-13, 2022, Moscow) - M .: Pero Publishing House, 2022; Abstract of the dissertation for the degree of Doctor of Chemical Sciences Kurganova E.A. Liquid-phase oxidation of alkyl- and cyclohexylaromatic hydrocarbons to hydroperoxides in the presence of phthalimide catalysts - Moscow, 2013].
Однако, в данных работах конкретно не раскрывается количество катализатора и продолжительность процесса применительно к реакции окисления втор-бутилбензола.However, these works do not specifically disclose the amount of catalyst and the duration of the process in relation to the oxidation reaction of sec-butylbenzene.
Наиболее близким к предлагаемому способу получения гидропероксида втор-бутилбензола является жидкофазное окисление технической смеси изопропилбензола и втор-бутилбензола кислородом воздуха при температуре 110-130°С в отсутствии катализатора. Методология проведения процесса окисления втор-бутилбензола в присутствии изопропилбензола обусловлена тем, что в результате процесса окисления изопропилбензола образуется его гидропероксид- активный инициатор цепных реакций, способный повысить скорость окисления втор-бутилбензола. Однако, несмотря на этот факт, скорость окисления втор-бутилбензола в таком процессе является низкой (около 1,7% масс/ч); конверсия исходного углеводорода составляет порядка 15% при селективности образования гидроперокисида втор-бутилбензола 64-70% (содержание гидропероксида втор-бутилбензола составляет 13-14% масс, за время контакта 6 ч) [Закошанский В.М. Фенол и ацетон: Анализ технологий, кинетики и механизма основных реакций. - СПб.: ХИМИЗДАТ, 2009].Closest to the proposed method for producing sec-butylbenzene hydroperoxide is the liquid-phase oxidation of a technical mixture of isopropylbenzene and sec-butylbenzene with atmospheric oxygen at a temperature of 110-130°C in the absence of a catalyst. The methodology for carrying out the process of oxidation of sec-butylbenzene in the presence of isopropylbenzene is due to the fact that as a result of the process of oxidation of isopropylbenzene, its hydroperoxide-active initiator of chain reactions is formed, which can increase the rate of oxidation of sec-butylbenzene. However, despite this fact, the rate of oxidation of sec-butylbenzene in such a process is low (about 1.7% w/h); the conversion of the original hydrocarbon is about 15% with the selectivity of the formation of sec-butylbenzene hydroperoxide 64-70% (the content of sec-butylbenzene hydroperoxide is 13-14 wt%, during the contact time of 6 h) [Zakoshansky V.M. Phenol and acetone: Analysis of technologies, kinetics and mechanism of the main reactions. - St. Petersburg: KHIMIZDAT, 2009].
При окислении в данных условиях скорость окисления является недостаточно высокой с технологической точки зрения и образуется до 40% побочных продуктов.During oxidation under these conditions, the oxidation rate is not high enough from a technological point of view and up to 40% of by-products are formed.
Для повышения скорости процесса используются катализаторы - резинат марганца, стеарат натрия и щелочные добавки, такие как NaOH и СаО. Однако, в случае применения таких соединений требуется дополнительная очистка продуктов окисления от неорганических отработанных катализаторов.To increase the speed of the process, catalysts are used - manganese resinate, sodium stearate and alkaline additives such as NaOH and CaO. However, in the case of using such compounds, additional purification of the oxidation products from inorganic spent catalysts is required.
Задачей настоящего изобретения является устранение указанных выше недостатков: повышение скорости окисления втор-бутилбензола, увеличение селективности образования гидропероксида втор-бутилбензола, а также снижение содержания побочных продуктов в оксидате.The objective of the present invention is to eliminate the above disadvantages: increasing the rate of oxidation of sec-butylbenzene, increasing the selectivity of the formation of sec-butylbenzene hydroperoxide, as well as reducing the content of by-products in the oxidate.
Данная задача решается использованием способа получения гидропероксида втор-бутилбензола путем жидкофазного окисления втор-бутилбензола без добавления изопропилбензола кислородом воздуха при атмосферном давлении при температуре 140-145°С в присутствии в качестве катализатора смеси N-гидроксифталимида и его производного - фталимида калия - в соотношении N-гидроксифталимид: фталимид калия 1:1 в суммарном количестве 2-4% масс, в течение 30-60 минут.This problem is solved using a method for producing sec-butylbenzene hydroperoxide by liquid-phase oxidation of sec-butylbenzene without adding isopropylbenzene with air oxygen at atmospheric pressure at a temperature of 140-145 ° C in the presence of a mixture of N-hydroxyphthalimide and its derivative, potassium phthalimide, as a catalyst, in the ratio N -hydroxyphthalimide: potassium phthalimide 1:1 in a total amount of 2-4% of the mass, for 30-60 minutes.
В указанных условиях удается достичь конверсии втор-бутилбензола до 30% при селективности образования гидропероксида втор-бутилбензола до 95%.Under these conditions, it is possible to achieve a conversion of sec-butylbenzene up to 30% with a selectivity for the formation of sec-butylbenzene hydroperoxide up to 95%.
Характерными особенностями проведения процесса окисления в таких условиях являются: применение в качестве катализатора N-гидроксифталимидом и его производного - фталимида калия, обладающего более низкой стоимостью, доступностью и относительно простой технологией его получения.Characteristic features of the oxidation process under such conditions are: the use of N-hydroxyphthalimide and its derivative, potassium phthalimide, as a catalyst, which has a lower cost, availability and relatively simple technology for its production.
Настоящее изобретение иллюстрируется следующими примерами:The present invention is illustrated by the following examples:
Пример 1Example 1
В стеклянный реактор емкостью 10 см3 загружали 3 см3 втор-бутилбензола и смесь N-гидроксифталимида, в количестве 1% масс, от загрузки углеводорода, и фталимида калия, в том же количестве; подавали кислород при атмосферном давлении, при температуре 140°С в течение 60 минут при непрерывном перемешивании.In a glass reactor with a capacity of 10 cm 3 was loaded with 3 cm 3 sec-butylbenzene and a mixture of N-hydroxyphthalimide, in the amount of 1% of the mass, from the loading of the hydrocarbon, and potassium phthalimide, in the same amount; served oxygen at atmospheric pressure, at a temperature of 140°C for 60 minutes with continuous stirring.
Содержание гидропероксида втор-бутилбензола составило 22% масс, при селективности его образования 91%. Оксидат анализировали на содержание гидропероксида йодометрическим методом анализа.The content of sec-butylbenzene hydroperoxide was 22 wt%, with a selectivity of its formation of 91%. The oxidate was analyzed for hydroperoxide content by iodometric analysis.
Пример 2Example 2
В стеклянный реактор емкостью 10 см3 загружали 3 см3 втор-бутилбензола и смесь N-гидроксифталимида, в количестве 1% масс, от загрузки углеводорода, и фталимида калия, в том же количестве; подавали кислород при атмосферном давлении, при температуре 145°С в течение 30 минут при непрерывном перемешивании.In a glass reactor with a capacity of 10 cm 3 was loaded with 3 cm 3 sec-butylbenzene and a mixture of N-hydroxyphthalimide, in the amount of 1% of the mass, from the loading of the hydrocarbon, and potassium phthalimide, in the same amount; served oxygen at atmospheric pressure, at a temperature of 145°C for 30 minutes with continuous stirring.
Содержание гидропероксида втор-бутилбензола составило 17% масс, при селективности его образования 92%.Оксидат анализировали на содержание гидропероксида йодометрическим методом анализа.The content of sec-butylbenzene hydroperoxide was 17 wt%, with a selectivity of its formation of 92%. The oxidate was analyzed for the content of hydroperoxide by the iodometric method of analysis.
Пример 3Example 3
В стеклянный реактор емкостью 10 см3 загружали 3 см3 втор-бутилбензола и смесь N-гидроксифталимида, в количестве 2% масс, от загрузки углеводорода, и фталимида калия, в том же количестве; подавали кислород при атмосферном давлении, при температуре 145°С в течение 30 минут при непрерывном перемешивании.In a glass reactor with a capacity of 10 cm 3 was loaded with 3 cm 3 of sec-butylbenzene and a mixture of N-hydroxyphthalimide, in the amount of 2% of the mass, from the loading of the hydrocarbon, and potassium phthalimide, in the same amount; served oxygen at atmospheric pressure, at a temperature of 145°C for 30 minutes with continuous stirring.
Содержание гидропероксида втор-бутилбензола составило 17% масс, при селективности его образования 92%. Оксидат анализировали на содержание гидропероксида йодометрическим методом анализа.The content of sec-butylbenzene hydroperoxide was 17% by weight, with a selectivity of its formation of 92%. The oxidate was analyzed for hydroperoxide content by iodometric analysis.
Пример 4Example 4
В стеклянный реактор емкостью 10 см3 загружали 3 см3 втор-бутилбензола и смесь N-гидроксифталимида, в количестве 1% масс, от загрузки углеводорода, и фталимида калия, в том же количестве; подавали кислород при атмосферном давлении, при температуре 145°С в течение 60 минут при непрерывном перемешивании.In a glass reactor with a capacity of 10 cm 3 was loaded with 3 cm 3 sec-butylbenzene and a mixture of N-hydroxyphthalimide, in the amount of 1% of the mass, from the loading of the hydrocarbon, and potassium phthalimide, in the same amount; served oxygen at atmospheric pressure, at a temperature of 145°C for 60 minutes with continuous stirring.
Содержание гидропероксида втор-бутилбензола составило 26% масс, при селективности его образования 90%. Оксидат анализировали на содержание гидропероксида йодометрическим методом анализа.The content of sec-butylbenzene hydroperoxide was 26 wt%, with a selectivity of its formation of 90%. The oxidate was analyzed for hydroperoxide content by iodometric analysis.
Claims (1)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2801047C1 true RU2801047C1 (en) | 2023-08-01 |
Family
ID=
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2186767C2 (en) * | 1997-07-09 | 2002-08-10 | Мицуи Кемикалз, Инк. | Method of synthesis of hydroperoxides |
RU2222527C1 (en) * | 2002-04-24 | 2004-01-27 | Петров Анатолий Николаевич | Method for preparing cumene hydroperoxide and/or secondary butylbenzene hydroperoxide |
WO2008128638A1 (en) * | 2007-04-19 | 2008-10-30 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Process for oxidizing alkylaromatic compounds |
RU2378253C1 (en) * | 2008-05-04 | 2010-01-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ярославский государственный технический университет" | Method of preparing ethylbenzene hydroperoxide |
WO2010074779A1 (en) * | 2008-12-15 | 2010-07-01 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Oxidation of alkylaromatic compounds |
WO2010098916A2 (en) * | 2009-02-26 | 2010-09-02 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Process for producing phenol |
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2186767C2 (en) * | 1997-07-09 | 2002-08-10 | Мицуи Кемикалз, Инк. | Method of synthesis of hydroperoxides |
RU2222527C1 (en) * | 2002-04-24 | 2004-01-27 | Петров Анатолий Николаевич | Method for preparing cumene hydroperoxide and/or secondary butylbenzene hydroperoxide |
WO2008128638A1 (en) * | 2007-04-19 | 2008-10-30 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Process for oxidizing alkylaromatic compounds |
RU2378253C1 (en) * | 2008-05-04 | 2010-01-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ярославский государственный технический университет" | Method of preparing ethylbenzene hydroperoxide |
WO2010074779A1 (en) * | 2008-12-15 | 2010-07-01 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Oxidation of alkylaromatic compounds |
WO2010098916A2 (en) * | 2009-02-26 | 2010-09-02 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Process for producing phenol |
US8592634B2 (en) * | 2009-02-26 | 2013-11-26 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Process for producing phenol |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
BLANDEZ J. F. ET AL., N -Hydroxyphthalimide Anchored on Diamond Nanoparticles as a Selective Heterogeneous Metal-free Oxidation Catalyst of Benzylic Hydrocarbons and Cyclic Alkenes by Molecular O2, CHEMCATCHEM, 2017, 10 (1), pp. 198-205. doi:10.1002/cctc.201700886. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5817061B2 (en) | Method for producing phenol | |
Recupero et al. | Free radical functionalization of organic compounds catalyzed by N-hydroxyphthalimide | |
US2632026A (en) | Oxidation of aromatic hydrocarbons | |
FR2938535A1 (en) | PROCESS FOR PRODUCING METHYLMERCAPTOPROPIONALDEHYDE AND METHIONINE FROM RENEWABLE MATERIALS | |
RU2801047C1 (en) | Method for producing sec-butylbenzene hydroperoxide | |
US2773906A (en) | alpha, alpha-dialkyl-ar-phenylbenzyl hydroperoxides | |
WO2010020729A1 (en) | Dimethyl disulphide derived at least partially from renewable materials | |
EP4041708A1 (en) | Method for preparing mercaptans by sulfhydrolysis of sulfides | |
RU2404954C2 (en) | Method of producing phenol and acetone | |
RU2750718C1 (en) | Method for decomposition of isopropylbenzene hydroperoxide to produce dimethylphenylcarbinol | |
CN101977896A (en) | Process for the production of alkylbenzene hydroperoxides under mild conditions and in the presence of new catalytic systems | |
US3290384A (en) | Aralkyl hydroperoxide production | |
US2724729A (en) | Production of alcohols | |
RU2466989C1 (en) | METHOD OF OBTAINING n-CYMENE HYDROPEROXIDE | |
RU2378253C1 (en) | Method of preparing ethylbenzene hydroperoxide | |
US2792425A (en) | Production of hydroperoxides using malonic esters as oxidation initiators | |
EP0064924A1 (en) | Preparation of alkenyl dicarboxylic-acid anhydrides | |
RU2238935C2 (en) | Petroleum sulfide oxidation process | |
RU2560183C1 (en) | Method of obtaining catalyst for decomposition of alkylaromatic hydroperoxides | |
SU176874A1 (en) | METHOD FOR PRODUCING HYMOPROXIDE OF KUMOL AND DIMETHYLPHENYLBARBINOL | |
RU2731267C1 (en) | Method of producing ethylbenzene hydroperoxide | |
US20240018555A1 (en) | Upcycling mixed waste plastic through chemical depolymerization and biological funneling | |
SU400569A1 (en) | METHOD OF OBTAINING DOUBLE-THREE PENOLS | |
FR2637891A1 (en) | METHOD FOR DESTROYING ACETONE PEROXIDES | |
US2954406A (en) | 4-vinylcyclohexene hydroperoxide |