SU1171453A1 - Способ получени 1,10-декандикарбоновой кислоты - Google Patents

Abstract

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 1,10ДЕКАНДИКАРБОНОВОЙ КИСЛОТЫ путем окислени  кислородсодержащего производного циклододекана или их смеси азотной кислотой, содержащей окислы азота, при нагревании и массовом соотношении кислородсодержащего производного циклододекана и азотной кислоты 1:

Description

4 СП

СО Изобретение относитс  к области химической технологии, в частности к процессам окислени  органических соединений азотной кислотой, и може быть использовано в химической промышленности дл  получени  1,10-дека дикарбоновой кислоты. Известен способ получени  1,10декандикарбоновой кислоты путем взаимодействи  циклододеканола или циклододеканола с двуокисью азота при 18-20 С и выделением целевого продукта фильтрацией и последующей промьшкой его бензолом. Выход 1,10декандикарбоновой кислоты 88-90% l Основными недостатками данного способа получени  1,10-декандикарбоновой кислоты  вл ютс  использова ние в качестве окислител  очень агре сивной и опасной в обращении двуокиси азота, недостаточно высокий выход целевого продукта, а также об разование побочных продуктов. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому  вл етс  способ пол чени  1,10-декандикарбоновой кислот путем взаимодействи  циклододеканола или смеси циклододеканола и цикл додеканона (4:1) с азотной кислотой и окислами азота в реакторе, соединенном последовательно с кожухотруб чатым теплообменником при 38,3-42 С с последующей подачей реакционной смеси в теплообменник, где поддержи ваетс  температура 28-36 С, после чего отдел ют образовавшуюс  1,10декандикарбоновую кислоту, а окислы азота подают на рециркул цию. Массо вое соотношение кислородсодержащее производное циклододекана:НЫ02 1:(5-40). Выход целевого продукта 95,9-96,5% 2 . Недостатками известного способа  вл ютс  неустойчивость и повьшзенна  опасность процесса получени  1,10-декандикарбоновой кислоты. Про цесс окислени  циклодеканона и/или циклодеканола сопровождаетс  выделе нием большого количества тепла, поэтому стадию отвода тепла реакции осуществл ют в кожухотрубном теплообменнике . Образующа с  в процессе окислени  1,10-декандикарбонова  ки лота выдел етс  в виде кристаллов из насьш5енного раствора азотной кис лоты. Дл  предотвращени  инкрустаци поверхности теплообмена необходима 32 высока  скорость реакционной жидкости в трубках теплообменника, что достигаетс  организованной циркул цией жидкости через все стадии процесса за счет эффекта эрлифта. Согласно известному способу на стадию отвода тепла реакции подают реакционную жидкость вместе с газовой фазой. Однако при пропускании газа через пучок трубок практически невозможно обеспечить равномерный его расход через все трубки. В результате возникает неорганизованна  циркул ци  жидкости внутри кожухотрубного теплообменника , что приводит к неравномерному распределению исходного органического сырь  и, как следствие, к опасности местных перегревов и вэрывообразного течени  реакции. По известному способу окисление провод т в одном циркул ционном контуре (поток реакционной жидкости циркулирует через все стадии процесса ) . При этом возможен проскок, унос непрореагировавших исходных органических веществ вместе с выводимым продуктом , что сопр жено с опасностью ротекани  неконтролируемых реакций на дальнейших стади х производства. Кроме того, проведение окислени  в одном циркул ционном контуре нижает селективность процесса изза широкого спектра времен пребываи  потока в контуре. Возможность озникновени  указанных неуправл еьЕХ  влений обуславливает неустойивость всего процесса получени  1,10-декандикарбоновой кислоты. Цель изобретени  - повьш1ение безопасности и выхода целевого продукта, а также упрощение процесса. Поставленна  цель достигаетс  предлагаемым способом получени  1,10-декандикарбоновой кислоты путем окислени  кислородсодержащего производного циклододекана или их смеси азотной кислотой при нагревании и массовом соотношении кислородсодержащего производного циклододекана и HNO, 1:(5-20) в присутствии окислов азота в реакторе, включающем трубу, соединенную параллельно с кожухотрубчатым теплообменником дл  рециркул ции реакционной смеси, при линейной скорости окислов азота в трубе 5-100 см/с, темпера туре 40-50 0

31

и последующим доокислением 0,05-2,0% циркулирующего потока в колонне при 36-75 С и последующим выделением целевого продукта. Выход целевого продукта 96,72-98,5%.

В качестве производного циклододекана используют циклододеканол, циклододеканон или смесь циклододеканона с циклододеканолом в соотуошении 1:(1:9).

На чертеже приведена схема предлагаемого способа получени  1,10декандикарбоновой кислоты.

Реакционна  система содержит реактор - вертикальную циркул ционную трубу 1, соединенную параллельно с кожухотрубным теплообменником 2, колонну 3, газоотделитель 4 и компрессор 5.

Процесс провод т следующим образом .

На стадию смешени  в трубу 1 по линии 6 подают, окислы азота, а по линии 7 - расплавленное исходное органическое сьфье (циклододеканол и/или циклододеканон) и 50-70% азотную кислоту. За счет разности плотностей газожидкостной смеси в трубе 1 (на стадии смешени ) и реакционной жидкости в трубках теплообменника 2 (на стадии отвода тепла реакции) в трубе возникаетвосход щий газожидкостный поток, который по линии 8 направл ют на верхнюю трубную решетку теплообменника 2, а в трубках теплообменника 2 - нисход щий поток реакционной жидкости, который направл ют по линии 9 в трубу 1 на стадию смешени  На верхней трубной решетке теплообменника 2 обеспечиваетс  разделение газовой фазы и циркулирующего потока реакционной жидкости: газовую фазу вместе с 0,05.-2% потока жидкости направл ют по линии 10 в колонну 3, а освобожденный от газа основной поток реакционной жидкости 11 по дают в трубки теплообменника 2. В восход щем турбулентном газожидкостном потоке на стадии смешени  (в трубе 1) достигаетс  интенсивное диспергирование циклододеканола и/или циклододеканона и перемешивание всей смеси, что обеспечивает одинаковый состав реакционной жидкости во всех трубках теплообменника 2 на стадии отвода тепла реакции. При многократной циркул ции потока реакционной жидкости в контуре, сос71453 4

то щем из трубы 1 и теплообменника 2, происходит вьщеление и отвод основного количества тепла реакций окислени . На стадии доокислени , осуществл емой в колонне 3, происходит завершение реакций, начавшихс  в циркул ционном контуре 1-2, и полное превращение проскочившего из контура 1-2 исходного органического сырь .

О Тепло, вьщел ющеес  на стадии доокислени , отвод т охлаждением водой через рубашку колонны 3. Из стадии доокислени  продукты реакции вместе с окислами азота по линии 12 подают

15 на стадию выделени  газовой фазы в газоотделитель 4. Окислы азота, выдел ющиес  в газоотделителе 4,. с помощью компрессора 5 по линии 6 подают на стадию смешени  в нижнюю

20 часть трубы 1. Количество подаваемых по линии 6 окислов азота поддерживают таким образом, чтобы скорость газа в расчете на сечение трубы 1 составл ла 5-100 см/с. Отработанную

25 часть газов вывод т из системы по линии 13. Из газоотделител  4 жидкие и твердые продукты реакции по линии 14 направл ют в емкость, где при 70-100°С подвергают разложению

30 азоторганические примеси. П р и м е р 1. Реакционную систему, состо щую из трубы 1, теплообменни- . ка 2 и колонны 3, заполн ют 65%-ной азотной кислотой и включают компресj , сор 5. На стадию смешени  в вертикальную трубу 1 подают расплавленный циклододеканол с расходом 1 кг/ч, 65%-ную азотную кислоту с расходом 15 кг/ч и окислы азота с расходом

40 0,4 (скорость газа, отнесенна  к поперечному сечению трубы, 5 ,6 см/с). Реакционную смесь из вертикальной трубы 1 по линии 8 подают на верхнюю трубну ю решетку кожу45 хотрубного теплообменника 2, где происходит отделение газовой фазы от основного потока реакционной жид- кости, направл емого сверху в трубки теплообменника 2 (на стадию отвода

50 тепла реакции). Снизу теплообменника 2 основной поток реакционной жидкости по линии 9 возвращаетс  на стадию смешени  в трубу 1. Сверху теплообменника 2 ( перед стадией отвода тепла реакции) отбирают 2% от потока циркулирующей через стадии смешени  и отвода тепла реакции реакционной жидкости и вместе с газовой

фазой направл ют на стадию доокислени  в колонну 3. На стадии смешени  и стадии отвода тепла реакции поддерживают температуру 40 С, на стадии доокислени  - 36°С. Из колонны 3 продукты реакции вместе с газовой фазой подают в газоотделитель 4, откуда 1,10-декандикарбоновую кислоту и другие продукты реакции отвод т в емкость, где ньщерживают в течение 15 мин при 85 С, Далее реакц - -чную жидкость подают в кристал.,затор, где ее охлаждают до 40°С. Выпавшие кристаллы продукта отдела .от от маточника. Маточник возвращают на стадию смешени . После фильтрации и промывки получают .

1.22кг/ч 1,10-декандикарбоновой кислоты 0,023 кг/ч нонандикарбоновой кислоты, 0,0027 кг/ч себациновой кислоты и 0,001 кг,/ч прочих кислот. Выход 1J10-декандикарбоновой кислоты составл ет 97,6% от теоретического. Т.пл. продукта 127 С,

П р и м е р 2. Процесс провод т,, как в примере 1. В качестве исходного сырь  используют, циклододеканоИо Окислы азота подают на стад.ию смешени  в трубу 1 со скоростью, отнесенной к поперечному сеченигс трубы, 30 см/с, а на стадию доокислени  направл ют -0,5% потока циркулирующей через трубу 1 и теплообменник 2 реакционной жидкости. На стадии смешени  и стадии отвода тепла реакции поддерживают температуру 44 С, на стадии доокислени  38°С. При этом достигаетс  100%-ное превращение циклододеканола и после кристаллиза ПИИ, фильтрации и промывки получают

1.23кг/ч 1,10 декандикарбоновой кисЛОты , что соответствует вьгходу .

Т.пл, продукта 127,5°С.

Пример Зо Процесс провод т в услови х примера 1, но в качестве сходного сырь  примен ют смесь цикододеканола и циклододеканона в соотношении 1:1. При расходе исходного органического сырь  1,6 кг/ч, 65%ной азотной кислоты - 30 кг/ч на стадию смешени  подают 7 кислов азота (скорость газа в труе - 99 см/с). На стадию доокислеи  вместе с газовой фазой направ ют 0,05% циркулирующего потока еакционной жидкости. Температура а стадии смешени  и стадии отвода

тепла реакции - , на стадии доокислени  - . При этом достигают 100%-ного превращени  исходного ор ганического сырь  и выхода 1ДО-декандикарбоновой кислоты 1,215 кг (97,2%).П р и м е р 4 Vсравнительный) . Процесс провод т, как в примере 1,

{О но на стадию доокислени  направл ют 3% циркулирующего потока реакционной смеси. При этом скорость окислов азота в вертикальной трубе 1 составл ет 3 см/с. Процесс идет неустой-15 чиво, на всех стади х температура колеблетс  от 50 до 60 С. При 100%ном превращении циклододеканола выход 1,10-декандикарбоновой кислоты составл ет 1,202 кг/ч ().

20 ПримерЗ (сравнительньп) ,

Процесс провод т,, ка-с в примере 1, но на стадию доокислени  направл ют 0,03% циркулирующей смеси, скорость окислов азота в трубе 1 смешени 

5 составл ет 100 см/с, а температура на стади х смешени  и отвода тепла реакции - на стадии доокислени  - 56°С. При 100%-ном превращении циклододеканола выход продукта

0 составл ет 1,2 кг/ч (95,9%)

Примере (сравнительный), Процесс провод т в услови х примера 1, но температуру на стади х смешени  и отвода тепла реакции поддерживают ЗОс, а на стадии доокислени  - 33°С, При 100%-ном превращении циклододеканола выход продукта составл ет 1,17 кг/ч (94,2%).

П р и м е р 7. Процесс провод т в услови х примера 3, но примен ют смесь циклододеканона и циклододеканола в соотношении 1:9 при расходе органического сырь  1 кг/ч, 65%-ной HNO - 5 кг/ч о Достигают превращени  исходного органического сьфь  и выхода 1,10 декандикарбоновой кислоты 1,209 кг/ч (96,72%).

Примере. Процесс провод т аналогично примеру 3, но при соотношении органического сырь  и 65%-ной HNOj - 1:20 и тег-шературе на стадии доокислени  75 С. При 100%-ном превращении органического сырь  выход 1510-декандикарбоновой кислоты составл ет 1,216 кг/ч (97;3%).

Преимущества предлагаемого способа по сравнению с известным состо 

71

в следующем повышаетс  уровень безопасности процесса благодар  исключению возможности уноса исходного органического сырь  с готовым продуктом и его равномерному распределению по трубам теплообменника на стадии отвода тепла реакции;

1714538

введение стадии доокислени  и организаци  циркул ции реакционной жидкости только через две стадии процесса (стадию смешени  и стадию отвода тепла реакции) на 1,3-2,0% повьшает выход 1,10-декандикарбоновой кислоты и упрощает процесс.

7J

Claims (2)

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 1,10ДЕКАНДИКАРБОНОВОЙ КИСЛОТЫ путем окисления кислородсодержащего производного циклододекана или их смеси азотной кислотой, содержащей окислы азота, при нагревании и массовом соотношении кислородсодержащего произ водного циклододекана и азотной кислоты 1:(5-20)ιв реакторе, имеющем < трубу, соединенную с кожухотрубчатым теплообменником, с последующим выделением целевого продукта, отличающийся тем, что, с целью повышения безопасности и выхода целевого продукта и упрощения процесса, последний проводят при линейной скорости окислов азота в трубе 5-, 100 см/с, температуре 40-50 С и последующим доокислением 0,05-2,0% циркулирующего потока в колонне при 36-75 С, при этом теплообменник и труба соединены параллельно.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве произ-. водного циклододекана используют циклододеканон, циклододеканол или смесь циклододеканона и циклододека-’ ^! нола при соотношении 1:(1-9).