SU1696421A1 - Способ получени камфары - Google Patents

Abstract

Изобретение касаетс  полициклических веществ, в частности получени  камфары, используемой в медицине и быту. Цель повышение качества и упрощение процесса . Его ведут дегидрированием изоборне- ола на твердом медно-никелевом катализаторе в растворе толуола в аппарате , представл ющем собой колонну, состо щую из верхней - ректификационной и нижней - каталитической частей, причем нижн   часть разделена ректификационной секцией на верхнюю и нижнюю зоны с массовым соотношением катализатора 1:(0,15- 0,35). При этом подачу изоборнеола в растворителе ведут в ректификационную часть аппарата с проведением процесса при 200-210°С с отбором продукта из-под верхней каталитической зоны. Эти услови  позвол ют снизить капитальные затраты на оборудование по очистке камфары за счет получени  ее при меньшем нагревании, чем в известном случае, с лучшим качеством (содержание основного продукта до 94,1 %). 1 табл., 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к кетонам, в частности к усовершенствованному способу получени  камфары из изоборнеола. Камфара имеет широкое применение в промышленности , медицине и быту.

Известен способ получени  камфары дегидрированием изоборнеола в периодически действующих аппаратах (дигидрато- рах) при 180-210°С на углемедном катализаторе.Исходный изоборнеол в виде пульпы с толуолом загружают в дигидратор и провод т процесс 50-60 ч до достижени  98% конверсии изоборнеола. Затем полученную камфару отгон ют от порошкообразного катализатора и отправл ют на стадию очистки(перекристаллизаци ,ректифи- каци ). В результате жидкофазного дегидрировани  получают камфару следующего качества, мас.%: камфара 89,7; изоборнеол 1,3; борнеол 0,2; изофенхон 1,2; фенхон 0,1; изокамфанон 2,5; изокамфан

3,8; камфен 0,7; Ј 0,5.

Камфара марки А должна удовлетвор ть следующим требовани м : содержание основного вещества не менее 92%; температура кристаллизации не ниже 169°С.

о о а

4 Ю

Камфара, полученна  методом.жид- кофазного дегидрировани , имеет 89,7% основного вещества и температуру кристаллизации 167°С. Дл  того, чтобы получить камфару марки А, техническую камфару необходимо очистить в основном от терпено- вых углеводородов (кэмфена и мзокэмфана)

1.

Недостатками жидкофазного дегидрировани  изоборнеолз  вл ютс : периодичность процесса, а следовательно, низка  производительность и сложность аэтоматк- зации процесса, а также низкое качество камфары: требуетс  дополнительна  стади  очистки путем перекристаллизации,

Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  способ получени  камфары парофазным дегидрированием мзоборнеола при атмосферном давлении в непрерывно действующем аппарате при 275-280°С на твердом медно-нике- левом катализаторе. Изоборнеол загружают в испаритель, из которого перегретые до 270°С пары изоборнеола поступают в трубчатый реактор, заполненный катализатором. Техническа  камфара, получаема  по данному способу имеет следующий состав, мас.%: камфара 92,0; изоборнеол 0,4; оорнеол 0,3; изофенхон 2.0; фенхон 0,4; изокзмФлнон 1,1; изокамфаи

3,2; камфен 0,4: 2 {- 0 2. Попученна  камфара по качеству не соответствует марке А, так как несмотр  на то, что она содержит 92% основного чещесгвз, температура кристаллизации 167°С 2.

Недостатков известного способа  вп - етс  низкое качество камфары, необходимость дополнительной очистки, высока температура дегадрировачи .

Целью изобретени   ьл зтс  повышение качества продукта i упрощение процесса.

Поставленна  чель достигаетс  тем, что непрерывный процесс, дегидрировани  изз- борнеола провод т при атмосферном давлении на твердом медно-никелевом катализаторе при 200-210°С в ректификационном аппарате, с противоточ ым движением кип щей жидкости и пара, состо щем из двух частей: верхней - ректификационной и нижней - каталитической, причем катализатор в каталитической части аппарата разделен ректификационной секцией в массовом соотношении катализатора 1,0:0 , 15- 0,35 соответственно вверху и анизу, Иооборнеол в аппарат подают в растворе толуола в ректификационную часть аппарата , а продукт отбирают из-под верхней каталитической части.

На чертеже приведена схема, по сн юща  предлагаемый способ.

Непрерывный процесс дегидрировани  изоборнеола в камфару провод т на установке , состо щей из ректификационной части 1, верхней каталитической зоны 2, ректификационной секции 3 и нижней каталитической зоны 4. Исходный раствор изоборнеола в толуоле (30%-ный раствор)

C насосом 5 подают в середину .верхней ректификационной части аппарата 1. Подвод тепла в колонку осуществл ют через испаритель 6, Пары растворител  (толуола), примеси камфенз, изокамфана, фенхона,

5 изофенхона конденсируютс  Б холодильнике-дефлегматоре 7 и вывод тс  в виде головкой фракции в верхней части колонны. Целевой продукт (камфару марки А) отбирают из-под верхней каталитической зоны 2, Б

0 качестве катализатора используют твердый медно-никелеаый катализатор, Имеющий размерь 3x3x3 мм и насыпную массу 0,9 г/см . Дегидрирование протекает в результате противоточного контакта жидкости,

5 стекающей вниз по каталитической насадке , и пара, поднимающегос  вверх за счет подачи тепла в испаритель. Камфара, полученна  по данному способу, содержит основного вещества 92,11-94,16% и имеет

0 температуру кристаллизации 169,5- 170.8°С. Продукт такого качества соответствует камфаре марки А и не требует дополнительной очистки. Это достигнуто за счет размещени  части медчо-никеленйго

5 катализатора в нижней каталитической зоне . Уменьшение доли катализатора в нижней каталитической зоне меньше 0,15, э также увеличение выше 0,35 приводит к, исчезновению положительного эффекта: пол0 учаемый продукт либо имеет содержание основного вещества менее 92%, либо температуру кристаллизации меньше 169°С. температура,з каталитических зонах 2 и 4 составл ет 200-210°С. Верхн   граница

5 температур 210°С обусловлена максимальной температурой кипени  жидкости, наход щейс  в каталитической части при атмосферном давлении. Уменьшение температуры ниже 200°С нецелесообразно, так

0 -как при этом существенно снижаетс  скорость реакции дегидрировани  и соответственно ухудшаютс  показатели процесса.

Пример . Ректификационна  колонна состоит, ил стекл нных царг диаметром 29

5 , Гчатализатэр готов т соосаждением сер- кокислых солей меди и никел , высушивают и прессуют в гранулы. Насыпна. плотность катализатора составл ет 0,83 г/см3, удельна  поверхность 3,65 см2/с. Полученный медно-никелевый катализатор (обща  масса

160 г) расположен в двух каталитических зонах в соотношении 1:0,3, соответственно в верхней 123 г, в нижней 37 г катализатора. Между каталитическими зонами установлена ректификационна  секци  высотой 400 мм (эффективность 3,0 т.т.). Высота ректификационной част; 1 аппаьача, расположенный выше каталитической, составл ет 10GO мм (эффективность 10 т.т.}. В качестве наездки в ректификационных царггх ис- пользуют стекл нную насадку1 Фенске, Высота насыпного сло  катализатора в каталитических L.aprax определена размерами катализатора, его насыпной массой. Флзгмовое число во всех примерах равно 3,0-3,5. Исходный раствор технического иэоборнеола в толуоле следующего состава, мае, %: толуол 64,32; кзсборнеол 31,80 «ан- ф-;н 1,43; фенхсн 1 35; изокамфано/; 1,10, в количестве 103,8 г/ч насосем 5 подают на высоте 500 мм, счита  сверху от дефлегматора , в ректификационную часть 1 аппарата. Температуру в каталитической секции поддерживают 210°С. Товарный продукт (камфару) отбирают чз-под верхней катали- тической зоны 2 в количестве 33 г/ч.

Анализ всех топцуктов и полупродуктов провод т газохро атографичесхим методом . При этом используют хроматограф ЛХМ-80, оборудованный кзтарометром. Хроматографическую колонну длиной 31м и внутренним диаме рсм 3 мм заполн ют но- скте..ем хромЈЛ л- см 1M-AW зернением 0,20- 0,25 мм с нанесенной на него смешанной жидкой фазой, сос.олщей из 10% по массе апиезонз L v, 15% по массе ПЭГа от массы носител . Массовый состав и температуры кристаллмзаимм полученной камфары приведены з таблице.

Пары растчоригел  (токусла) и легкохи- п щие примеси конденсируют в дефлегматоре 7 и вывод т из системы в виде гслозной фракции в количестве 798 г/ч следующего состава, мае. %: толуол 97,01; камфен 1,50; изокамфан 1,06; камфара 0,42; фенхон 0,01.

Пример 2-3. Процесс провод т в такой же установке и при той же температуре , что в примере 1, но при других соотношени х катализатора в верхней и нижней зонах: пример 2.- 1,0:0-15: пример 3-1:0,35. Обща  масса катализатора 160 г,

П р и м s р 4. Услови  примера 1. но температура процесса 200°С.

Примеры 5-6 (сравнительные). Услови  примера 1, но соотношение катализатора по зонам 1:0,1 (т.е. больше предлагаемого 1:0,15) и 1:0,5 (т.е. меньше предлагаемого 1.0,л5). Полученна  камфара из соответствует марке А по содержанию основного вещества.

Пример (сравнительный). В ректи- фикационме --; апг,--,ог-те катализатор не разбит на две част -1; э весь (160 г) помещен в .одну цгргу. Температуру поддерживают 210°С, Полученный продукт не соответствует маркз А, т.е. -шеет содержание основного вешества камфары менее 92,0 мас.%. Это подтверждает преимущество, полученное в примерах, осуществленных по предлагаемому способу с разбиением катализатора на два зоны.

Результаты примеров 1-7 сведены в таблицу.

Таким образом, способ позвол ет повысить качество камфары, снизить капитальные затраты нз оборудование по дополнительной очистке камфары (ректификаци , перекристаллизаци ) и упростить процесс за счет снижени  температуры процесса .

Claims (1)

1. Формула изобретени  Способ получени  камфары дегидрированием изоборнеола на твердом медно- никелеаом катализаторе в аппарате непрерывного типа при нагревании с последующим отбором продукта, отличаю- ш. и и с -  тем, что, с целью повышени  качества и упрощени  процесса, дегидрирование вздут в растворе толуола в аппарате, представл ющем собой колонну, состо щую из верхней - ректификационной и нижней - каталитической частей, причем в каталитической части аппарат разделен ректификационной секцией на верхнюю и нижнюю зоны с массовым соотношением катализатора 1,0:0,15-0,35 соответственно, подачу изоборнеола в растворителе осуществл ют в ректификационную часть аппарата , процесс ведут при 200-210°С, з отбор продукта производ т из-под верхней каталитической зоны.

   Продолжение таблицы