SU426347A3 - Способ получения метилметакрилата - Google Patents

Description

1

Данное изоб|ретение относитс  к получению метилметакрилата, который находит широкое применение в проивводетве пластических масс.

Известен опособ получени  эфира этиленненасыщеиной кислоты, иаиример метилакрилата , иатреванием р-алкоксиалкаеовой кислоты, например р-метоксипрооионовой кислоты, при температуре 100-:170°С в присутствии кислотного катализатора, например толуолсульфокислоты , и ингибитора иолимеризации, например гидрохинона, с последующим выделением целевого продукта и продуктов реакции, например метанола, метилметоксипропионата, которые возвращают на начальную стадию процесса вместе с непрореагировавшей исходной кислотой.

Во врем  этого процесса протекают две последовательные реакции: разложение р-метоксиизомасл ной кислоты на метилакриловую кислоту и метанол и образование сложного эфира при реакции между метил акриловой кислотой и метанолом.

Сложный эфир метакриловой кислоты и воду , которые при этоМ образуютс , нйпрерьив-но удал ют азеотроиной перегонкой, что позвол ет «х легко выделить. Ванна при этом становитс  практически сухой, что приводит к образованию большого количества продуктов

полимеризации и сокращению срока службы ванны.

Целью насто щего изобретени   вл етс  повышение выхода целевого продукта и упрощенке процесса. Дл  достижени  этой цели нагревание р-метоксиизомасл ной кислоты ведут в ирисутствии воды. Посто нное присутствие некоторого количества воды в ванне повышает производительность ванны, вы.ход

метилметакрилата и срок служ1бы ванны, а также способствует реакции разложени  р-метоксии1зомасл ной кислоты и ее метилового эфира, протекающей через промежуточную стадию гидролиза, на метанол и р-метоксиизомасл ную кислоту и на метанол и р-гидрокс и Л:изо б у ти р а тм е ти л.

Положительное действие дополнительного количества воды, даже будучи не очень заметным , опровергает суще€Т1вующее мнение об

отрицательном вли нии вОДЫ при аналогичной реакции получени  метилметакрилата из р-метокоргаропионовой кислоты.

Разницу в протекании реакций можно объ снить тем фактом, что в случае акрилата на

1 кг эфира образуетс  0,21 кг воды, а при азеот1ропной перегонке воды и метилметакрилата из ванны увлекаетс  лишь 0,07 кг воды па 1 кг акрилата. Таким образом, не происходит обезвоживани  ванны. Напротив, в случае

метакрилата на I кг эфира образуетс  0,18 г

воды, котара  во врем  азеотропной переголки воды и метилметакрилата Может быть выведена практически полностью. Если к этому добавить, что образующеес  небольшое количество воды напрерьгвНо }1влекаетс  во врем  перегонки п(рисутствующи:м в ванне метиловым эфнром р-:метоксн1Изо.ма|СЛ. ной кислоты, то можио -ПОНЯТЬ, что .ванна лосто нно обезвожввает с .

По предлагаемому способу количество воды , которое нужно непрерывно вводить в ванну , составл ет на единицу времени 2-15 вес.% р-метокоиизомасл ной кислоты, вводимой за это же врем , причем оптимальное количество составл ет 4-7 вес.%.

:Нуж«о заметить, что если количество воды S ванне слишком большое, то эта вода увлекает при азеотропной перегоике метиловый эфир р-.метоксиизома(сл ной кислоты, который затем нео1б.чодимо выдел ть из остальных дистилл тов , выведенных из ванны. Поэтому введение в ванну более 15% воды но отношению к весу р-метоксиизомасл. ной кислоты пежелательно.

Следует также заметить, что указанные количества воды, которую нужно подать, касаютс  лродесса, протекающего при атмосферном давлении. Если процесс идет при ином давлении, то в случае надобности следует добавл ть необходимое количество воды в зависимости от суигествующего давлени .

Установка дл  осуществлени  предлагаемого способа представл ет собой реакциоиный атпарат с обогревом. В верхней его части имеетс  отвод шлемовой трубы, еое дин ю|щий реактор с устройством дл  перегонки тнпа перегониой колонны. Реактор содержит ванну , IB которой в нормальных услови х иротекани  процесса находитс  предпочтительно 5-60% по secy, обычно 30% оо весу, арилсульфокнслоты , например п-толуолсульфокиСлоты , служащей катализатором, остальна  часть ванны заполнена р-1меток0и.изома сл ной кислотой и ее метиловым эфиром.

Температура ванны 100-170°С, предпочтителыно 140- 150°С. Из непрерывно отдельно перегон емой смеси, состо щей из метилметакрилата , воды, метанола и незначительного количества метилового эфира р-метоксиизомасд  ой кислоты, ввод т .в ванну (после отделени  одного за другй-ми компо ентов омеси ) метиловый эфир р-метоксиизома1сл ной кислоты, который полностью разлагаетс  в ванне на метилметаирилат и метанол.

Посто нный объем ванны пооьдерживают за счет непрерывной подачи р-мето«сиизомасл ной кислоты и воды, а также обычно небольшого количества метанола , чтобы общее количество, вводимое в установку за единицу времени, было paBiHo общему количеству продуктов , выводимых из установки за это же врем .

Таким образом количество вводимого метанола составл ет 0,1-0,8 вес. ч., предпочтительно 0,3 (вес. ч. на 1 вес. ч. вводимой р-метокснизомасл ной кислоты. Метанол вместе с другими компонентами, образующимис  в ванне, раздел ют на составл ющие продукты и выделенный метанол снова ввод т в ванну. За счет .nocToaHHorio введени  метанола реакционна  смесь в ванне не обогащаетс  метакриловой кислотой, котора  в этой среде легко полимеризуетс .

Следует отметить, что в этом случае метаНОЛ может содержать углеводороды, например гексан, который опосо:бс11вует последующей азеотропной лерегонке. Помимо указанных компонентов, в ванну мо1Ж1НО вводить один или несколыко стабилизи|рующих комионентов , предотвращающих реакции полимеризации , нагаример гидрохинон, метиленовую синь, соли меди и т. п.

Кроме полимеризации, в ванне может протекать побочна  реакци  этерификащии метанола с образованием иебольших количеств окиси метила. Чтобы избежать потерь, в ванну добавл ют эквивалентные количества метанола .

Пример. Берут колбу емкостью 2 л,снабженную колонкой, заполненной насадкой из колец Рашига. В верхней части этой колонки имеетс  отвод шлемовой трубы, соединенный с колонкой непрерывной перегонки. Поднимающиес  вверх пары идут на разделение, и метиловый эфир р-гметомсиизомасл ной кислоты возвращаетс  непосредственно в вапну.

Температура ванны 1бО°С; каждый час в нее непрерывно ввод т реагенты в количествах (г):

р-Метоксиизомасл на  кислота 119

Вода6

Метанол40

Из реактора в течение 1 часа получают продукты (г):

Метилмета-крилат100

Вода25

Метанол36,5

Окись метила2,5

Обратно в ванну ввод т в течение 1 часа 20 г метилового эфира р-метоксиизомасл ной кислоты. За это же врем  в ванне образуетс  г полимеров. Выход метилмета«рилата 99,1%.

После 100 час работы в этих услови х удельна  производительность ванны еще равна 90 2 метилметакрилата в 1 час, т. е. она ниже всего на 10%.

Предмет изобретени 

Claims (4)

1. Опосо б получени  метилметакрилата путем нагревани  р-метойсиизомасл ной кислоты Б присутствии арилсульфокИСлоты в качестве катализатора при температуре 100-

170°С в присутствии ингибитора полимеризации , например гадрохинона, с последующим выделением целевого продукта и продуктов реакции, например метилового эфира р-метоКсиизома-сл ной кислоты, метанола, которые

направл ют вместе с непрореагировавшей

«сходной КИСЛОТОЙ в начальную стадию про-цесса , отличающийс  тем, что, с целью увели чени  выхода целевого продукта и упрощени  процесса, нагрева ие р-метаксиизомасл ной ;кислоты ведут в Присутствии воды, вз той в количестве 2-15% по весу от количества р-метоксиизомасл ной кислоты.

2. iOnoco:6 по п. 1, отличающийс  тем, что -воду берут в количестве 4-7% по весу от ко .-личества р-метоксиизомасл ной «ислоты.

3.Способ по пи. 1 и 2, отличающийс  тем, что метаиол возвращают в начальную стадию nipouecca в количестве 0,1-0,8 вес. ч. на 1 вес. ч. введенной р-метоксиизомасл ой кислоты .

4.Способ по :пл. 1, 2 и 3, отличающийс  тем, что кислотный катализатор, например толуолсульфокислоту, берут в количестве 5-60 вес.%.

10