SU644778A1 - Способ получени изоборнилформиата - Google Patents

Description

Предлагаемое изобретение относитс  к споСобам полутени  изоборнилформиата, используемого дл  синтеза камфары.

Способы получени  эфиров изоборнеола, существующие в насто щее врем ,  вл ютс  частично или полностью периодическими процессами, которые идут в присутствии различных катализаторов, требующих регенерации и вызывающих сильную коррозию оборудовани  1.

Известен непрерывный способ получени  муравьиного эфира изоборнеола из камфена , по которому муравьина  кислота с камфеном взаимодействуют последовательно в двух вертикальных колоннах, заполненных твердым катионообменным .катализатором «Эспатит 1. Реакци  начинаетс  в первой колонне при 45-50°С и заканчиваетс  при 20°С во второй катионитной колонне. Соотнощение реагирующих веществ на обеих ступен х реакции составл ет 4-5 молей кислоты на 1 моль камфена. Изоборнилформиат укрепл ют далее методом дистилл ции 2.

Существенным недостатком этого способа  вл етс  его многостадийность: двухступенчата  реакци  взаимодействи  муравьиной кислоты с камфеном и вакуум-дистилл ци  реакционной смеси с целью выделени  чистого изоборнилформиата; приготовление

исходного раствора реагирующих веществ, а также контактной смеси дл  заполнени  реактора. Процесс усложнен тем, что дл  приготовлени  раствора реагирующих веществ необходимо дозировать изоборнилформиат, так как камфен не раствор етс  в муравьиной кислоте,а муравьиную кислоту, отогнанную от эфира и возвращаемую в цикл,

необходимо укрепл ть, что требует дополнительных затрат.

Другим недостатком  вл етс  то, что при данном способе не достигаютс  высока  степень превращени  камфена (она составл ет 86%) и высока  степень чистоты получаемого изоборнилформиата. Состав конечного продукта, выделенного после дистилл ции: изоборнилформиат 96,5%, камфен 1,3%, муравьина  кислота 1,1%.

Целью предлагаемого изобретени   вл етс  улучшение качества изобор илформиата и упрощение технологии его получени . Поставленна  цель достигаетс  тем, что реакцию формилировани  камфена совмещают с одновременным процессом выделени  готового продукта реакции от непрореагировавщих веществ при соблюдении найденных оптимальных соотношений реагентов . Органическа  кислота и камфен непрерывно поступают в ректификационный

аппарат, где взаимодействуют при температуре кипени  смеси без ката.тизатора, что исключает побочные реакции и облегчает процесс выделени  готового продукта высокой степени чистоты.

Технологическа  схема предлагаемого способа показана иа чертеже.

Согласно изобретению, непрерывный процесс получени  эфиров изоборнеола из камфена осуществл етс  без катализатора в одном ректификационном аппарате как реакционно-ректификационный процесс. Исходный камфен через подогреватель / попадают в верхнюю, а муравьиную кислоту через подогреватель 2 - в среднюю часть ректификационной колоины 3. В верхней реакционной зоне колонны, состо щей из 13 теоретических тарелок, осуществл етс  главным образом реакци  взаимодействи  камфена с муравьиной кислотой. Пары непрореагировавших камфеиа и муравьиной кислоты конденсируютс  в коиденсаторе 4 и конденсат во флорентине 5 раздел етс  на два сло : на камфен, который возвращаетс  как флегма в верхнюю часть колонны , и на муравьиную кислоту, возвращаемую в среднюю часть колонны.

Нижн   исчерпывающа  зона ректификационной колонны (от места ввода непрореагировавшей кислоты до куба 6) содержит 9 теоретических тарелок и служит дл  исчерпывани  неирореагировавших камфена и муравьиной кислоты, т. е. дл  укреплени  эфиров, отбираемых, из нижней части колонны как готовый иродукт. Здесь же идет в небольшой степени и реакциоииый процесс . Найдено, что дл  достижени  высокой концентрации эфиров в кубовом продукте (более 96%) необходимо, чтобы мольное соотношение исходной кислоты и камфена было в пределах от 1:1 до 1,06.; 1. Тогда массова  дол  кислоты в кубовом продукте будет не более 1,5%, а камфена - не более 0,2%. При этом дол  углеводородов в продукте не будет иревыщать 0,5%. Мольное соотношение кислоты и камфена в колонне, создаваемое за счет непрерывного возврата иепрореагировавших компонентов, от 2:1 до 8:1, предпочтительно от 2:1 до 3:1.

Возврат кислоты зависит, главным образом , от интенсивности нагрева кип тильника . Процесс удобнее проводить при давлении 300 мм рт. ст., при этом температура жидкости в кубе не превышает 170°С, а в верхней части колонны 70-80°С. Процесс можно вести и ири другом давлении, в зависимости от наденшости системы конденсации паров, выход щих из верхней части колонны, и от требований к температурному режиму в нилшей ее части.

Предлагаемый способ получени  изоборнилформиата обеспечивает по сравнению с существующими сиособами следующие преимущества: ликвидацию многостадийности И периодичности отдельных стадий, т. е.

значительное упрощение технологии; проведение реакции взаимодействи  камфена с муравьиной кислотой без катализатора; исключение образовани  побочных продуктов и создание условий дл  выделени  готрвого продукта высокой степени чистоты (98,5- 99%). Проведение реакции формилировани  по данному способу позвол ет достигнуть высокой степени нревращени  камфена .

Немаловажным достоинством предлагаемого способа  вл етс  отсутствие отходов и сточных вод в отличие от примен емых иыне способов, где требуетс  уничтожать или нейтрализовать кислые отбросы или отработанный катализатор.

Пример 1. В верхнюю часть колонны, заполненной кольцами Фенске с эффективностью 22 теоретические тарелки подают 80 г/ч подогретого до 60-70°С технического камфена. хЧуравьиную кислоту (97,5%-;ную), подогретую до 60-70°, подают непрерывно в середину колонны в количестве 27,8 г/ч, что соответствует мольному соотношению камфен-кислота 1:1.

Пеирореагировавшую кислоту (95,5% кислоты, 10% воды и 3,5% эфира) возвращают в середину колонны (28,3 г/ч), что создает мольный избыток ее по отношению к камфену в.колонне, равный 2.

С низа колонны непрерывно вывод т 104,6 г/ч готового продукта, содержащего, %: кислоту 0,8, камфен 0,1, воду 0,1, изобориеол 1,6, изоборнилформиат 97,4.

Степень превращени  камфена равна 97,1%. Температурный режим в колонне при остаточном давлении 300 мм рт. ст. следующий: верх 70-72°С, низ 170°С.

Так как пол гченный изобориилформиат используетс  дл  получени  изоборнеола, изоборнеол, содержащийс  в конечном продукте , не загр зн ет изоборнилформиат.

Таким образом, массова  дол  изоборнилформиата в конечном продукте (по примеру 1) соответствует 99%.

Пример 2. При тех же услови х ведени  процесса в колонну поступает, в г/ч (%): муравьина  кислота 29,4, в том числе: кислота 28,7 (97,6); вода 0,7 (2,4); камфен 80. Мольное соотнощение кислота- камфен 1,06: 1.

В среднюю часть колонны возвращают непрореагировавщую кислоту 198 г/ч (100%), в том числе: кислоты ,187,1 (94,5), воды 4,0 (2,0), эфира 6,9 (3,5), Мольное соотношение кислота - камфен в колонне 8: 1.

С низа колонны отбираетс  106,1 г/ч (100%) готового продукта, в том числе; кислоты 1,4 (1,3), камфена 0,2 (0,2), воды 0,1 (0,1), изоборнилформиата 101,8 (95,9), изоборнеола 2,6 (2,5).

Степень превращени  камфена дл  данного примера 98,1%. Массова  дол  изоборнилформиата в конечном продукте 98,4%.

Claims (2)

1. Способ получени  изоборнилформиата из камфена путем непрерывного взаимодействи  его с муравьиной кислотой, отличающийс  тем, что, с целью улучшени  качества продукта и упрощени  процесса, последний ведут в ректификационном аппарате одновременно с процессом разделени  реакционной смеси на изоборнилформиат, отбираемый.в виде готового продукта с низа колонны, и непрореагировавщие продукты , отбираемые сверху колонны и возвращаемые в зону реакции.

2. Способ по п. 1, отличающийс  тем, что подача в колонну исходных муравьиной кислоты и камфена осуществл етс  при мольном соотношении от 1:1 до 1,06: 1.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

1.Патент ГДР № 695586, кл. 12о, 25, опубл.1969.

2.Рудаков Г. А. Непрерывный способ получени  муравьиного эфира изоборнеола из камфена. «Гидролизна  и лесохим. пром-сть, 1958, № 6, 11 (прототип).