СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПРОПАНОЛА-2 Российский патент 1995 года по МПК C07C31/10 C07C29/143 C07C29/145 

Изобретение относится к способам получения пропанола-2, который широко используется в качестве растворителя при производстве поверхностно-активных веществ, пластификаторов, присадок к маслам, медицинских препаратов.

Известны способы получения пропанола-2 газообразным гидрированием ацетона на гетерогенных катализаторах, в частности в присутствии Pt (1), никеля Ренея (2), меди на кизельгуре (3), меднохромового (4) или жидкофазным гидрированием в присутствии никельхромового катализатора (5), рутения на угле (6).

В газовой фазе процесс гидрирования осуществляется при 100-250^оС, чаще 130-160^оС, молярном отношении водород:ацетон (3-5):1, при атмосферном или повышенном давлении. Недостатком этого способа является недостаточная производительность процесса и селективность по целевому продукту.

Известен способ получения пропанола-2 в жидкой фазе на никельхромовом катализаторе при атмосферном давлении, 20-50^оС соотношении водород:ацетон 1: 5, контактной нагрузке 1-3 ч^-1, при этом степень превращения ацетон при контактной нагрузке 3 ч^-1 составляет лишь 96,5% за проход.

Наиболее близким к изобретению является выбранный в качестве прототипа промышленный способ получения пропанола-2 путем гидрирования ацетона в газовой фазе на меднохромовом катализаторе ГИПХ-105 при атмосферном давлении, 90-120^оС, соотношении водород: ацетон (2-4):1, контактной нагрузке 0,3-0,5 ч^-1 (степени конверсии ацетона 96-97% (4). Недостатками способа являются недостаточная производительность и селективность по целевому продукту; полученный изопропанол содержит до 6 примесей в количестве до 0,5% (продукты конденсации ацетона).

Цель изобретения увеличение производительности процесса, а также селективности и чистоты целевого продукта. Поставленная задача достигается тем, что получение пропанола-2 каталитическим гидрированием ацетона в газовой или жидкой фазе осуществляется в присутствии катализатора, содержащего никель, медь, хром или магний при содержании компонентов в пределах, мас. NiO 25-65 CuO 10-35 Cr₂O₃ или MgO 15-40
Процесс ведут в газовой фазе при 70-120^оС, атмосферном давлении, контактной нагрузке по ацетону 0,6-1,0 ч^-1, соотношении водород:ацетон 3:1 (при этом конверсия ацетона 97-98% селективность 99,9%) или в жидкой фазе при температуре 20-60^оС, контактной нагрузке 0,6-1,04^-1, соотношении водород: ацетон=3:1 (конверсия ацетона 100% селективность 99,9%).

П р и м е р 1 (сравнительный). В реакторе проточного типа над предварительно восстановленным водородом при 250^оС меднохромовым катализатором (ГИПХ-105), содержащим, мас. СuO 44,3; Cr₂O₃ 49,9; BaO 7,8, непрерывно подается смесь паров ацетона и водорода в соотношении 3:1. Контактная нагрузка 10 ч^-1, температура 80^оС. Степень превращения ацетона 32% за проход. Селективность 99,35% Конечный продукт содержит до 0,6% продуктов конденсации ацетона.

П р и м е р 2 (сравнительный). В условиях опытно-промышленной установки проточного типа на восстановленный водородом при 250^оС меднохромовый катализатор ГИПХ-105, содержащий, мас. CuO 42,3; Cr₂O₃ 49,9; BaO 7,8, подается смесь паров ацетона и водорода в различных соотношениях. Температура изменяется от 90 до 160^оС, контактная нагрузка по ацетону от 0,4 до 2,6 ч^-1.

Результаты испытаний представлены в таблице (пп 1.1-1.10).

П р и м е р 3. Процесс ведут в условиях примера 1 с использованием предварительно восстановленного при 300^оС с никельмеднохромового катализатора состава, мас. NiO 32,5; CuO 34,5; Cr₂O₃ 33,0. Степень превращения ацетона 86,7% за проход, селективность 100% примеси в конечном продукте отсутствуют.

П р и м е р 4. В условиях опытно-промышленной установки проточного типа на восстановленный при 300^оС катализатор, имеющий состав, описанный в примере 3, подается смесь паров ацетона и водорода в соотношении от 1,5 до 5. Контактная нагрузка по ацетону изменяется от 0,32 до 3 ч^-1, температуре от 90 до 130^оС, давление атмосферное. Результаты испытаний представлены в таблице (пп 2.1-2.12).

П р и м е р 5. Над предварительно восстановленным при 300^оС катализатором состава, мас. NiO 48,3; CuO 17,2; MgO 34,5, непрерывно пропускают газообразный ацетон с объемной скоростью 10 ч^-1 и водород с молярным отношением водород: ацетон, равным 3, при температуре 80^оС и атмосферном давлении. Степень превращения ацетона 90,9% за проход. Селективность процесса по пропанолу-2 100% Примеси в целевом продукте отсутствуют.

П р и м е р 6. Через катализатор, имеющий состав, мас. NiO 48,3; CuO 17,2; MgO 34,5, восстановленный водородом при 300^оС, непрерывно пропускают жидкий ацетон с контактной нагрузкой по жидкому ацетону 4 ч^-1 и водород с молярным отношением водород:ацетон, равным 3, без подвода тепла и атмосферном давлении.

Степень превращения ацетона 100% за проход. Селективность процесса по пропанолу-2 100,0% примеси отсутствуют.

П р и м е р 7. Процесс проводят аналогично примеру 6 без подвода тепла извне с контактной нагрузкой по жидкому ацетону 10 ч^-1. Степень превращения ацетона 93,8% за проход. Селективность процесса по пропанолу-2 100,0% примеси в конечном продукте отсутствуют.

П р и м е р 8 (граничный по Сu). Через катализатор, имеющий состав, мас. NiO 60,0; CuO 10,0; Cr₂O₃ 30,0, предварительно восстановленный при 300^оС, без подвода тепла извне непрерывно пропускают жидкий ацетон (контактная нагрузка 10 ч^-1, молярное отношение водород:ацетон равно 3). Степень превращения ацетона 87,4% селективность 100,0% примеси отсутствуют.

П р и м е р 9 (граничный по Ni, Cu, Cr).

Через катализатор, имеющий состав, мас. NiO 25,0; CuO 35,0; Cr₂O₃ 40,0, без подвода тепла извне, непрерывно пропускают жидкий ацетон с объемной скоростью по жидкому ацетону 10 ч^-1 и водород с молярным отношением водород: ацетон, равным 3. Степень превращения ацетона 43,5% селективность 100% примеси в конечном продукте отсутствуют.

П р и м е р 10 (граничный по Ni и Cr).

Через катализатор, имеющий состав, мас. NiO 65,0; CuO 20,0; Cr₂O₃ 15,0, без подвода тепла извне и атмосферному давлении пропускают жидкий ацетон (контактная нагрузка по жидкому веществу 10 ч^-1, молярное отношение водород: ацетон равно 3. Степень превращения ацетона 83,7% селективность 100% примеси отсутствуют.

П р и м е р 11 (запредельный по Ni, Cu, Cr).

Через катализатор, содержащий, мас. NiO 15; CuO 41,5; Cr₂O₃ 43,5, непрерывно пропускают газообразный ацетон с объемной скоростью 10 ч^-1 и водород с молярным отношением водород:ацетон, равным 3, при температуре 80^оС и атмосферном давлении. Степень превращения ацетона 43,8% за проход. Чистота продукта 100%
П р и м е р 12 (запредельный по Ni, Cu).

Через предварительно восстановленный катализатор (при 300^оС) состава, мас. NiO 70,0; CuO 8,4; Cr₂O₃ 21,6, без подвода тепла непрерывно пропускают жидкий ацетон (контактная нагрузка по жидкому веществу 10 ч^-1, молярное отношение водород:ацетон равно 3). Степень превращения ацетона 91,2% примеси в конечном продукте отсутствуют. Срок службы катализатора 1500 ч из-за низкой механической прочности.

П р и м е р 13 (запредельный по Ni, Mg).

Над катализатором, имеющим состав, мас. NiO 70,0; CuO 16,5; MgO 13,5, непрерывно пропускают газообразный ацетон с объемной скоростью 10 ч^-1 и водород с молярным отношением водород:ацетон, равным 3, при температуре 80^оС и атмосферном давлении. Степень превращения ацетона 52,8% за проход. Конечный продукт содержит 0,3% примесей продуктов конденсации ацетона.

П р и м е р 14. В условиях опытно-промышленной установки проточного типа на восстановленный при 300^оС катализатор, имеющий состав, описанный в примере 5, при атмосферном давлении подается смесь паров ацетона и водорода в соотношении 3: 1. Контактная нагрузка по ацетону изменяется от 1,3 до 2,6, температура 90^оС. Результаты испытаний представлены в таблице (п.п.3.1-3.2).

Использование: в органической химии, при получении пропанола-2. Сущность изобретения: продукт-пропанол-2, конверсия 97,6-100% примеси 0,001-0,06% Реагент 1: ацетон. Реагент 2 водород. Условия реакции: в присутствии катализатора состава, мас. окись никеля 25-65; окись меди 10-35; окись хрома или окись магния 15-40. 1 з. п. ф-лы, 1 табл.

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПРОПАНОЛА-2 гидрированием ацетона на медьсодержащем катализаторе при избытке водорода, отличающийся тем, что в качестве медьсодержащего катализатора используют катализатор состава, мас.

Окись никеля 25 65
Окись меди 10 35
Окись хрома или окись магния 15 40
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что гидрирование ведут в газовой фазе при температуре 70 120^oС, атмосферном давлении, контактной нагрузке по ацетону 0,6 1,0 ч^-1, соотношении водород: ацетон 3 1.