СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТИЛЭТИЛКЕТОНА Российский патент 2001 года по МПК C07C49/10 C07C45/29 

Описание патента на изобретение RU2169726C1

Изобретение относится к химической технологии и может быть использовано в производстве метилэтилкетона (МЭК), который находит широкое применение в качестве растворителя перхлорвиниловых, нитроцеллюлозных, полиакриловых лаков и клеев, для депарафинизации нефтяных фракций, в качестве компонента для удаления красок.

Известно более 10 методов получения МЭК, основанных на каталитическом окислении бутилена, дегидрировании или окислении бутанола-2, при совместном получении фенола через гидроперекись втор-бутилбензола или уксусной кислоты при окислении бутана. В промышленности основные количества МЭК получают дегидрированием бутанола-2 [1-7] или в качестве побочного продукта в производстве уксусной кислоты окислением бутана.

Процесс дегидрирования проводится в жидкой фазе на катализаторе - никель Ренея или хромит меди, при 130-180oC. Процесс проводится в инертном растворителе - высококипящем парафине и обладает рядом недостатков (малый съем продукта с единицы катализатора - около 1,1 кг/(кг•ч), малый срок службы катализатора - не более 2 лет, необходимость использования и регенерации растворителя). Получение МЭК совместно с уксусной кислотой характеризуется низкой производительностью процесса, большим количеством побочных продуктов, сложной схемой разделения реакционной смеси.

В России МЭК производился до 1996 г. с помощью процесса каталитического окисления бутанола-2 кислородом воздуха. Процесс характеризуется низкими значениями селективности и выхода, низким качеством товарного продукта, большим количеством отходов.

Прототипом данного изобретения является способ получения МЭК посредством высокотемпературного некаталитического окисления бутанола-2 перекисью водорода [8]. Процесс проводят при 460-560oC и объемном соотношении бутанола-2 и 25-35% перекиси водорода, равном 1:(1,7-3,5), или примерно при мольном соотношении 1: 3. Максимальный выход процесса 44,2%. По данным авторов этого изобретения селективность процесса в зависимости от температуры и соотношения реагентов составляет 99,3-99,8%.

Однако, приведенные результаты вызывают большие сомнения, так как при проведении нами процесса при 460-560oC наблюдалось воспламенение реакционной массы в реакторе и основными продуктами превращения бутанола-2 были диоксид углерода и вода (выход МЭК при этом не превышал 10%). Сомнительно и абсолютное отсутствие потерь продуктов реакции при разделении реакционной массы с общим количеством менее 1 г.

Для организации промышленного процесса получения МЭК с высокими значениями селективности и выхода, малым количеством отходов, высоким качеством товарного продукта и простотой аппаратурного оформления, предлагается способ, отличающийся тем, что окисление бутанола-2 перекисью водорода проводят при 220-350oC, мольном соотношении бутанола-2 и 50% перекиси водорода (1,0-5,0):1 и при времени контактирования 2-12 с.

В отличие от прототипа, процесс проводят при значительно более низких температурах, в избытке бутанола-2, при более высокой концентрации перекиси водорода, при предварительном смешении реагентов и подачей их в реактор в виде единого материального потока. Существенное значение имеет время контактирования исходных реагентов в зоне повышенных температур, которое зависит от габаритов реактора и скорости подачи в него реагентов (значение указанного параметра не рассматривается в прототипе).

Изобретение иллюстрируется примерами проведения процесса в лабораторном реакторе, изготовленном из кварцевого стекла, с электрообогревом, позволяющим проводить процесс при температурах до 600oC. Реактор имитирует промышленный трубчатый аппарат. Объем реактора 0,078 дм3. Исходные реагенты предварительно смешивают в требуемом соотношении, а затем подают с определенной скоростью в реактор, в котором поддерживается требуемая температура. Скорость подачи реагентов определяет время их контактирования в реакторе. Реакционные газы конденсируют в холодильнике, охлаждаемом захоложенной до температуры 5oC водой. По окончании опыта конденсат взвешивают и анализируют методом газожидкостной хроматографии. В таблице приведены примеры проведения процесса при различных сочетаниях технологических параметров, значения которых являются отличительными признаками изобретения.

В условиях как повышенных (примеры 1-2), так и пониженных (пример 12) температур наблюдается снижение выхода МЭК, причем, при высоких температурах наблюдается повышенное содержание примесей и повышенная величина нестыковки материального баланса (дебаланс опыта). Эти факты подтверждают протекание побочных реакций и частично глубокое окисление бутанола-2 (до двуокиси углерода и воды). При низкой температуре (пример 12) скорость целевой реакции окисления бутанола-2 атомарным кислородом, по-видимому, недостаточна.

При повышенном избытке бутанола-2 (примеры 3, 7) с увеличением времени контактирования выход МЭК также снижается. Аналогичное явление наблюдается при повышении времени контактирования и увеличения концентрации атомарного кислорода (пример 4), что, по-видимому, может объясняться также протеканием процессов дальнейшего окисления МЭК. Выход МЭК снижается и при снижении времени контактирования (примеры 5, 9), что связано с наличием "проскока" непрореагировавших компонентов.

В примерах 6, 8, 10, 11 достигнуты наилучшие показатели, особенно при 250oC и времени контактирования 3,5-4,0 с.

Использование данного изобретения позволяет эффективно и надежно решать проблему организации крупнотоннажного промышленного производства МЭК. Указанное производство характеризуется высокими технико-экономическими показателями, определяемыми такими факторами, как отсутствие дорогостоящих катализаторов, высокая селективность процесса, отсутствие вспомогательных растворителей, использование реагентов в соотношении, близком к стехиометрии, высокая скорость процесса, отсутствие повышенных давлений и пр.

Литература
1. Kire Otmer "Encyclopedia of Chemical Technology" Third Edition. J. Wiley and sons/ v. 13/ P.905.

2. Ф.Ф.Чернышкова "Нефтехимия", т. 31, 579-591, 1991.

3. А.С.Султанов и др. Авт. свидетельство СССР, 293790, 1971.

4. Патент ФРГ, 1965186, 1979.

5. Патент США 2829165, 1958.

6. Chem. Eng. 63, 1960.

7. Патент США, 2153582.

8. Т.М.Нагиев и др. Авт. свидетельство СССР 1074858, 1984.

Похожие патенты RU2169726C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МАСЛА-ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ 2002
  • Беклемышев В.И.
  • Махонин И.И.
  • Летов А.Ф.
  • Авилов А.Э.
  • Зиненко С.А.
  • Юрьев В.М.
RU2216570C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТИЛЭТИЛКЕТОНА 2006
  • Данов Сергей Михайлович
  • Сулимов Александр Владимирович
  • Федосов Алексей Евгеньевич
RU2323203C1
СПОСОБ СОВМЕСТНОГО ПОЛУЧЕНИЯ ИЗОПРЕНА И ИЗОБУТЕНА ИЛИ АЛКЕНИЛБЕНЗОЛА 1998
  • Павлов С.Ю.
  • Суровцев А.А.
  • Карпов О.П.
  • Чуркин В.Н.
  • Горшков В.А.
  • Павлов О.С.
  • Суровцева Э.А.
  • Чуркин М.В.
RU2170225C2
КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТИЛЭТИЛКЕТОНА 2003
  • Дыкман А.С.
  • Идлис Г.С.
  • Пастор В.Е.
  • Петров А.Н.
  • Федоров Э.Г.
RU2233701C1
Способ получения метилэтилкетона 2016
  • Егизарьян Аркадий Мамиконович
  • Головачев Валерий Александрович
  • Клейменов Андрей Владимирович
  • Мирошкина Валентина Дмитриевна
  • Носков Александр Степанович
  • Пирютко Лариса Владимировна
  • Русских Артем Викторович
  • Чернявский Валерий Сергеевич
  • Харитонов Александр Сергеевич
RU2623435C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗОПРЕНА 2000
  • Чуркин М.В.
  • Карпов И.П.
  • Карпов О.П.
  • Павлов О.С.
  • Павлов С.Ю.
  • Суровцев А.А.
  • Чуркин В.Н.
RU2202530C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗОПРЕНА 1999
RU2156234C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КАРБОНИЛЬНЫХ СОЕДИНЕНИЙ С-С 2015
  • Харитонов Александр Сергеевич
  • Дубков Константин Александрович
  • Парфенов Михаил Владимирович
  • Носков Александр Степанович
  • Пармон Валентин Николаевич
RU2570818C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗОПРЕНА ИЗ ФОРМАЛЬДЕГИДА И ИЗОБУТЕНА 1999
  • Андреев В.А.
  • Карпов О.П.
  • Павлов С.Ю.
  • Суровцев А.А.
  • Чуркин В.Н.
RU2164909C2
Способ получения метилэтилкетона 1979
  • Петров Анатолий Николаевич
  • Гущевский Адольф Борисович
  • Гущин Борис Николаевич
  • Хворов Александр Петрович
  • Котов Валентин Иванович
  • Тюгаев Прокофий Федорович
  • Байрамгулов Даминдар Миниярович
  • Лакиза Сергей Маркович
SU960160A1

Иллюстрации к изобретению RU 2 169 726 C1

Реферат патента 2001 года СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТИЛЭТИЛКЕТОНА

Изобретение относится к способу получения метилэтилкетона, который широко применяют в качестве растворителя перхлорвиниловых, нитроцеллюлозных лаков и клеев. Способ заключается во взаимодействии бутанола-2 с перекисью водорода, при 220-350oС и мольном соотношении реагентов (1,0-5,0) : 1 соответственно, при времени контактирования 3-8 c. Способ обеспечивает повышение выхода с 44 до 64% и снижение количества отходов. 2 з.п.ф-лы, 1 табл.

Формула изобретения RU 2 169 726 C1

1. Способ получения метилэтилкетона, включающий взаимодействие бутанола-2 с перекисью водорода, отличающийся тем, что процесс проводят при 220-350oС, предпочтительно при 250-280°С, при мольном соотношении бутанола-2 и перекиси (1,0-5,0):1, предпочтительно при (1,5-2,5):1, и при времени контактирования реагентов в реакторе 2-12 с, предпочтительно 3-8 c. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что исходные реагенты предварительно смешивают и в виде раствора подают в реактор одним материальным потоком. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что перекись водорода используют в виде водного раствора с концентрацией 30-50 мас.%.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2001 года RU2169726C1

Способ получения метилэтилкетона 1982
  • Нагиев Тофик Муртуза Оглы
  • Зульфугарова Саадет Зульфугар
  • Тагиева Шамсия Аюб Кызы
SU1074858A1
Способ получения метилэтилкетона 1974
  • Пнева Екатерина Яковлевна
  • Селютина Людмила Павловна
  • Андрианова Нина Анатольевна
  • Крохмалюк Анатолий Ефимович
  • Сисин Михаил Федорович
  • Леонтьев Александр Семенович
  • Юдаев Александр Иванович
SU697494A1
DE 1965186 A, 15.02.1979
US 4754073 A, 28.06.1988.

RU 2 169 726 C1

Авторы

Торубаров А.И.

Каабак Л.В.

Худенко А.В.

Степанов Ю.Н.

Баранов Ю.И.

Мамаев А.П.

Епифанова О.А.

Степнова Н.П.

Даты

2001-06-27Публикация

1999-10-28Подача