СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 2-ЭТИЛГЕКСИЛНИТРАТА НЕПРЕРЫВНЫМ МЕТОДОМ Российский патент 2005 года по МПК C07C203/04 

Изобретение относится к органической химии, конкретно к способу получения 2-этилгексилнитрата формулы:

2-этилгексилнитрат относится к промоторам воспламенения моторных топлив, предназначенных для улучшения воспламенения дизельных топлив в камере сгорания. Промоторы воспламенения повышают цетановое число моторных топлив.

Известен способ получения 2-этилгексилнитрата по реакции с HNO₃ и H₂SO₄ в инертном растворителе. Так, изооктанол и СН₂Cl₂ обрабатывали 98% H₂SO₄ и 98% HNO₃ при 0-5°С, добавляли воду, продукт находился в органическом слое, промывали водой, получили изооктанол нитрат с выходом 100%. (Патент AECI Ltd., Южная Африка, Eur. Pat. №129995, 1985.01.02.)

Недостатком этого способа является необходимость удаления растворителя из целевого продукта, его регенерация, а также необходимость использования низких температур 0-5°С при проведении процесса нитрования.

Наиболее близким по совокупности существующих признаков к заявленному является способ нитрования 2-этилгексанола смесью серной и азотной кислот с такими стабилизаторами, как мочевина и аммиачная селитра. Реакцию проводили в каскаде из 3 емкостных аппаратов при 30-80°С, используя смесь кислот состава (мас.%): HNO₃ - 48%, Н₂SO₄ - 26%, H₂O - 26%. Получили продукт с выходом 98,5%, с содержанием основного вещества 99,0%. (Gao, Hinghun; Wu Jimin; Vue Xiuying; и др. Патент CN 1023558C Qilu Petrochemical Co., КНР.)

Недостатком данного способа является высокое время пребывания реакционной массы в аппаратах, применение стабилизирующих добавок в кислотную смесь, высокая металлоемкость аппаратурно-технологической схемы.

Предлагаемым изобретением решается задача по устранению вышеизложенных недостатков, созданию такого процесса получения 2-этилгексилнитрата, который бы использовался в производстве, то есть был технологичным, безопасным, имел доступную сырьевую базу.

Для достижения такого технического результата нитрование 2-этилгексанола проводят кислотной смесью состава (мас.%): HNO₃ - 10-25; Н₂SO₄ - 60-75; окислы азота - 0,001-0,1; приготовленной из 20%-го олеума и 52%-ной азотной кислоты без добавления стабилизирующих добавок в реакторе идеального вытеснения со временем пребывания 2-5 мин, температурой 15-40°С и модулем (объемным) кислотная смесь/2-этилгексанол: 1,6/1-2,3/1.

Данное изобретение иллюстрируется следующим примером конкретного выполнения: кислотную смесь, приготовленную из 20%-го олеума и 52%-ной азотной кислоты, состава:

Н₂SO₄64-70%HNO₃18-20%Н₂O17,99-9,9%Окислы азота0,01-0,1%

непрерывно насосом-дозатором подают на тарельчатый нитратор с частотой вращения тарели от 1500 об/мин до 3000 об/мин. Использование олеума позволяет иметь в кислотной смеси окислы азота не более 0,1% за счет связывания окислов азота свободным SO₃ в процессе приготовления кислотной смеси. Туда же насосом-дозатором подается 2-этилгексанол в соотношении к кислотной смеси 1/1,6-1/2,3 по объему. Соотношение 2-этилгексанола и кислотной смеси ниже 1/1,6 приводит к снижению степени конверсии, повышение соотношения более 1/2,3 приводит к перерасходу кислотной смеси.

С тарельчатого нитратора через заборную трубку реакционная масса поступает во внутритрубное пространство кожухотрубного теплообменника, где температура поддерживается за счет охлаждения водой в пределах 15-40°С. Снижение температуры менее 15°С не позволяет достичь необходимой степени конверсии 2-этилгексанола. Повышение температуры выше 40°С приводит к снижению выхода. Объем внутритрубного пространства должен обеспечивать время пребывания реакционной массы в пределах 2-5 мин. Снижение времени пребывания реакционной массы менее 2 мин приводит к снижению конверсии 2-этилгексанола ниже 99%, что отрицательно сказывается на стабильности реакционной массы.

Увеличение времени пребывания более 5 мин приводит к снижению выхода и качества конечного 2-этилгексилнитрата. Из теплообменника реакционная масса поступает в отстойную колонну, где происходит разделение отработанной кислоты от 2-этилгексилнитрата. Из отстойной колонны 2-этилгексилнитрат непрерывно поступает на промывку и сушку.

Выход 2-этилгексилнитрата составляет 99,5%.

Содержание основного вещества не менее 99,5%, содержание 2-этилгексанола не более 0,5%.

Предложен способ получения 2-этилгексилнитрата непрерывным методом путем взаимодействия 2-этилгексанола с серно-азотными кислотными смесями состава (мас.%): H₂SO₄ - 60-45; HNO₃ - 10-25; окислы азота - 0,0001-0,1; вода - остальное до 100, готовят из 20% олеума и 52% азотной кислоты; нитрование проводят в реакторе идеального вытеснения при температуре 15-40°С, времени пребывания 2-5 мин и модуле (объемном) кислотная смесь/2-этилгексанол: 1,6/1-2,3/1 с последующим выделением целевого продукта на центрифуге. Технический результат: увеличение выхода основного вещества, снижение времени пребывания реакционной массы, доступность сырья.

Способ получения 2-этилгексилнитрата путем нитрования смесью серной и азотной кислот, отличающийся тем, что кислотную смесь состава, мас.%: H₂SO₄ - 60-45; HNO₃ - 10-25; окислы азота - 0,0001-0,1; вода - остальное до 100, готовят из 20% олеума и 52% азотной кислоты, нитрование проводят в реакторе идеального вытеснения при температуре 15-40°С, времени пребывания 2-5 мин и модуле (объемном) кислотная смесь/2-этилгексанол: 1,6/1-2,3/1.