Способ получения метилизопропилкетона Советский патент 1983 года по МПК C07C49/04 C07C45/45 

Од

о Изобретение о- носится к усовер шенствованному способу получения метилизопропилкетона (МИПК), которы используется в качестве растворител и экстрагента органических продукто а также в дроизводстве изопрена. Известен способ получения МИПК окислением изопентана, а также деги ратацией 50-ГО% водного раствора ,2-метилбутан-2,3-диола ij и 2 . Недостатками указанных способов являются низкие выходы целевого про дукта, многостадийность (например в случае использования 2-метилбутадиола, который получают из окиси изопентена) и сложность технологии, включагацей использование перекисных соединений и кислотную дегидратацию Применение водного раствора серной кислоты в качестве де/идратирую щего агента ведет к образованию зна чительного количества сточных вод. Известен способ получения метил,изопропилкетона путем изомеризации ;3-метилбутаналя п- SSO-SOOC, скорое ти подачи сырья 0,л--, J ч , весовом разбавлении альдегида водяным паром в соотношении Is 1-1:4 над катализатором фтористый цинк (1016 вес.%)на носителе (селикагель, пемза). Конверсия альдегида составляет по кетону 83% pj . Недостатками этого способа являются невысокая конверсия и отнрси.тельно низкая селективность по целе вому продукту. Наиболее близким к изобретению является способ получения МИПК путем конденсации изомасляной кислоты с уксусной кислотой при 440с с пропусканием паров указанных соединени через смесь окиси алюминия, окиси тория, используемой в качестве ката лизатора. Выход МИПК составляет 70% 4J . Недостатками данного способа явля ются низкий выход целевого продукта и необходимость использования в качестве реагента избытка уксусной кислоты, которая в процессе реакции на 50% превращается в менее дефицитный ацетон. Целью изобретения является повышение выхода целевого продукта и расширение сырьевой базы. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения метилизопропилкетова путем конденсации изомасляной кислоты с органическим реагентом-при повышенной температуре в присутствии катализатора на основе окиси алюминия, в качестве ррганическфго реагента используют ацетон, а процесс проводят при 400410 С в присутствии в качестве катализатора окиси алюминия, содержащей 12-13 вес.% калия. /Катализатор указанного состава получают пропиткой окиси алюминия (предварительно прокаленной при ) 15-20%-ным раствором едкого кали. При этом используют равные бъемы окиси алюминия фракции 1-3 мм и пропитывающего раствора. Пропитку ведут при 20-25°С с последующей сушкой (, 2 ч) и прокалкой при 400°С в течение 4 ч. Реакцию осуществляют при пропускании смеси паров изомасляной кислоты и ацетона через катализатор при 400-440®С с объемной скоростью 0,5-0,6ч(по i жидкости). Лучшие результаты достигаются при использовании мольного соотношения изомасляная кислота: ацетон равном 1:6. Снижение температуры процесса ниже 400°С уменьшает активность катализатора и уменьшается выход МИПК. Увеличение температуры до 44ос способствует разложению образующейся уксусной кислоты на водород и метан, что также приводит к снижению выхода МИПК. Выбор величины объемной скорости (0,5-0,6 соответствует оптималн ному времени контакта реакционной смеси с катализатором. Уменьшение объемной скорости приводит к увеличению времени пребывания сырья на поверхности катализатора, что увеличивает скорость разложения образующейся уксусной кислоты, увеличение же скорости способствует проскоку сырья в продукт, что снижает выход МИПК. Оптимальным соотношением исходных компонентов является 1:6 (изомасляная кислота : ацетон). Это объясняется сильным блокирующим действием изомасляной кислоты на поверхности основного катализатора. Увеличение содержания ацетона снижает парциальную концентрацию кислоты. И в том и в другом случае снижается выход МИПК.. После контакта с катализатором пары катализата охлаждают и подвергают ректификации с целью выделения МИПК и непрореагировавших ацетона и изомасляной кислоты, которые используют в повторных операциях синтеза. Пример 1. Катализатор окись алюминия, содержащий калий (20 мл, содержащие К 13%), загружают в реактор (используют стеклянный реактор) с диаметром 24 мм. Поверх катализатора загружают 20 мл стеклянных шариков, на которых происходит испарение реакционной массы. Через слой катализатора при 400 с п|ропускают в час 10 мл реакционной смеси: изомасляной и ацетона в мольном отношении 1:6 и 4,3 г реакционной смеси. Получают 3,9 г к&тализата. Количество вьщелившегося

газа составляет 5% от веса подаваемого сырья.

Состав каталиэата (по данным ГЖХ), %:

Ацетон 71,41

МИПК19,01

Диизопропилкетон (продукт димеризации изомасляной кислоты)5,29

Изомасляная кислота 2,27 Конверсия изомасляной кислоты, % 9.0 Выход МИПК на прореагировавшую кислоту, %96 Выход МИПК на пропущенную кислоту, %86 Структура целевого продукта подтверждена физико-химическими методами (иск, ПМР-спектроскопия, элементный анализ и ГЖХ). МИПК выделяю обычными методами ректификации. Потери при выделении 5-6 отн.%.

Пример 2. Процесс проводят к.ак в примере 1,но при 410°С и объемной скорости подачи реагентов (по жидкости) 0,6 ч- .

Конверсия изомасляной . кислота,

Селективность по МИПК, %77

Выход на исходную изомасляную кислоту, %

74

П- р и м е р 3. Процесс осуществляют так же как в примере 1, но при .

Конверсия изомасляной

кислоты, %98

Селективность по

МИПК, %63

0

Выход на пропущенную

иэомаспяную кислоту,% 62

О,.

Пример 4. ПрЪцёссГ проводят как в примере 1, но при 440°С и с

5 Использованием катализатора, содержащего 9% ионов калия .(пропитка 15% Ьаствором КОН),

Конверсия изомасляной

кислоты, %93

Селективность по

0

МИПК, %.62

Выход на. лропущенную изомасляную

кислоту, %58

Способ позволяет наиболее квалифи5цированно использовать изомасляную кислоту, ресурсы которой увеличиваются ПО мере развития крупнотоннажного производства бутиловых спиртов оксосинтезом, и использовать вместо

0 уксусной кислоты в качестве реагента менее дефицитный ацетон.

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТИЛИЗОПРОПИЛКЕТОИА путем конденсации г изомасляной кислоты,с органическим реагентсмл при повышенной температуре в прнсутствии катализатора на основе окисн агаоминия, о т л и ч а ю ц и йс я тем, что, с целью увеличения выхода целевого продукта и расширения сырьевой базы,.в качестве органического |реагенТа используют ацетон, а процесс проводят при 400-41о С в присутствии катализатора окиси алюминия, содержащей вес.% калия.