Способ получения 3-метилпентена-2 Советский патент 1985 года по МПК C07C2/24 B01J23/04 C07C11/113 

ел

Изобретение относится к получе- нию гёксенов, в частности 3-метилпентена-2,

3-Метилпентен 2 является исходным сьфьем для синтеза изогексиловых спиртов - высокоселёктивных флотореагептов, которые используются при обогшценин свинцово-цинковых и медно-молибденовых руд.

Гил;роформилированием метилпе.нтенов производят .гептиловые спирты, на основе которых синтезируют, пластификаторы для поливинилхлорида. Инициированным или термическим разложением метилпентенов получают изо.прен, при деметанизации 3-метш1пентена-2 достигнут наивысший выход изопрена.

Известен способ получения метилпентенов содимеризации эт илена с бутеном на катализаторе, содержащем литий или натрий, нанесенный на соединение калия, например на карбонат .ши гидроокись при 40-100 С. Основным продуктом является 3-метр1лпентен-1, выход же З-метилпентена-2 очень мал - 0,1-2,2% 13Наиболее близким к предлагаемому является способ получения метилпен тенов, в том числе 3-метилпенте- на-2 путем содимеризации этилена и Н-бутилена на катализаторе, содержащем 0,2-20 мас,% -натрия на -уокиси алюминия при температуре 80-1 и давлении 35-140 атм 23.

Данных по выходу З-метилпентена-2 нет, однако экспериментальная провер ка показала, что целевой продукт образуется при температуре 100°С и дав лении 68 атм с селективностью 80%, при этом выход продукта в единицу времени на грамм натрия невысок 9,5 г/г Na.4 вследствие недостаточ.но высокой активности катализатора.

.Целью изобрёт.ения является повышение выхода целевого продукта в еди ницу времени на грамм натрия.

Поставленная цель достигается предлагаемым способом получения 3метилцентена-2 путем содимеризации

этилена; и н-бутилена при температуре 80-120С и давлении 60-120 атм в присутствии катализатора, содержащего натрий и гидроокись или карбонат калия на у-окиси алюминия при следующем соотношении компонентов,

мас.%:

Натрий

Гидроокись или карбонат калия

у-Окись алюминия

Добавка соединения калия позволяет повысить активность каталитической композиции, что приводит к повышению выхода целевого продукта в единицу времени на грамм натрия.

Катализатор готовят следующим образом.

f-Окись алюминия просушивают при 150-200 С. После охлаждения в окись алюминия вводят калийсодержащеесоединение KjCGj или КОН. количество вврдимой добавки.определяется из такого расчета, чтобы содержание соединения калия в готовом катализаторе находилось в пределах 10,914,2 мас.%. При понижении содержания соединения калия менее 10,9 мас. производительность катализатора падает. Повышение количества соединения калия -более 14,2 мас.% не приводит к заметному возрастанию производительности катализатора.

Получённьш носитель обезвоживается в прокалочном аппарате при. и остаточном давлении не более 10 мм рт.ст. в течение 3 ч. Эти .условия обеспечив,ают полное удаление влаги из носителя, после чего в аппарат подается очищенный азот и температура в нем снижается до 100150°С, затем вносится навеска.металлического натрия. При встряхивании аппарата или его вращении натрий распределяется на поверхности носителя. После охлаждения до комнатной температуры катализатор готов к употреблению.

Процесс содимеризахшиэтилена с н-бутиленами на этом катализаторе, проводят при температуре 80-120°С и

давлении 60-120 атм.

t. ..

Пример 1 . у-Окись алюминия марки А-1 высушивают при 150-200 С. После охлаждения окись алюминия обрабатывают водным раствором К СО,, а затем вновь высушивают, в стеклянном прокалочном аппарате при350 С и остаточном давлении ТО мм рт.ст. в течение 3ч, после чего в аппарат подают очищенный азот и вносят навеску металлического натрия. Смесь перемешивают встряхиванием и при этом натрий распределяется по поверхност носителя. Готовьп катализатор содер жит: 85,4 мае.% -Al О, , 2,2 мас.% металлического натрия и 12,4 мас.% KjCOj . Содимеризацию этилена с бутеномпроводят в автоклаве при 100 С, начальном давлении 64 атм в течение to ч. Полученные продукты содержат 85,6 мас.% гексенов и 14,4 мас.% октанов. Гексеновая фракция имеет следующий состав, мас.%: З-Метилпентен-2 (дис+транс) . - 90,6 З-Метилпентен-1 0,2 Гексен-2 ( транс)4,6 2-Этилбутен-1 4,6 Производительность катализатора 17,6 г З-метилпентена-2/г натрия в -час. Селективность по 3-метилпент ну-2 79,5%. ., Пример 2. Катализатор гото вят, как описано в примере 1. Полученный катализатор имеет следующий состав, мас.%: 83,1 мас.%; металлический натрий 2,7 и 14 Содимеризацию этилена бутеном 2 проводят при температуре 100°С и на чальном давлении 102 атм, в течение 10 ч. Полученный продуктсодержит 88,,1 мас.% гексенов и 11,9 мас.% октенов.; Гексеновая фракция содержит, мае. %:. 3-Метш1пентена-2 (цис+транс)88,3 3-Метилпентена-10,1 Гексен-2 (цис+ +транс)7,6 2-Этилбутена-14,0 Производительность катализатора 21,4 г З-метилпентена-2 на 1 г натр в час. Селективность по 3-метилпент trir-9 TJ оч ну-i /, о/о. пример 3. Катализатор гото вят, как описано в примере 1, тольк для обработки окиси апюминия исполь зуют водный раствор КОН. Полученный катализатор содержит: 85,7 мас.% AljOj, 3,4 мас.% металлического jнатрия и 10,9 мас.% КОН. Содимеризацию этилена с бутеном-2 проводят при температуре и начальном давлении 100 атм в течение 10 ч. Полученные продукты содержат 89 мас.% гексенов и 11% октенов. Гексеновая фракция содержит 88,1 мас.%. 3-метилпентена-2 (цис+транс) . Производительность катализатора 19,2 г . З-метилпентена-2/г натрия в час,- Селективность по З-метилпентену-2 78,4%. , Пример 4 .(для сравнения). Катализатор готовят аналогично примеру 1. Полученный катализатор имеет следующий состав, мас.%: AtjPj 90,3, металлический натрий 3,5 и Kj COj 6,2. Опыт проводят при температуре 100°С, начальном давлении 132 атм в течение 10 ч. Полученный продукт содержит 88,4 мас;% гексенов и 11,6 мас.% октенов. Концентрация З-метилпентена-2 (цис+транс) в гексеновой фракции составляет 88.1мас.%. Производительность катализатора 14 г гексенов/г натрия в час, селективность по З-метилпентену-2 78,0%. Пример 5 (для сравнения). Катализатор готовят,как описано в примере 1. Получен 1ый катализатор содержит, мас.%: 78; металлический натрий 3,4 и KjCOj 18,6. Опыт проводят при температуре 100°С и начальном давлении 118 атм в течение 10 ч. Полученный продукт содержит 86,8 мас.% гексенов и 13.2мас.% октенбв. Концентрация З-метилпентела-2 (цис+транс) в гексеновой фракции составляет 87,5 мас.%. Производительность катализатора 16,7 г гексенов/г натрия в час, селективность по 3-метилпбнт,ену-2 76,0%. Пример 6. Используют катализатор, приготовленный как описанс в примере 1; состав катализатора аналогичньй. Опыт проводят при 120°С, давлении 120 атм имольном соотношении этилен - бутен-2 1:1 в течение 10 .4. Полученные продукты содержа 96,9 мас.% гексенов и 3,1 мас.% октенов.. . Гексеновая фракция имеет следую-, щий состав, мас.%: З-Метилпентен-2 (цис+транс) 90,5 5 З-Метилпеитен-1 0,2 Гексен-2 (цис+транс) 6,7 2-Этилбутен-1 ,.2,6 Производительность катализатора 30,2 г 3 метклпент8на-2/г Ма«ч, Селективность по З-метилпентену-2 -87,5%. Пример 7. Используют катализатор, приготовленный, как описано в примере 1, Состав катализатора аналогичен. Опыт проводят при температуре 80 и давлении 60 атм при мольном отношении этилен:бутен - si в течение 10ч. Полученные продукты содержат. 91,8 мас.% гексенов и 8,2 мас.% октенов,. Состав гексеновой фракции аналогичен составу, приведенному в приме .ре 6. Производительность катализатора 10,8 г З-метштентена-2/г Na4. Селективность по 3-метш1пентену-2 от п7 оJ,UA. И р И мер 8. Катализатор гото вят, как описано в примере 1. Полученный катализатор имел аналогичный состав. Опыт проводят при температу ре и начальном давлении 65 ат в течение 10 ч. В качестве сырья ис ; пользуют этилен и бутен-1, взятые в мольном соотношении 1:1. Полученные продукты имеют состав аналогичный представленному в.прим ре 1 . 3 Производительность катализатора 17,8 г З-метилпентена-2/г Na-Ч. Селективность по З-метилпентену-2 79,5%. Пример 9(по прототипу). Содимеризацию этилена и бутвна-2 проводят при температуре , начальном давлении 68 атм в течение 10 ч при мольном соотношении этилен: бутен-2 1:1 в присутствии катализатора, содержащего 2,3 мас.% натрия на Г-окиси алюминия. Полученный продуктсодержит 91,1 мас.% гексенов и8,9 мас.% . . октенов. Гексеновая фракциясодержит, мас.%: 3-Метилпентен-2 (цис+транс) 88,0 З-Метилпентен-1 0,3 Гексен-2 (цис+транс)7,7 2-Этилбутен-1 4,0 Производительность катализатора 9,5 г гексенов/г Na-ч. Селективность по З-метилпентену-2 80%. . - . Представленные данные показывают, что предложенный способ позволяет значительно повысить выход целевого продукта в единицу времени на 1 г натрия, что приводит к сокращению расхода катализатора и времени на производство продукта.

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 3-МЕТИЛПЕНТЕНА-2 путем содимеризации этилена и н-бутилена в присутствии катализатора, содержащего натрий на jf-бкиси алюминия, при температуре 80-120С и давлении 60-120 атм о т личающийся тем, что, с целью повьппения выхода целевого продукта в единицу времени на грамм натрия, используют катализатор, дополнительно содержащий гидроокись или карбонат калия, при следующем соотношении компонентов катализатора, мас.%: Натрий2,2-3,4 Гидроокись или карбонат 10,9-14,2 калия у-окись алюДо 100 миния (Л