Способ совместного получения изопрена и метилдигидропирана Советский патент 1985 года по МПК C07C11/18 C07D309/04 C07C1/20 

Изобретение относится к нефтехимической технологии, а именно к способу совместного получения изопрена и метилдигидропирана путем расщепления циклических эфиров на кальцийфосфатсодержащих катализаторах, и может найти применение в промышленности сиКтетического каучука,.

Метилдигидропиран можно использовать также в качестве растворителя.

Известны способы получения изопрена расщеплением 4,4-диметил-1 3-диоксана (ДМД) на твердых катализаторах в присутствии водяного пара при повышенных температурах, например при 225-350 С. В зависимости от эффективности катализатора и условий его эксплуатации, конверсия ДМД колеблется в интервале 17,1-90,2% а выход изопрена на разложенный ДМД 11,0-99,0% .

Процесс протекает с образованием в качестве побочных продуктов пиранов: метилдигидропирана (МДГП) и метилентетрагидропирана (ЖГП). В зависимости от эффективности катализатора и условий его эксплуатации, выход последних может достигать порядка 10 вес.%.

Образующийся в процессе расщепления ДМД МДГП может быть превращен в изопрен путем пиролиза на инертной насадке 2 .

Известен спосо.б получения изопрена путем контактирования метилентетрагидропирана с морденитом в водородной форме в -присутствии водяного napa при 350-470°С з .

В процессе s незначи ельном количестве образуется МДПГ, так как изомеризация МТГП в МДГП на указанном катализаторе происходит в незначительной степени.

Для реализации указанного способа необходим монтаж дополнительной установки, что в целом усложняет технологию процесса получения, изопрена.

Кроме того, применяемый катализатор не обладает удовлетворительной стабильностью и достаточно быстро, приблизительно через 10 ч, дезактивируется. Поэтому в промьппленности МТГП квалифицировано не используется До настоящего времени ОТГП сжигается вместе с отходами и лишь частично

используется в качестве ингибитора коррозии.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ совместного получения изопрена и метилдигидропирана путем расщепления 4,4-диметил-1,3-диоксана на кальцийфосфатсодержащих катализаторах, например, на промышленном катализаторе КДВ-15, при повьщ1енной температуре, предпочтительно при 370-390 С, в при.сутствии водяного, пара L4J .

Процесс расщепления проводят при разбавлении ДМД водяным паром 1:2 по весу, объемной скорости подачи ДМД около 1,2 ч . Выход изопрена на пропущенный ДМД в этих условиях составляет 42,8-45,0 вес.,, а на разложенный 47,0-51 вес.%. Продукты расщепления содержат до 1,6 вес.% метилдигидропирана.

Цель изобретения - повьшение выхода целевых продуктов.

Поставленная цель достигается тем что согласно способу совместного получения изопрена и метилдигидропирана, расщепление 4,4-диметш1-1,3-диоксана на кальцийфосфатсодержащих катализаторах при повьппенной температуре, предпочтительно 240-400 С, в присутствии водяного пара проводят при добавлении к 4,4-диметш1-1,3-диосану 0,2-3,0 мас.% метилентетрагидропирана.

Пример 1. На 24 см кальцийборфосфатного катализатора КБФ-76, содержащего, вес.%: СаО 50,84; 43,Т1; СГ.О,16; , 0,025; вода остальное, осуществляют разложение ДМД в атмосфере водяного пара при 240 С с регенерациями (выжиг кокса) после каждого цикла контактирования. Объемная скорость подачи сырья 1,0 ч , воды 2,0 ч , давление атмосферное, продолжительность цикЛа контактирования 2ч.

На основе аналитических данных рассчитывают содержание полученных продуктов в контактном газе. Результаты испытаний приведены в таблице. .Конверсия ДМД составляет 45,20%, содержание изопрена 24,54 вес.%, кокса 0,15 вес.%.

Пример 2. Процесс совместного расщепления и МТГП -проводят на том же катализаторе и в тех же условиях, что и в примере 1, за исключением того, что в качестве сы- рья для получения изопрена использу ют смесь, состоящую из 99,8 вес.% дащ и 0,2 вес.% МТГЛ. Результаты испытаний приведены в таблице. Конверсия ДМД при этом составляет 45,4 содержание, вес.%: МДГП 4,365 МТГП 0,66; изопрен 24,60, изобутилен 1,8 кокс 0,16. Пример 3. Процесс совместного расщепления ДИД и МТГП проводя на том же катализаторе и в тех же условиях, что и в примере 1, за исключением того, что температура про цесса составляет 400 С, а объемная скорость подачи сырья 4,0ч Результаты испытаний приведены в таблице. Конверсия ДМД при этом составляет 96,9%, содержание, вес.%: изобутилен. 3,94, изопрен 49.,86; МДНГ 1, 0,32; кокс 0,76. Пример 4. Процесс совместного расщепления МДМ и ШШ проводя на том же катализаторе и в тех же условиях, что и в примере 3, за исключением того, что в качестве сырь используют смесь, состоящую из 97,0 вес.% ДМД и 3,0 вес.% МТГП. Результаты испытаний приведены в таблице. Конверсия ДМД при этом составляет 97,0, содержание, вес.%: изобутилен 3,92;.изопрен 50,0; МДГП 4,05; МТГП 0,38, кокс 0,74. Пример 5. Процесс совместного расщепления ДМД и МТГП проводя в тех же условиях что и в примере за исключением того, что в качестве катализатора используют контакт, со держащий, вес.%: СаО 49,58; 46,43; ,25, вода остальное, (КФ-70) и температура контактировавния составляет З20с. Результаты ис пытаний приведены в таблице. Конвер сия ДМД при этом составляет 93,6%, содержание, вес.%: озопрен 48,03 изобутилен 3,75; ЬЩГП 1,55; МТГП. 0,36; кокс 0,42. Пример 6. Процесс совместного расщепления ДМД и МДГП проводя 574 . на том же катализаторе и в тех же условиях, что и в примере 5, за исключением того, что в качестве сырья используют смесь, состоящую из 98,5 вес.% ДВД и 1,5 вес.% МТГП. Результаты испытаний приведены в таблице. Конверсия ДМД при этом составляет 93,55%, содержание, вес.%: изопрен 48,10; изобутилен 3,71; ЬЩГП 2,70; МТГП О ,46-, кокс 0,43. Пример 7. На 24 см кальцийборфосфатного катализатора КБФ-76, содержащего, вес.%: СаО 50,84,- 43,1 Г, СГО,16, 8,,025, вода остальное, осуществляют расщепление МДГП в атмосфере водяного пара при 280 С. Объемная скорость подачи НДГП 1,0 ч, воды 2,0 , давление атмосферное, продолжительность цикла контактирования 2ч. На основе аналитических данных рассчитывают содержание полученных продуктов в контактном газе. Конверсия МДГП составляет 11,5%, соде ржание изопрена 2,4 вес.%, кокса 1,07 вес.%. . Пример 8. Процесс проводят на том же катализаторе и в тех же условиях, как в примере 7, за исключением того, что в качестве сырья используют МТГП. Конверсия МТГП сог ставляет 15,3 вес.%, содержание МДГП 0,76 вес.%, изопрена 0,70 вес.%, кокса 1,07 вес.%. Приведенные примеры 7 и 8 показывают, что при расщеплении чистых МДГП и МТГП в условиях проведения процесса конверсия последних незначительна и процесс протекает с образованием значительного количества кокса. Таким образом, предлагаемый .способ позволяет квалифицированно Hcnonb- зовать побочный продукт процесса МТГП, увеличить выход МДГП, который в дальнейшем может быть превращен в изо прен известньм методом (2), и, следовательно, в конечном итоге повысить выход изопрена. КБФ-76 Катализатор Состав сьфья, ДМД 100 ДМД 99,8 ДМД 100 вес,% МТГП 0,2 240

240 1,0

1,0

45,40

45,20

400

320

320

4,0

1,0

1,0

96,90 97,00 93,60 93,55 ДМД 97,0 ДЬЩ 100 ДМД 98,5 МТГП 3,0МТГП 1,5

1. СПОСОБ СОВМЕСТНОГО ПОЛУЧЕНИЯ ИЗОПРЕНА И МЕТИЛДИГИДРОПИРАНА путем расщепления 4,4-диметил-1,3.-диоксана на кальцийфосфатсодержащих катализаторах при повышенной температуре в присутствии водяного пара, отличающийся тем, что, с целью увеличения выхода целевых продуктов, расщепление проводят при добавлении к 4,4-диметил-1,3-диоксану 0,2-3,0 мас.% метилентетрагидропирана. 2. Способ по п, 1, о т л и ч а ющ и и с я тем, что процесс проводят при 240-400 С. § 00 ро 01