Способ получения низших алифатических спиртов Советский патент 1987 года по МПК C07C31/02 C07C29/10 

1 130

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения низших алифатических спиртов, широко применяемых в качестве сырья и растворителей в основном органическом и нефтехимическом синтезе.

Цель изобретения - повышение выхода целевых продуктов, достигаемая обработкой простого эфира водой в

3072

Согласно фиг. 2 отводимая через трубопровод 6 органическая фаза охлаждается в теплообменнике 7 и затем подается в экстрактор 8, где при более низкой температуре (при 100°С) путем промывки, подаваемой через трубопровод 9 водой отделяют еще содер- жапщйся в рециркулируемом потоке спирт. Освобожденный от спирта поток

жидкой фазе при их мольном соотноше- 0 затем через трубопровод 10 снова нагний 1:(1,37-6,49) при температуре 110-180°С и давлении 15-100 атм в присутствии ионообменной смолы суль- фокислотного типа в качестве кислого катализатора.

На фиг. 1 и 2 показаны схемы осуществления предлагаемого способа.

Согласно фиг, 1 через трубопровод 1 непрерывно подают простой эфир, а через трубопровод 2 - воду. Указанные компоненты через трубопровод 3 вместе подают в реактор 4. В результате жидкофазной реакции при 155- 180 С и 15-100 бар в присутствии кислого катализатора простой эфир гидро- лизуется. Образовавшиеся при этом спирт и исходный эфир с водой распре- делдются по двум несмешивающимся жидким фазам: спирт - вода и простой эфир - спирт. При этом спирт значительно лучше растворяется в водной фазе, чем простой эфир. Таким образом, после разделения фаз через трубопровод 5 наряду с небольшим количеством простого эфира с избытком воды можно отводить продукт, из которого спирт выделяют путем перегонки.

ревают и рециркулируют в реактор расщепления. Через трубопровод 11 отводят водный спирт.

Способ иллюстрируется следующими

5 примерами (все процентные данные даны в мас.%).

Пример 1. В реактор (фиг.1) с диаметром в свету 26 мм и длиной 5 м, наполненный 2,5 л сильнокислого

0 ионита Амберлит 252 (сульфированного сополимера стирола и дивинилбен- зола) в качестве катализатора, ежечасно подают 254 г (2,5 моль) простого диизопропилового эфира и 2225 г (123,5 моль) деминерализованной воды. С учетом указанных peкиpкyлиpye ftJx количеств молярное соотношение эфира и воды составляет 1:1,37,

О

Реакцию проводят при 155 С под 30 давлением 50 атм. При этом получают ежечасно 23 л (17365 г/ч) образовавшейся в реакторе верхней органической фазы, состоящей из 72% (122,4 моль) непрореагировавшего 35 простого Э(мра, 20% изопропилового спирта, 5% (48,2 моль) воды и 3% пропилена, которую рециркулируют вместе с исходным простым э(4иром в куб реактора, а также 2455 г водной жидкой фазы, состоящей из 88% воды, 11,0% изопропилового спирта и 1% диизопропилового эфира. На литр катализатора в час образуются 108 г (1,8 моль) изопропипового спирта. Образование

Реакцию проводят при 155 С под 30 давлением 50 атм. При этом получают ежечасно 23 л (17365 г/ч) образовавшейся в реакторе верхней органической фазы, состоящей из 72% (122,4 моль) непрореагировавшего 35 простого Э(мра, 20% изопропилового спирта, 5% (48,2 моль) воды и 3% пропилена, которую рециркулируют вместе с исходным простым э(4иром в куб реактора, а также 2455 г водной жидкой фазы, состоящей из 88% воды, 11,0% изопропилового спирта и 1% диизопропилового эфира. На литр катализатора в час образуются 108 г (1,8 моль) изопропипового спирта. Образование

Непрореагировавший простой эфир и 40 возможное небольшое количество олефи- нов, которое отделяют в виде верхней фазы у головы колонны, без промежуточной обработки фециркулируют через трубопровод 6 в реактор 4. Для дости-45 газовой фазы не наблюдается, жения высокой степени расщепления простого эфира (90%) и для достижения хорошего перемешивания обеих фаз легкую фазу (простой эфир - спирт).

Таким образом, выход изопропилового спирта составляет 90,4% в пересчете на исходный диизопропиловый отделяюшуюся в верхней части реакто- 50 , ра, подают в количестве 3-23 л/ч вПример 2, Повторяют пример

куб реактора. Это приводит (без учета 1 с той разницей, что процесс прово- отводимого с образовавшейся водой простого э4ира, который после перегонки также можно рециркулировать на 55 реакгщю) к высокой конверсии исходного простого эфира до спирта, так как рециркулируеьяле олефины также гидро- лизуются до спирта в условиях реакции.

дят при давлении 25 атм и 15 атм. При этом получают те же результаты, что и в примере 1,

Пример 3, Повторяют пример 1 с той разницей, что реакцию проводят в устройстве согласно фиг, 2 и верхнюю органическую фазу (23 л/ч

072

Согласно фиг. 2 отводимая через трубопровод 6 органическая фаза охлаждается в теплообменнике 7 и затем подается в экстрактор 8, где при более низкой температуре (при 100°С) путем промывки, подаваемой через трубопровод 9 водой отделяют еще содер- жапщйся в рециркулируемом потоке спирт. Освобожденный от спирта поток

затем через трубопровод 10 снова нагревают и рециркулируют в реактор расщепления. Через трубопровод 11 отводят водный спирт.

Способ иллюстрируется следующими

5 примерами (все процентные данные даны в мас.%).

Пример 1. В реактор (фиг.1) с диаметром в свету 26 мм и длиной 5 м, наполненный 2,5 л сильнокислого

0 ионита Амберлит 252 (сульфированного сополимера стирола и дивинилбен- зола) в качестве катализатора, ежечасно подают 254 г (2,5 моль) простого диизопропилового эфира и 2225 г (123,5 моль) деминерализованной воды. С учетом указанных peкиpкyлиpye ftJx количеств молярное соотношение эфира и воды составляет 1:1,37,

О

Реакцию проводят при 155 С под 0 давлением 50 атм. При этом получают ежечасно 23 л (17365 г/ч) образовавшейся в реакторе верхней органической фазы, состоящей из 72% (122,4 моль) непрореагировавшего 5 простого Э(мра, 20% изопропилового спирта, 5% (48,2 моль) воды и 3% пропилена, которую рециркулируют вместе с исходным простым э(4иром в куб реактора, а также 2455 г водной жидкой фазы, состоящей из 88% воды, 11,0% изопропилового спирта и 1% диизопропилового эфира. На литр катализатора в час образуются 108 г (1,8 моль) изопропипового спирта. Образование

0 5 газовой фазы не наблюдается,

1 с той разницей, что процесс прово-

дят при давлении 25 атм и 15 атм. При этом получают те же результаты, что и в примере 1,

Пример 3, Повторяют пример 1 с той разницей, что реакцию проводят в устройстве согласно фиг, 2 и верхнюю органическую фазу (23 л/ч

-17365 г/ч состава: 79% диизопропи- лового эфира, 14,5% изопропилового спирта, 4% воды и 2,5% пропилена) после охлаждения до 100°С подают на экстракцию изопропилового спирта во- дои, подаваемой в количестве 2058 г/ч При этом на реакцию подают 450 г/ч (4,4 моль) простого эфира и 3292 г/ч (182,7 моль) воды. С учетом указанных рециркулируемых количеств моляр- ное соотношение эфира и воды составляет 1 : 1 ,59.

При этом со стадии экстракции отводят 2361 г/ч водной фазы, состоя- щей из 87,2% воды, 11,9% изопропилового спирта и 0,9% простого изопропилового эфира, а также 17062 г/ч рециркулируемой на реакцию эфирной фазы, состоящей из 80,3% (134,1 моль) динзопропилового эфира. 13,1% изопропилового спирта, 4% (37,9 моль) воды и 2,6% пропилена.

Кроме того, из реактора отводят 3440 г/ч водной жидкой фазы, состоя- щей из 93,6% воды, 5,9% изопропилового спирта и 0,5% простого эфира.

На литр катализатора в час получают всего 194 г (3,2 моль) изопропилового эфира.

Таким образом, выход изопропилового спирта составляет 91,2% в пересчете на исходный простой эфир.

Пример 4. Повторяют пример 1 с той разницей, что 600 г/ч (6,8 моль) метил-трет-бутилового эфира подвергают взаимодействию с 3100 г/ч (172 моль) деминерализованной воды при 110°С и давлении 50 атм. Кроме того, в ку€ рактора вместе с исходным эфиром подают еще 23 л/ч (18200 г/ч) получаемой в верхней части реактора органической фазы, состоящей из 46% трет-бутилового спирта, 24% (49,6 моль) непрореагировавшего эфира, 18% (181,8 моль) воды, 5% ме- тилового спирта и 7% изобутена. Таким образом, молярное соотношение эфира и воды составляет 1:6,27, Из реакто- ра отводят 3700 г/ч жидкой водной фазы, состоящей из 80,8% воды, 12,5% трет-бутилового спирта, 5,4% метанола и 1,3% метнл-трет-булилового эфира.

На литр катализатора получают ежечасно 185,2 г (2,5 моль) трет-бутилового спирта. Образования газовой фазы не наблюдается.

Таким образом, выход трет-бутилового спирта составляет 92-% в пересчете на исходный простой эфир.

Пример 5. Повторяют пример 1 с той разницей, что реакцию проводят при давлении 100 атм, причем на реакцию рециркулируют 3 л/ч (2265 г/ч органической фазы, состоящей из 78,5 (17,4 моль) диизопропилового эфира, 15% изопропилового.спирта, 4,5% (5,66 моль) воды и 2,0% пропана. При этом молярное соотношение эфира и воды составляет 1:6,49.

Из реактора отводят 2445 г/ч жидкой водной фазы, состоящей из 88,5% воды, 7,5% изопропилового спирта и 4,0% диизопропилового эфира. На литр катализатора в час образуется 1,2 мол изопропилового спирта.

Таким образом, выход изопропилового спирта составляет 61,6% в пересчете на исходный эфир.

Пример 6. Повторяют пример 1 с той разницей, что реакцию проводят при 180 С, подаче изопропилового эфира в количестве 450 г/ч (4,4 моль) и рециркуляции органической фазы, состоящей из 62% (105,4 моль) диизопропилового эфира, 28,5% изопропилового спирта, 6% (57,8 моль) воды и 3,5% пропилена. При этом молярное соотношение эфира и воды составляет 1:1,65, Из реактора отводят 2650 г/ч жидкой фазы, состоящей из 80,3% воды, 15,0 изопропилового спирта и 4,2% диизопропилового эфира.

Таким образом, выход изопропилового спирта составляет 75,1%, в пересчете на исходный диизопропиловый э(ир. На литр катализатора в час образуется 2,65 моль изопропилового спирта.

Пример 7. Повторяют пример 1 с той разницей, что свежую воду подают на реакцию в количестве 4500 г/ч (249,7 моль), а рециркули- руемая на реакцию органическая фаза состоит из 83% (141,1 моль) диизопропилового эфира, 12% изопропилового спирта, 3,0% (28,9 моль) воды и 2,0% пропилена. При этом молярное соотношение эфира и воды составляет 1:1,94. Из реактора отводят 4754 г/ч жидкой фазы, состоящей из 93,7% воды, 6,2% изопропилового спирта и 0,1% диизопропилового .

Таким образом, выход изопропнло- вого эфира составляет 98,6% в пересчете на исходный эфир.

На литр катализатора в час образуется 1,97 моль спирта.

Предлагаемый способ позволяет повысить выход низших спиртов до 61- 98% против 25% в известном.

Формула изобретения

1. Способ получения низших алифатических спиртов, включающий обработку простого Лбрмулы

R - О - F,,

где R и RJ - низший алкил, в присутствии кислого катализатора при повышенной температуре и под дав- лением с последуюш см вьщелением целевого продукта, отличающий- с я тем, что, с целью повьш1ения выхода целевого продукта, простой эфир подвергают обработке водой в жидкой фазе при их молярном отношении 1: :(1,37-6,49) при температуре 110- 180 С и давлении 15-100 атм в присутствии ионообменной смолы сульфокис- лотного типа в качестве кислого катализатора с получением органической фазы, содержащей спирт и непрореагировавший простой эфир, которую подвергают рециркуляции, и водной фазы, содержащей спирт, из которой выделяют целевой продукт.

2. Способ по п. 1, отличающий с я тем, ЧТО рециркулируе- мую органическую фазу подвергают экстракции водой.

Vus.J

Tf

Фи, i

Изобретение касается алифатических спиртов, в частности низших алифатических спиртов I, которые широко применяются в качестве сырья и растворителей в основном органическом и нефтехимическом синтезах. Повышение выхода целевого продукта достигается использованием другого катализатора и воды для обработки. Процесс ведут обработкой простого эфира формулы RI-O-R, где R и - низший алкил, водой при их молярном соотношении 1:(1,37-6,49), 110-180 с и давлении 15-100 атм в присутствии ионообменной смолы сульфокислотного типа. Полученную органическую фазу, содержащую спирт и непрореагировав- ший простой эфир, подвергают рециркуляции , а из водной фазы выделяют I ректификацией. Рециркулируемую органическую фазу предпочтительно экстрагируют водой. Выход I 69-98% против 25%. 1 з.п. формулы. 2 нп. § СП о оо о с/1

Редактор М. Недолуженко

Составитель И. Кипитанова

Техред В.Кадар Корректор А. Зимокосов

Заказ 1163/58Тираж 372

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. А/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Подписное