СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЛЕВУЛИНОВОЙ КИСЛОТЫ Советский патент 1969 года по МПК C07C59/185 C07C51/00 

Изобретение относится к способу получения левулиновой кислоты, которая применяется в производстве пластических масс, пластификаторов и др.

Известный способ получения левулиновой кислоты путем гидролиза целлюлозы, разбавленной минеральной кислотой, при температуре 170-250°С не обеспечивает получения кислоты с хорошим выходом, а также не позволяет вести процесс по непрерывной схеме вследствие гетерогенности реакционной смеси. Основная трудность состоит в том, что целлюлоза в отличие or гексоз нерастворима в воде и разбавленных минеральных кислотах, поэтому она поступает на гидролиз в твердом виде. При этом гидролиз происходит на поверхности частиц целлюлозы, а выпадающие в осадок твердые гуминовые вещества обволакивают частицы целлюлозы и затрудняют доступ кислоты к .целлюлозе. Поэтому реакция проходит до конца с трудом, продолжительность процесса значительно увеличивается, растет количество твердого осадка в реакционной массе, усложняется и без того трудная операция разгрузки аппарата гидролиза. В результате выход -продукта заметно снижается, производительность установки уменьщается. Для уменьшения недостатков гетерогенного процесса необходимо тщательно измельчать целлюлозу, что требует применения специального

размольного оборудования, а также больших затрат энергии. Для облегчения размола сырья, по имеющимся литературным данным, необходимо техническую целлюлозу -предварительно сушить. Кроме того, сложна транспортировка твердого сырья и загрузка его в гидролизный аппарат, особенно в случае осуществления процесса по непрерывному методу под давлением.

Предложен способ получения левулиновой кислоты, отличающийся от известного тем, что целлюлозу предварительно растворяют на холоду в концентрированной минеральной кислоте, а затем реакционную смесь разбавляют

.водой. Это упрощает процесс, а также повышает выход продукта.

В холодном растворе целлюлозы в кислоте гидролиза не происходит. Раствор целлюлозы подают в реакционный аппарат, куда по отдельной коммуникации поступает вода в количестве, необходимом для получения оптимальной концентрации кислоты. За счет выделяющегося тепла гидратации кислоты и внешнего обогрева температура смеси резко повышается, что обеспечивает начало гидролиза, который также происходит с выделением тепла. Благодаря интенсивному саморазогреванию реакционной массы реакция протекает в гомогенных условиях во всем объеме аппарагексоз, с таким же количеством и составом побочных продуктов. Все это позволяет проводить выделение и очистку левулиновой кислоты ло упрощенной методике, применяемой при гидролизе сахара, на той же установке.

Техническая целлюлоза, поставляемая в виде хлопьев и крошки, не требует предварительной сушки и измельчения. Транспортировка раствора целлюлозы и подача его в реактор гидролиза не вызывает осложнений.

Пример. 100 г хлопьев технической целлюлозы с содержанием основного веш,ест.ва 95,6% помещают в стеклянный сосуд емкостью 1000 мл, куда на холоду приливают 600 м.л концентрированной соляной кислоты (уд. вес 1,2). Смесь перемешивают до полного растворения целлюлозы. Раствор переносят в эмалированный автоклав емкостью 3,5 л. Затем его разбавляют водой до объема 2,5 л. Автоклав герметизируют и нагревают паром. Температура в автоклаве в течение 5 мин повышается до 180-190°С. Смесь выдерживают при этой температуре 30 мин и затем охлаждают. Из полученной реакционной массы под небольшим вакуумом отгоняют водный раствор соляной и муравьиной кислот.

Сырую левулиновую кислоту отделяют от гуминовых веществ на яутч-фильтре, затем ее отгоняют под вакуумом 10-12 мм, рт. ст. и при температуре 130-135С.

Отогнанную левулиновую кислоту подвергают двукратной кристаллизации из расплава.

Получают 44 г кислоты с содержанием основного вещества 99,4%. Выход 68% от теории.

Предмет изобретения

Способ получения левулиновой кислоты путем гидролиза .целлюлозы, разбавленной минеральной кислотой, например соляной, при температуре 170-250°С с .последующим выделением .продукта известными .приемами, огличающийся тем, что, с целью упрощения процеоса и повышения выхода продукта, целлюлозу растворяют в концентрированной минеральной кислоте с по следующим разбавлением реакционной смеси водой.