СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НИТРИЛОВ НАФТЕНОВЫХ КИСЛОТ Советский патент 1970 года по МПК C07C255/46 C07C255/47 C07C253/22 

Изобретение относится к каталитическому способу получения нитрилов нафтеновых кислот, которые так же, как и высшие алифатические нитрилы, широко применяются в различных отраслях химической промышленности.

Известен одностадийный каталитический способ получения нафтеновых нитрилов из промышленной фракции нафтеновых кислот (дистиллята) на проточной пилотной установке. В качестве катализатора используют окись алюминия. Дистилляты нафтеновых кислот в заводских условиях получают из асидола разгонкой на колонке под вакуумом. В результате получают дистилляты нафтеновых кислот (до 52%) и около 47% гудрона, который содерлсит еше от 40 до 75-80% нафтеновых кислот. Оптимальными условиями процесса аммонолиза нафтеновых кислот являются: температура 350-370°С, объемная скорость подачи кислот 0,3 . Выход 94-97% от теории. Содержание амидов до 0,5%. Недостатком этого способа является то, что .предварительно очищенные дистилляцией нафтеновые -кислоты и аммиак подают сверху, а продукты реакции собираются снизу реактора. Таким образом, все стадии процесса аммонолиза протекают одновременно, на одном объеме катализатора. Наличие в зоне катализатора большого количестве различных

продуктов (кислот, их аммонийных солей, амидов, нитрилов и смолистых веществ, содержащихся в промышленных фракциях нафтеновых кислот) приводит к модифицированию катализатора, в результате которого возможно не только изменение величины активной поверхности, но и изменение ее качества. Это, в свою очередь, влияет на направление стадий процесса, препятствуя, видимо, стадии

дегидратации амйдов (с увеличением скорости подачи кислот содержание амидов в целом продукте возрастает). Нитрилы получают темлого цвета и продукт-сырец содержит всегда побочные продукты и требует дополнительной перегонки под .

По предлагаемому способу для увеличения чистоты целевого продукта, упрощения процесса и повышения его скорости процесс проводят при противоточной подаче аммиака и

нафтеновых кислот, причем подача последних производится на уровне 2/, (считая сверху) объема катализатора, заполняющего реакционную колонну, что позволяет отгонять образующийся нитрил из ее верхней части.

По предлагаемому способу при том же общем объеме катализатора создаются условия для разделения стадий дегидратации. На слое катализатора, расположенном ниже конца трубки, т. е. места выхода кислот (первая Дйя дегидратации аммонийных солей и образование амидов. Последние увлекаются током аммиака и, переходя в парообразное состояние, выводятся из первой зоны катализатора ВО вторую (верхний слой), представляющую собой свежий слой (не модифицированного) катализатора. Здесь происходит их полная дегидратация до нитрилов, т. е. вторая стадия дегидратации. Образовавшиеся нитрилы, в свою очередь, выводятся из реа:Кционной зоны (отгоняются). Таким образом, в иервой зоне катализатора вместо четырех продуктов находится, в основном, два продукта - кислоты и их аммонийные соли, а во второй зоне - только амиды и нитрилы. Кроме этого, все смолистые вещества также остаются в иервой зоне катализатора. Это повышает эффективность катализатора и позволяет при том же его объеме значительно увеличить скорость процесса аммонолиза (с 0,3 до 1 час) и чистоту целевого продукта. При помещении нижнего конца трубки выше, например, на Va часть аммонийных солей и амидов нафтеновых кислот пр,и увеличении скорости подачи нафтеновых кислот до 0,6 и выше не успевает дегидратироваться и отгоняется вместе с нитрилом. При помещении нижнего конца трубки ниже, например на 5/6/г, часть нафтеновых кислот не успевает дегидратироваться до аммонийных солей и амидов и скапливается в нижней части реактора, так как температура кипения нафтеновых кислот выше температуры кипения продуктов процесса аммонолиза. Кроме того, новая технологическая схема проведения аммонолиза позволяет, изменяя температуру от 200 до , получать отдельные фракции нитрилов с различным средним молекулярным весом. Этот способ дает возможность использовать в качестве исходного сырья для синтеза нафтеновых нитрилов непосредственно аоидол, исключая процесс выделения из него нафтеновых кислот, т. е. совместить процессы дистилляции и аммонолиза проведением их в одном реакторе, что значительно удещевляет и упрощает процесс, а также дает возможность более полного использования содержащихся ,в нем нафтеновых КИСЛОТ. Предлагаемый способ поясняется чертежом. В реактор 1, имеющий фарфоровую насадку 2 и зону, заполненную катализатором 3, по трубке 4 подаются нафтеновые кислоты, а снизу - аммиак. Образующийся нитрил отгоняется из верхней части реактора и, проходя через ХОЛОДИЛЬНИК 5, собирается в приемнике 6. Для упрощения процесса подогрев нафтеневых кислот проводят подачей их сверху через трубку, проходящую внутри реактора. Оптимальными условиями проведения процесса аммонолиза являются: температура 350-370°С, объемная скорость подачи исходного сырья 0,6-1 час-1, преимущественно 0,8-0,9 гас-1. Выход нитрилов 85-88% от веса асидола или 93-96% от теор.ии. Предлагаемый способ получения нафтеновых нитрилов был апробирован в лабораторных условиях. Пиже приводятся результаты этих исследований. Пример 1. Синтез нитрилов нафтеновых кислот из а-сидола (ллотность df 0,9813, кислотное число 230, средний молекулярный вес 244) проводят в реакторе (высота 600 мм, ширина 25 мм, диаметр трубки для подачи асидола Ьмм)Еа катализаторе AlgOs (250 c.w3). Сверху в реактор через трубку, нижний конец которой находится на расстоянии /з от входа в зону катализатора, подают асидол, а снизу - газообразный технический аммиак. Температуру в реакторе поддерживают в пределах 350-380°С. Объемная скорость подачи асидола 0,8-1 . Выход нитрила от веса асидола 85-88% (93-96 от теории), df 0,9170-0,9180, средний молекулярный вес 222-225, азота 6,2-6,4%. Полученные нитрилы имеют светлый цвет и не содержат амида и аммонийных солей нафтеновых кислот. Пример 2. Получение отдельных фракций нитрилов нафтеновых кислот с различным средним молекулярным весом. Температуру в реакторе изменяют от 230 до 380°С (через 25-30°С). Все остальные условия синтеза такие же, как в примере 1. В таблице приведены некоторые физикохимические свойства полученных фракций нитрилов. Свойства нитрилов в зависимости от температуры синтеза Из таблицы видно, что предлагаемая техологическая схема синтеза позволяет, измеяя температуру в реакторе, получать фракии нафтеновых нитрилов с различным средим молекулярным весом. Предмет изобретения

kaiaflHsaTOpa, отличающийся тем, что, с целью повышения степени чистоты целевого продукта, увеличения скорости и упрощения

процесса, последний осуществляют в противотоке с подачей нафтеновых кислот на уровне 2/3 объема катализатора.