СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 2,4,4-ТРИМЕТИЛПЕНТЕНА-1 Советский патент 1972 года по МПК C07C11/00 C07C7/171 

Димеры изобутилена 2,4,4-триметилпентен-1 и 2,4,4-триметиЛ:Пентен-2 (особенно первый из них), представляют большой интерес для получения синтетических поверхностно-активных веществ, пластификаторов, антиокислителей и стабилизаторов.

Известен способ получения 2,4,4-триметилпентена-1 из изобутиленсодержащих фракций путем обра-ботки ее сер.ной кислотой с последующей димернзацией кислотного слоя, отстаиванием верхнего углеводородного слоя и выделением целевого продукта.

Недостатком такого способа является нпзкий выход 2,4,4-триметнлпентена-1 и невысокая его чистота.

С целью повышения выхода целевого продукта и степени его чистоты предложено при поглощении изобутилена из фракции €4 60%-ной H2SO4 степень насыщения строго поддерживать в пределах 0,8-0,9 моль i С4Н8 на 1 моль H2SO4. Полученную изобутилсерную кислоту дегазируют с целью освобождения от молекулярно растворенных, (химически несвязанных) углеводородов и поступает на димеризацию, проводимую при 95-100°С. После отстаивания полимеризата, верхний слой - полимерную фракцию - подвергают ректификации, в результате которой выделяется триметилпентен-1 (ТМП-1) с

небольшой примесью триметилпентеиа-2 (ТМП-2).

С помощью методов математической статистики изучено влияние температуры, времени контакта, давления и мольной степени насыщения иа выход целевого димсра изобутплена ТМП- в процессе иолпмеризацпи изобутилсериой кислоты (ИБСК).

На основании лриведенных экспериментов получено математическое описание нроцесса в виде линейного уравнения регрессии

YI 64,7-1,ЗХ,+8,6X2,

где YI - селективный выход ТМП-1;

Xi - время кот1такта (кодированное переменное) ;

Х2 - мольная степень насыщения (кодированная переменная).

Экспериментальные данные показали, что наибольшее влияние на выход целевого димера (ТМП-1) оказывает мольная стеиепь насыщения, которая строго поддерживаться иа уровпе 0,8-0,9 моль i C4H8 на

1 моль H2SO4.

При выбранных оптимальных условиях остальные изомеры диизобутилена получают в весьма незначительных количествах, что подтверждается хроматографическим анализом.

Повышенное содержание двух изомеров диизобутилена ТМП-1 и ТМП-2 и малое содержание других изомеров нозволяет выделить методом ректификации узкую фракцию (пределы выкипания 100-105°С) с содержанием суммы двух основных изомеров до 99,5 вес. %, а ТМП-1-до 95 вес. %.

Более чистый ТМП-1 с концентрацией не ниже 98 вес. % можно нолучить азеотронной ректификацией.

Способ выделения высококонцентрированного ТМП-1 в этом случае основан на образовании азеотронной смеси ТМП-1-вода (состава 80% ТМП-1 и 20% П20), кипящей при температуре 81°С, т. е. ниже, чем температура кипения азеотропов других изомеров диизобутилена с водой. Указанную азеотронную смесь отгоня от из полученной по выше описанной схеме на ректификационной колонне, ТМП-1 отделяют от воды отстоем и сушат. Продукт имеет при этом высокую степень чистоты: содержание ТМП-1 колеблется в нределах 98-99%.

Пример 1. ПБСК со стененью насыщения 0,9 моль на 1 моль П23О4 в количестве 4 кг подвергают дегазации под вакуумом (остаточное давление 500-600 мм рт. ст. при температуре 30-40°С). При температуре 100°С, давлении 4 атм и времени контакта 12 мин 3690 г ПБСК пропускают через реактор с мешалкой (n il410 об/мин), рабочий объем которого 6000 см. В отстойнике получают в нижнем слое 2950 г отработанной кислоты с удельным весом df 1,4870, не содержащей изобутилена и триметилкарбинола, и в верхнем органическом слое 711 г полимерной фракции.

Хроматографический анализ полимерной фракции (хроматографа Перкин-Эльмер), длина колонки 2 м, апьезон L, температура колонки 130°С, газ-носитель - гелий) показал содержание ТМП-1 80,46 вес. %, ТМП-2 1,03 вес. %.

Полимерную фракцию нейтрализуют 100 г 2%-пой NaOn, отстаивают, разделяют н осушивают хлористым кальцием.

623 г органического слоя подвергают ректификации па ректификационной колонке С ЧТГ- (число теоретических тарелок 60, высота 1250 мм, диаметр 30 мм).

Выход целевой фракции, отобранной при температуре верха 100-105,5°С составляет 442,7 г.

Состав этой фракции ТМП-1 98,37 вес. %, ТМП-2 1,03вес.%.

Общий выход целевого продукта 79,2% по отнощеиию к израсходованному изобутилену. Пример 2. ИБСК по степени насыщения 0,797 моль г С4П8 на 1 моль П23О4 из цеха производства чистого изобутилена в количестве 4 кг подвергают дегазации под вакуумом (остаточное давлеиие 500-600 мм рт. ст. при 30°С).

При температуре 100°С, давлении 2 атм и времени контакта 12 мин 3691 г ИБСК пропускают через реактор. В отстойнике получают в нижнем слое - 2983 г отработанной кислоты с удельным весом 1,493 и с остаточиой степенью насыщения 0,012 моль 1 С4П8 на 1 моль П23О4 и в органическом слое 736 г полимерной фракции.

Хроматографический анализ показал содержание ТМП-1 77,48 вес. %, ТМП-2 1,05 вес. %.

Полимерную фракцию нейтрализуют 100 г 2%-ной NaOn отстаиваЕОт, разделяют и осущцвают хлористым кальцием. 730 г органического слоя подвергают азеотропной ректификации на ректификационной колонне.

В качестве азеотропнообразующего компонента взята вода в соотношении 1 : 1 объем.

365 г полимеров и 250 г воды загружают в ректификационную колонку (высота 1250 мм, диаметр 30 мм с ЧТТ-60).

Пелевой фракции (81-82°С), содержащей 98,3 вес. % ТМП-1, получено в количестве 242,72 г, что составляет 66,5% от загрузки и 50,2% от использованного изобутилена.

Предмет изобретения

1. Способ получения 2,4,4-триметилпентена-1 путем обработки изобутиленсодержащей

фракции серной кислотой, димеризацией полученного раствора с последующей нейтралнзацией щелочью, отстаиванием и выделением целевого продукта, отличающийся тем, что, с целью повышения чистоты целевого

продукта, обработку фракции серной кислотой ведут до достижения степени насыщения ее пзобутнленом, равной 0,8-0,9, с последующей дегазацией полученного продукта, например, под вакуумом.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что выделепие целевого продукта осуществляют при ректификации в виде азеотропа с водой, кипящего при температуре 8ГС.