СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГЛИЦЕРИНА И ГЛИКОЛЕЙ Советский патент 1974 года по МПК C07C31/20 C07C31/22 

1

Изобретение относится к способу получения многоатомных спиртов, а именно глицерина и гликолей, которые находят разнообразное применение.

Известен способ получения глицерина и гликолей гидрогенолизом Сахаров в присутствии катализатора - никеля на кизельгуре и щелочных добавок при 200°С и давлении 30- 50 атм. Процесс ведут в условиях интенсивного перемешивания при значении критерия Рейнольдса 60 000. Недостатками такого способа являются большой расход сжатого водорода (до 10 объемов на 1 объем водного раствора Сахаров), а также сложность технологической схемы процесса. Смесь частично прореагировавших Сахаров, катализатора и избыточного водорода при температуре 200°С и давлении до 150 атм из каскада реакторов направляют в сепаратор высокого давления и в каплеотбойники. Отделившийся газ, содержащий непрореагировавший водород, охлаждают в теплообменниках высокого давлепия и направляют к компрессору. Сжатый газ снова нагревают до 200°С и возвращают в реактор (барботаж). Часть газа выводят из цикла, что позволяет добавить свежий водород. В случае недостаточной конверсии Сахаров последние вместе с катализатором возвращают из сепаратора в реактор посредством горячих насосов.

С целью устранения указанных недостатков по предлагаемому способу перемешивание ведут при зпачениях критерия Рейнольдса 100000-200000.

Процесс предпочтительно осуществляют при давлении 100-150 атм с предварительным нагреванием сырьевой суспензии в присутствии водорода до 150°С в условиях интенсивного перемешивания при зпачениях критерия Рейнольдса 100000-200000.

Сжатый водород желательно подавать в количестве 0,25-1,5 объема на 1 объем сырьевой суспензии в час.

Предложенный способ обладает рядом преимуществ. Внутренняя циркуляция реагирующих веществ исключает необходимость в перемешивании посредством барботажа, представляющего собой внешнюю циркуляцию водорода с помощью описанной выше сложной

системы, включающей циркуляционный компрессор. Подача водорода в реактор снижается с 10 до 0,25 объемов на 1 объем сырьевой суспензии, т. е. в 40 раз. Процесс осуществляют в аппарате, имеющем встроенные насос и сепаратор, которые позволяют выводить из реактора газ без захвата сырья. Это исключает операцию по возврату в реактор частично прореагировавших Сахаров и катализатора. Встроенные в реактор

теплообменники исключают возможность перегрева процесса гидрирования Сахаров, что не достигалось ранее известными способами.

Пример 1. В качестве реактора используют аппарат полезной емкостью 650 см, снабженный диффузором и винтовой мешалкой, скорость вращения которой 2800 об/мин. Перемешивающее устройство с герметическим приводом обеспечивает интенсивность перемешивания трехфазной системы раствор моносахаридов, катализатор - никель (50%) на кизельгуре и водород, соответствующую числу Рейиольдса более 100000. Реактор обогревается электропечью, которая обеспечивает температуру в нем 235°С.

В реактор дозировочным насосом при давлении 100 атм непрерывно подают со скоростью 2000 суспензию, содержащую 10%-ный раствор глюкозы с добавлением 2,5% Са(ОН)2, 2,5% РеСЦ-бНгО и 8% катализатора - иикеля на кизельгуре от веса глюкозы. Через другой штуцер в реактор подают компримированиый водород в количестве, необходимом для процесса гидрогенолиза глюкозы ( ), с минимальным избытком, соответствующим модулю 0,25 (500 при давлении реакции или 50 водорода при нормальном давлении). Количество избыточного водорода измеряют после газосепаратора при редуцировании его в атмосферу; рециркуляция таких малых количеств водорода не требуется.

Суспензию, выходящую из реактора, после охлаладепия и сепарации газа дросселируют, фильтруют от катализатора и анализируют. Гидрогенизат содержит (в % к сухим веществам) : высшие полиолы (сорбит, ксилит, эритрит) 23, глицерин 42, этиленгликоль 15, 1,2пропиленгликоль 15.

Пример 2. Водный раствор Сахаров, например, полученных из непищевого сырья (из древесных отходов) в смеси с суспендированным катализатором н водородом, добавленным в количестве 0,25 , подают в реактор-подогреватель, снабженный встроенными теплообменниками. Сырье быстро

(15 мин) иагревают от 20 до 150С, что приводит к частичному гидрогенолизу глюкозы без предварительного ее гидрирования в гекситы и без нежелательного распада сырья. 5 Образовавшуюся суспензию - пену направляют в реактор, обеспечивающий интенсивность перемешивания, соответствующую числу Рейнольдса 100000, при давлении до 150 атм и температуре до 250°С, где при времени контакта 30 мин глубина конверсии доводится до 70% и выще. Образовавшиеся газы - метан, окись углерода и водяные пары в смеси с непрореагировавшим водородом выводят из реактора с помощью встроенного сепаратора.

15 Полученный продукт направляют в реакторохладитель, где посредством встроенного теплообменника суспензию охлаждают от 250 до 40°С. Дальнейшую переработку продуктов гидрогенолиза ведут обычным способом.

Предмет изобретения

1. Способ получения глицерина и гликолей гидрогенолизом Сахаров в присутствии катализатора - никеля на кизельгуре, щелочных добавок и сокатализатора - солей металлов, в условиях интенсивного неремещивания, при повышенных температуре и давлении с последующим выделением целевых продуктов известными приемами, отличающийся тем, что, с целью упрощения технологии нроцесса, перемешивание ведут при значении критерия Рейнольдса 100000-200000.

2.Способ ио п. 1, отличающийся тем, 5 что процесс ведут при давлении 100-150 атм.

3.Способ по п. 1, отличающийся тем, что сырьевую суспензию предварительно иагревают в присутствии водорода до 150°С в условиях интенсивного перемешивания при

0 значении критерия Рейнольдса 100000- 200 000.

4.Способ по п. 1, отличающийся тем, что сжатый водород подают в количестве 0,25-1,5 объема на 1 объем сырьевой суспенS зии в час.