Катализатор для дегидратации диолов Советский патент 1977 года по МПК B01J27/18 

(54) КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ДЕГИДРАТАЦИИ ДИОЛОВ

1

Изобретение относится к нефтехимическому синтезу, а именно к катализаторам для дегидратации диодов.

Известен катализатор для дегидратации ДИОЛОВ на основе металлических солей кислот фосфора. Однако известный катализатор обладает низкой селективностью дегидратации ДИОЛОВ .и недостаточно стабилен в работе.

Целью изобретения является повышение селективности катализатора и стабилизация его работы.

Указанная цель достигается тем, что предлагаемый катализатор содержит один из несколько пирофосфатов или смесь пирофосфатов с одним или несколькими нейтральными ортофосфатами лития, натрия, стронция и бария.

Пример 1. Получение двойного пирофосфата лития и натрия, имеющего

формулу Lij Not Р OT-, и его использование для дегидратации метил-2-бутандиола-2,3. 44,6 г декагидрата пирофосфата натрия растворяют в 10О см дистиллированной воды. Затем этот раствор вливают, размешивая, в 400 см горячего раствора соли

лития, содержащего 2,1 г лития. Осадок после охлаждения отфильтровывают. При использовании хлористой соли лития осадок промывают200 см 96%-ного спирта для удаления следов хлористого натрия. Осадок высушивают в течение 18 час при НО С, а затем прокаливают в течение

2 час при 5ОО°С.

Таким методом готовят четыре разновидности катализатора на основе хлористого, азотнокислого, уксуснокислого лития и гидроокиси лития.

Все четыре катализатора последовательно используют для опыта. Над 10 см® катализатора пропускают в течение 1 час с равномерным расходом 10 см жидкого метил-2-бутандиола -2,3 в струе азота, расход которого составляет 4,8 л/час. Такое разбавление соответствует парциальному давлению 1/3 атм для диола и 2/3 атм для азота. Дегидратацию осуществляют при 4ОО С. Полученные продукты исследуют, проводя хроматографию в паровой фазе.

Полученные при использовании различных катализаторов результаты приведены в табл. 1. Результаты показывают состав эфлюента, собранного между тридцатой и шестидесятой минутами отдельных опытов. Указаны послецовательно конверсия метил-2-бутандиола-2,3, выходы изопрена, метил-2-бутен -1 ола-2, метил-З-бутен-2-ола-1, триметилацетальдегида и мегилизоп пилкетона. Конверсия выражена количество молей на 100 моль использованного диола, выходы - количеством молей на 100 моль преобразованного диола. Оба олефиновых спирта можно рецирку- лировать и превращать дегидратацией в изопрен на том же -катализаторе с выходом, близким к 100%. На результаты характер исходной соли лития, использованно для получения пирофосфата, большого влияния не оказывает. П р и м е р 2. Приготовление пирофосфата бария и его использование для дегидратации метил-2-бутандиола -2,3. 100 см кипящего раствора 44,6 г дегидратированного пирофосфата натрия добавляют к 400 см горячего раствора, содержащего 52,2 газотнокислого бария. Раствор вьщерживают в течение нескольких часов, чего осадок отфильтровывают и высушивают в течение 16 час при 110 С Прокаливание осуществляют в течение 2 ча при 500°С. Этот катализатор используют для дегид ратации метил-2-бутандиола-2,3 в условиях, аналогичных описанным в примере 1. При этом получают эфлюент, средний соста которого в период между тридцатой и шест десятой минутами опыта приведен дальше. Конверсия диола 100%. Выход, %: 7,6 Изопрен 76 Метил-2-бутен-3-ол Метил-3-бутен-2-ол-1 Триметилацетальдегид Метилизопропилкетон П р и м е р 3. Использует катализатор состоящий из пирофосфата лития Смесь моноаммиачного ортофосфата и лития подвергают прокаливанию при температуре выше 400 С. Полученный пирофосфат лития применяют как катализатор в условиях, описанньк в примере 1, результаты приведены дальше. Конверсия диола 100%. Выход, %: Изопрен67,4 Метил-2-бутен-З-ол5,6 Метил-З-бутен-2-ол-1- Триметилацетальдегид4,8 Метилизопропилкетон22,6 П р и м е р 4. Получение катализатора содержащего пирофосфат и ортофосфат,а так е использование его для дегидратации диола. 350 см очень горячего раствора, содержащего 57,7г 85%-ной ортофосфорной кислоты и 111,5 г цекагидратного пирофосфата натрия примещивают к 500 мл очень горячего раствора, содержащего 42 г моногидратного лития. После охлаждения полученньй осадок отфильтровьшают, высушивают при 110 С в течение 18 час, потом прокаливают в течение 2 час - при 600 С. Совместный осадок смешанного пирофосфата натрия и лития и трилитийортофосфата применяют в качестве дегидратационного катализатора метилбутандиола-2,3, используемого по методу, описанному в примере 1. Полученные результаты представлены дальше. Конверсия диола 100%. Выход, %; Изопрен82,0 Триметилацетальдегид1,9 Метилизопропилкетон15,1 П р и м е р 5. Катализатор, представляющий собой смешанный пирофосфат лития и натрия, не стоек к истиранию, вследствие чего необходимо повысить его механические свойства. Это достигается смешением смешанного пирофосфата лития и натрия с равным количеством по весу двунатриевого гидратированного ортофосфата формулыНс51.НРОд 7Н,О. Смесь размалывают, затем смачивают дистилированной водой. Полученную пастообразную мае- су экстр дируют, сушат в течение 18 час при 11О С и кальцинируют 2 час при 500 С. Полученный таким образом катализатор обладает очень хорошими механическими свойствами. Он состоит в основном из смеси смешанного пирофосфата лятия и натрия и пирофосфата натрия. Последний компонент получают путем дегидратации двунатриевого ортофосфата прокаливанием. Этот катализатор можно использовать для дегидратации мегил- -бугандиола- -2,3. Над 10 см катализатора пропускают метил-2-бутандиол-2,3 в общей сложности в течение 14 час. Реакцию осуществляют при 500 С. Диол при этом опыте не растворяют в азоте. Его используют в чистом виде. Опыт прерывают в конце седьмого часа. Катализатор без регенерации используют для нового опыта, продолжающегося в тех же условиях в течение 7 час. В табл. 2 представлены средние составы некоторых фракций эфлюента. П р и м е р 6. Применение пирофосфата стронция.

400 см горячего раствора азотнокислого стронция, содержащего 42,4 rSi(NOj) вливают в 10О см кипящего раствора, содержащего 44,6 г дегидратированного пирофосфата натрия. После получасового осаж дения осадок отфильтровывает, сущат в течение 18 час при 110 С и кальцинируют в течение 2 час при 400 С,получая смещанный пирофосфат натрия и стронция.

Этот катализатор используют для дегидратации метил-2-бутандиола-2,3 в усвиях, описанных в примере 1.

Состав получаемого продукта указ дальше. Конверсия диола 82,3%.

Выход, %:

6,0

Изопрен 66,1

Метил-2-бут8н-3-ол 2,8

Метил-З-бутен-2-ол-1 2,4

Триметилацетальдегид 8,2

Метилизопропилкетон

Т а

лица

Таблица 2