Способ получения метилового эфира метакриловой кислоты Советский патент 1978 года по МПК C07C69/54 

НИИ ацетонциангидрина и воды, равном 1:7- 10, а декантацию метилового эфира метакриловой кислоты и метакриловой кислоты осуществляют в процессе этерификации сульфата метакриламида. Этерификацию сульфата метакриламида и выделение ММА-сырца проводят в одном аппарате колонного типа. В середину аппарата вводят реагенты, сверху отводят ММА-сырец, а снизу - маточник (водный неорганический слой), т. е. оба процесса совмещены во времени.

При установившемся режиме в аппарате четко наблюдаются три зоны: верхняя зона ММА-сырец, средняя зона реакции и нижняя зона маточника. Величииу слоя ММА .можно регулировать высотой трубы, отводящей сериокислотпый маточник, величину средней и нижней зон - временем иребывания реакционной массы.

ММА и МАК практически нерастворимы в реакционной массе и маточнике (менее 1%) в связи с чем, по мере образования они всплывают в верхнюю часть реактора. Скорость расслаивания велика и не лимитирует процесс. Время пребывания ММА и МАК в зоне реакции мала, менее 5 мин.

Стабильность мономеров, особенно метакриловой кислоты, образование которой неизбежно в синтезе ММА, резко зависит от копцентраци серной кислоты. В концентрированной серной кислоте идет осмоление МАК и бурное

ее разложение до ацетона и газообразных продуктов. С уменьшением концентрации серной кислоты скорость разложения МАК резко падает. В связи с чем МАК, полученную в результате ректификации ММА-сырца, целесообразно этерифицировать отдельно в присутствии каталитического количества серной кислоты, а не направлять совместно с сульфатом метакриламида на этерификацию. В таблице показано влияние соотношения

АЦГ и воды, а также декантации целевого продукта в процессе его образовання в сопоставлении с известными способами.

Проведение этерификации сульфата метакриламида в большом избытке воды (7-10 моль) позволяет увеличить скорость конверсии метакриламида, снизить скорость образования побочных продуктов и получить ММА с выходом до 99,4%. Реакционная масса, образующаяся в процессе этерификации сульфата метакриламида в указанных условиях, является онтимальной е точки зрения выделения ММА-сырца декантацией.

Дальнейшее увеличение количества воды, участвующей в синтезе MjMA, не оказывает существенного влияния на скорость конверсии метакриламида, а условия разделения продуктов реакции ухудшаются.

Этерификация сульфата метакриламида в одном аппарате колонного типа позволяет упростить технологию процесса, сократить в.ремя реакции в 2 раза.

Пример 1. В реактор с мешалкой непрерывно подают ацетонциангидрин и серную кислоту со скоростью 170 г (2 моль) и 333 г (3,4 моль) в 1 ч. Смешение реагентов проводят при 90° С, интенснвном перемешиваиии и охлаждении. Реакционная смесь далее поступает в амидатор.

Температура термообработки 120° С, время пребывания смеси в реакторе 30 мин. Полученный сульфат метакриламида растворяют водным метанолом и направляют в середииу

колонны диаметром 40 м.м, высотой 210 мм, снабженной рубашкой для термостатирования и холодильником в верхней части. Соотнощение реагентов АЦГ:Н2504:Н20:СНзОН равно 1:1,7:7:0,8 (АМК : ПаО : СНзОН равно 1:

: 7,49: 0,86). Скорость подачи раствора сульфата метакриламида в колонну 809 г/ч. Температура синтеза 140° С, время пребывания реагентов в колонне 10 мин. После установления режима работы сверху колонны отбирают

185 г/ч органической фазы состава, вес.%: M.VIA 61,0, МАК 34,0, СНзОН 4,3, HgO 0,7. Снизу колонны выводят 624 г/ч водной неорганической фазы, содержащей 0,5 вес.% ММА, МАК и АМК.

Органическую фазу направляют в ректифпкационную колонну, сверху которой отбирают фракцию ММА, а снизу колонны - метакриловую кислоту. МАК ноступает в трубчатый реактор на этерификацию, туда же подают метанол в количестве 0,8 моль на 1 моль МАК и 0,06 моль на 1 моль МАК серной кислоты. Температура этирификации 120°С, время - 10 мин. Из трубчатого реактора смесь направляют иа ректификацию. Таким образом, МАК находится в рецикле. При установившемся режиме этерификации и ректификации сверху колонны отбирают фракцию ММА со скоростью 191,5 г/ч. Содержание основного вещества 91,0%. Общее время реакции 20 мин.

Выход метакриламида иа стадии получения сульфата метакриламида 93,5%.

Выход ММА от АЦГ 92,5%, выход ММА от метакриламида 98,9%.

Пример 2. Сульфат метакриламида, полученный реакцией АЦГ с серной кислотой по примеру 1, растворяют в водно-метанольной смеси. Молярное соотнощение реагентов: АЦГ : НгО : СНзОН равно 1:10:0,9 (АМК : : НгО : СПзОЦ равно 1 : 10,7 : 0,96). Полученный раствор непрерывно подают со скоростью 1000 г/ч в трубчатый реактор, обогреваемый при 180° С. Время реакции 3 мин. На выходе из реактора реакционную массу охлаждают до 30° С и направляют в разделительную колонну, сверху которой отбирают фракцию ММА и МАК, а снизу - водный раствор (маточник). ММА-сырец поступает в ректификационную колонну. Полученную МАК направляют в трубчатый эфиризатор. Туда же подают 1,0 моль метанола и 0,05 моль серной кислоты на 1 моль МАК. Температура этерификации 180° С, время реакции 3 мин.

Реакционную массу из эфиризатора направляют в ректификационную колонну. При установивщемся режиме сверху ректификационной колонны отбирают фракцию ММА 247 г/ч. СодерЛСание основного вещества 90,5%. Общее время реакции 6 мин.

Выход метакриламида на стадии синтеза сульфата метакриламида 93,5% от АЦГ.

Выход ММА от АЦГ 92,0%, выход ММА от NiCTaKpiLTaMitia 98,4%.

Форм - л а и 3 о б р е т е и и я

Псточники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Патент Франции 1240677. кл. С 07С 69/54, оиублик. 1959.