Способ получения изопрена Советский патент 1988 года по МПК C07C11/18 

О

сь

о

00

Изобретение относится к области получения изопрена,являющегося мономером для производства синтетического каучука.

Известен способ получения изопрена путем конденсации изобутилена с формальдегидом в присутствии серной кислоты с получением диметилдиоксана и разложением его в присутствии твердых фосфатных катализаторов с получением изопрена.

Известен также способ получения изопрена, коденсацией изобутилена с водным раствором формальдегида в присутствии в качестве катализатора моно- или поликарбоновых кислот.

Продукты реакции разделяются на углеводородный (масляный) и водный слой. Масляный слой, содержащий 4,4-диметилдиоксан-1,3 (ДМД) подвергается каталитическому расщеплению, например, на кальций-фосфатном катализаторе, с получением изопрена.

Водный слой, содержащий- органическую .кислоту, упаривается,остаток смешивается со свежей формалиновой шихтой водным раствором формальдегида и эта смесь снова направляется на синтез. Селективность процесса 8286%, глубина конверсии по формальдегиду - 90%,

Известный способ обладает следующим недостатком. При упарке водного слоя наблюдается выпадение катализатора - органической кислоты, что затрудняет осуществление процесса и приводит к дополнительным потерям катализатора.

Целью изобретения является устранение потерь катализатора стадии конденсации.

Поставленная цель достигается описываемым способом получения изопрена, заключающимся в том, что изобутилен подвергают конденсации с водным раствором формальдегида в присутствии моно- или поликарбоновы кислот с последующим разделением реакционной смеси с получением органического и водного слоев, вьщелением из органического слоя диметилдиоксана и разложением его на кальцийфосфатном катализаторе с получением изопрена подачей водного слоя перед упаркой на смешение с водным раствором формальдегида,упаркой их с получением концентрированного раствора формальдегида.

Отличием способа является подача водного слоя перед упаркой на смешение с водным раствором формальдегида. П р и м е р -1 . Для сравнения.В реактор конденсации подают 3% раствор щавелевой кислоты в 40% формалине (20 т/ч). Противотоком к нему подают изобутан-изобутиленовую фракцию, содержащую 50% изобутилена (10 т/ч).

В реакторах (трехреакторный блок объемом 105 м) поддерживают температуру 85-95° и давление 20 атм. Сверху 3-го реактора выводят масляный слой, содержащий изобутан (40-50%), непрореагировавший изобутилен (4-8%), диметилдиоксан (30-40%), триметилкарбинол (3-5%), высококипящие побочные продукты (ВПП) синтеза (3-10%).

Снизу 3-го реактора выводят водный слой, содержащий (3-5%) формальдегида, триметилкарбинол (3-5%), диметилдиоксан (2-5%).

Выведенный из реактора масляный слой после промывки направляют на выделение из него диметилдиоксана (26 т ДМД в час) последовательной ректификацией.

Водный ра.створ формальдегида подают на вакуумную ректификацию.При вакуумной ректификации водного слоя дистиллят состоит из воды (90-95%), формальдегида (0,5-1%), диметилдиоксана (2-3%), и триметилкарбинола и (5-10%).Температура в кубе ректификационной колонны была 60-70°С, температура верха .

В условиях промышленной установки отгоняют от водного слоя 60-75%, при этом концентрация формальдегида в кубе достигает 5-10% и концентрация щавелевой кислоты достигает 12%.Кубовый остаток колонны упарки водного слоя смешивают со свежей формалиновой шихтой водный раствор формальдегида (50-53%)и направляют на стадию конденсации с изобутиленом. При работе промышленной установки в этом режиме селективность превращения формальдегида .в диметилдиоксан (ДМД) составляет 82-84%.

Повышение в данном случае концентрации щавелевой кислоты на 5% приводит к ее выпадению в кубе колонны вакуумной упарки водного слоя.

Пример2. В реактор конденсации подают 6% раствор щавелевой

кислоты в 40% формалине (20 т/ч),Противотоком к нему подают изобутанизобутиленовую фракцию, содержащую 50% изобутилена (10 т/ч). В реактоpax (трехреакТорный блок объемом 105 м ) поддерживают температуру 75-85 и давление 20 атм.

Сверху 3-го реактора выводят масляный слой, содержащий изобутан (4050%), непрореагировавший изобутилен (4-8%), диметилдиоксан (32-42%), триметилкарбинол (3-5%), высококипящие побочные продукты (ВПП) синтеза (3-10%).

Снизу 3-го реактора выводят водный слой, содержащий (3-5%) формальдегида, триметилкарбинол (3-5%), диметилдиоксан (2-5%).

Выведенный из реактора масляный слой после промывки направляют на выделение из него диметилдиоксана (28 т ДМД в час), последовательной ректификацией.

Водный слой направляют на смешение со свежим раствором формальдегида шихтой (50-53%) (водный раствор формалина), а затем на вакуумную ректификацию.При вакуумной ректификации водного слоя дистиллят состоит из воды (90-95%), формальдегида (2-10%), диметилдиоксана (2-3%) и триметилкарбинола (3-10%). Температура в кубе ректификационной колонйы , температура верха 50°С.

В условиях промышленной установки отгоняют от водного слоя 40-50% при этом концентрация формальдегида в кубе достигает 40% и концентрация щавелевой кислоты достигает 12%. Кубовый остаток колонны упарки водного слоя направляют на стадию конденсации с изобутиленом.

При работе промышленной установки в. этом режиме селективность превра-щенйя формальдегида в диметилдиоксан (ДМД) составляет 87-90%. При осуществлении способа в заявленных условиях выпадение карбоновых кислот в узле упарки не происходит.

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗОПРЕНА путем конденсации изобутилена с водным раствором формальдегида в присутствии в качестве катализатора моно- или поликарбоновых кислот с последующим разделением реакционной смеси с получением органического и водного слоев., выделением из органического слоя диметилдиоксана и разложением его на кальцийфосфатном катализаторе с получением изопрена упаркой водного слоя с получением концентрированного раствора формальдегида, о т- личающийся тем,что, с целью устранения потерь катализатора стадии конденсации, водный слой перед упаркой' подают на смешение с водным раствором формгшьдегида.