Способ получения метилэтилкетона Советский патент 1979 года по МПК C07C49/10 C07C45/16 

1

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения метилэтйлкетона, который находит широкое применение как селективный растворитель, используемый в лакокрасочной промЕдшленности, в производстве ис- , кусственных кож,пластмасс и каучуков для получения различных органических продуктов.

Известные способы получения метилэтилкетона, широко используемые в промышленности, основаны на парофазном каталитическом окислении вториччого бутилового спирта в присутствии серебряного катализатора при 480570 С парокислородной смесью. Конверсия составляет 80-83%, селективность 96%, выход 76-80% 1.

Недостатком данного способа является использование дорогостоящего катализатора, проведение процесса при высокой температуре, большой расход пара и воды, использование дорогого окисляющего газа-кислорода.

Цель изобретения - упрсвдение процесса.

Поставленная цель достигается тем что окисляют вторичный бутиловый спирт (2БС) кислородсодержащим газом при повышенной температуре и давлеНИИ, причем процесс проводят в жидкой фазе при 115-135°С и давлении 910 атм в присутствии первичных или вторичных спиртов с числом углеродных атомов от б,до 16, или их смеси в количестве 0,1-3 вес,% до степени превращения кислорода в зоне реакции 70-81%,

Изменение условий окисления, а

0 именно степени превращения кислорода ;в зоне реакции, может привести к снижению выхода целевого продукта и возрастанию выхода перекисиводорода,

Об этом можно судить по концентра5ции кислорода в отходящем газе, которая не превышала 4-6 об.%. При этом глубина исчерпывания кислорода из окисляющего газа составляла 70-81% соответственно. Для направления реак0ции в сторону образования перекиси водорода и сохранения ее выхода необходим избыток кислорода в зоне реакции, т,е. более низкая глубина исчерпывания кислорода из воздуха.

5

Пример 1, Окисление 2БС в жидкой фазе кислородом воздуха проводят при и давлении 10 атм в реакторе из нержавеющей стали емкостью 25 л. Воздух диспергируют в

0 нагретом спирте с псялощью барботера. Загрузка 88%-го 2БС составляет 20 л или 16,4 кг. Подачу воздуха ведут со скоростью 0,523 . В начале опыта наблюдают период индукции длившийся 3.5 час, во время которого окисления почти не происходит. По окончании периода индукции процесс ведут 10 час, при исчерпывании кисло рода из воздуха до остаточного содер жания 5 об,%. Получают реакционной массы 17 кг с содержанием метилэтилкетона (МЭК) 16%. Скорость накопления МЭК состав ляет 1,6% в час; выход продукта по кислороду 96%. Попутно с МЭК в условиях указанного исчерпывания О в реакционной смеси найдено 1,2% перекиси водорода. Пример 2.В условиях примера 1 в 2ВС добавляют октиловый спирт 0,5% к весу исходного спирта. Воздух подаютсо скоростью 0,592 мЗ/час. На блюдают период индукции, составляющий 4 час. За 10 час окисления получают -17,2 кг реакционной смеси, содержащей 17,9% МЭК. Скорость, накопле нйя МЭК составляет 1,8% в час. Конверсия 2БС 22% выход МЭК 96,1% от теории. Перекиси найдено 1,8 вес.%. Пример 3,В условиях примера 1 окисляют 2БС с добавкой смеси вторичных спиртов С - С в количестве 3% к исходному спирту, воздух . подают со скоростью 0,625 и кислород исчерпывался до 6 об.%. Период индукции составляет в среднем 2,5 час. Затем окисление продолжают 10 час, получают реакционной массы 17,6 кг с содержанием МЭК 17,5 вес.% скорость накопления МЭК составляет 1,75% в час; выход МЭК 96% конверсия спирта . Перекиси найдено 0,5%. Пример 4. Окисление 2БС про водят при 119°С и 10 атм, загрузка как в примере 1. Подача воздуха 0,733 м-/ч.ас до исчерпывания кислоро да до 4 об.%.-В 2БС был добавлен гек силовый спирт в количестве 0,1%,Дли тельность периода индукции составля ет в среднем 3,5 час. Получено реакционной смеси 17,7 кг с концентраци ей МЭК 23,5%. Скорость накопления МЭК составляет 2,35% в час. Конверсия ЙБС равна 29,6%. Выход Перекиси найдено 1%. Таким образом из сравнения примеров 2,3,4 с примером 1 следует, что добавка спиртов более высокого молекулярного веса заметно интенсифицирует процесс окисления 2БС, а имённо: период индукции уменьшается в не сколько раз, а скорость накопления МЭК увеличивается на 11-15,6% по сравнению с процессом, проводимым без добавки высших спиртов. Пример 5,В реактор из нержавеющей стали, емкостью 25 л загружено 2 л или 16,4 кг 88%-го вторичного бутилового спирта. Количество подаваемого воздуха составляло 1,5 , температура в зоне реакции , давление 10 атм. Начальный дериод индукции - 13 час. После периода индукции процесс окисления длится 10 час при исчерпывании кислорода из подаваемого воздуха до остаточного содержания 1 об.%. Глубина исчерпывания кислорода из воздуха при этом составляет 43%, Концентрация перекиси водорода в реакционной смеси 10,5%., а МЭК 12,4% (2,24 кг). Реакционной смеси получено 1В,1кг. Скорость накопления МЭК 1,24% в час перекиси водорода 1,05% в час. Выход МЭК по кислороду 51,5%. Конверсия 2БС 13,7%. Пример 6. Окисление 2БС проводится, как в примере 1, но количество подаваемого воздуха в час составляет 1 MV4ac, концентрация кислорода в отходящем газе 8,2 об.% (глубина исчерпывания 60%), Получено .реакционной смеси 17,8 кг. Концентрация МЭК 13,8% (2,45 кг), концентра-, ция перекиси водорода 8,2%. Скорость накопления перекиси водорода 0,82% в час, МЭК 1,38% в час, выход МЭК по кислороду 58,5%, Конверсия 2БС 14,6%. Проведение процесса в жидкой фазе несмотря на,то, что конверсия ниже, позволяет исключить использование дорогого, серебряного катализатора; исключить расход пара на испарение вторичного бутилового спирта и приготовление парокислородной смеси и воды на конденсацию продуктов реакции; уменьшить расход энергии на подогрев реакционной смеси, так как данный процесс ведут при 119°С, а не при 480-570с. Пример 7. Окисление 2БС проводят при 115°С и давлении 12 атм в реакторе из нержавеющей стали емкостью 25 л в жидкой фазе кислородом воздуха. Загрузка 88% 2БС составляет 20 л или 16,4 кг. Воздух подают со скоростью 0,560 . В начале опыта наблюдают период индукции, длившийся 12 час, во время которого окисления не происходит. По окончании периода индукции процесс ведут в течение 12 час при исчерпывании кислорода до остаточного содержания 5 об.%. Получают реакционную массу в количестве 17,3 кг с содержанием МЭК 15,9%. Скорость накопления МЭК 1,32% в час,выход по кислороду-96,8%. Попутно с МЭК получено 2,0% перекиси водорода. Пример 8. В условиях примера 7 в 2ВС добавляют гексиловый

спирт в количестве 0,2%, Длительность периода индукции сокраадается до 7 час о Окисление продолжают 10 час, получают реакционной массы 17,1 кг с содержанием МЭК 16,4%.Скорость накопления МЭК 1,64% в час, вьоход МЭК Л98,7%, Перекиси найдено 1,4%.

Пример 9, В отличие от примера 7 процесс ведут при 135°С, подачу воздуха поддерживают 0,6 , Период индукции составляет 6 час. Процесс ведут в течение 8 час при исчерпывании кислорода до 2,5% остаточного содержания. Получают реакционную смесь в количестве 17 кг с концентрацией МЭК 15,6%. Скорость накопления МЭК 1,95% в час, выход 93,2%. Конверсия 16,5%.

Пример 10.В условиях примера 9 в 2БС добавляют смесь спиртов С 4 --1б количестве 2% к исходному спирту. Скорость подачи воздуха составляет 0,7 MV4ac. При STOivf период индукции 2 час. Процесс ведут в течение 5 час при исчерпываНИИ кислорода до 2,5%. Получено реакционной смеси 16,5 кг с концентрацией МЭК 12%. Скорость накопления МЭК 2,4% в час, выход 96,5%.

Формула изобретения

Способ получения метилэтилкетона окислением вторичного бутилового спирта кислородсодержащим газом при

0 повышенной тe mepaтype и давлении, отличающийся тем, что, с целью упрощения технологии, процесс ведут в жидкой фазе при 115135°С и давлении 9-20 атм в присутствии первичных или вторичных спиртов с числом углеродных атомов от 6 до 16, или их смеси в количестве 0,13 вес.% до степени превращения кислорода в зоне реакции 70-fel%.

0

-Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке № 1878442/04 с приоритетом 1973 (прототип).