Способ получения фурфурилового спирта Советский патент 1982 года по МПК C07D307/44 

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФУРФУРИЛОВОГО СПИРТА

t

Изобретение относится к способу получения ФУРФУРИЛОВОГО спирта, который находит широкое применение . в чистсял. виде,как селективный растворитель, а также используется в качестве исходного продукта для fioлучения лаков, покрытий, связующих литьевых смесей.

Многочисленные способы получения ФУРФУРИЛОВОГО спирта можно подразделить на способы жидкофазного и парофазного гидрирования.

Известны следующие способы получения ФУРФУРИЛОВОГО спирта в паровой фазе; гидрирование фурфурола на медносиликатном катализаторе при 80-2bO°C и атмосферйо11(1 давлении 1 j J гидрирование У1эфуролаТ1а медно-силикатном катализаторе, промотированном окислами элементов П-группы периодической систекм, при 190-195°С C2Jl гидрирование фурфурола на сплавном медно- алюминиеврм катализаторе при 100-150с и атмосферном давлении при использовании в качестве гидрирующего агента газов синтеза аммиака СЗЗ} на медно-хромовом катализаторе, содержащем промотор-кальций, барий или цинк, при ЮО-ЗОО С и. атмосферном или повЕлиенном давлении С4}.

: Известен.также способ жйдкофаз- . ного гидрирования фурфурола на суспендированном медно-хромитовом катализаторе в присутствии циклогек5 сила1иина при 170-200°С и давлении 150-220 атм С53.

Однако :Парофазные способы гидрирования, являясь более интенсивными, в то же время требуют более

10 сложного аппаратурного оформления, в связи с чем они менее предпочтительны. Общим недостатком известных способов является невысокая степень чистоты получаемого фурфури 5 лового спирта (не выше 96% основного вещества).

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является

-« способ жидкофазного гидрирования фурфурола водородом на медно-хромитовом катализаторе, промотированном окисью щелочноземельного металла, при 90-175 0 и давлении водорода 30-200 атм 63.

25 Способ характеризуется недостаточной степенью (чистоты : продукта). Анализ ФУРФУРИЛОВОГО спирта, выпускаемого фирмой Quaker Oat в показал, что фурфуриловый спирт содержит более восьми примесей, а

содержание основного вещества не превышает 96%.

Цель изобретения - повышенна чистоты целевого продукта.

Цель достигается тем, что фурфурол подвергают гидрированию водородом последовательным пропусканием через слои медно-хромитового катализатора, промотированного окисями щелочноземельных металлов, и взятого в виде четырех слоев, кат изатора, смешанного с керамикой в соотношениях 1:2, 1:1 2:1,25-1 соответственно, и фурфурол пропускают последовательно через указанные сло при температуре от 50 до 140°С и давлении 60-65 атм с последующим введением в полученный катализат стабилизатора аминного типа и ректификацией его.

Катализатор получают исходя из азотнокислых солей бария и/или кальция, меди, бихромата аммония и .гидрата ОКИей аммония (или карбоната аммония) в соответствии с известным способом 6. Обычно испльзуют катализатор в количестве 0,3-0,8 вес. в расчете на фурфурол.

В качестве стабилизатора с№1инног типа предпочтительно используют моноэтаноламин или гидразингидрат.

Количество вводимого стабилизатора зависит от содержания фурфурола и кислот в реакционной смеси.

Процесс получения фурфурилового спирта в соответствии с изобретение может осуществляться периодически и непрерывно.

Пример. В реактор высотой 10000 мм и диаметром 450 мм загружают кольца Рашига размером мм или 25x25 мм, затем последовательно четыре слоя медно-хромитового катализатора, смешанного с керамикой при весовом соотношении катализатора и керамики 1:2; 1:1 2:1; 5;1 соответственно.

Общее количество загружаемого в реактор катализатора .составляет 750-800 кг и керамики 700-720 кг.

Свежеперегнанный фурфурол непрерялвно со скоростью 100 кг/ч подают на смешение с водородом, подогревают до 50° С и направляют в реакционную зону. Гидрирование осуществляют при постепенном подъеме температуры от 50 до 140°С и давлении 6065 атм. Полученный катализат направл5пот в емкость, куда непрерывно из мерника подают стабилизатормоноэтаноламин из расчета О, 39 вес.% от катализата (содержание фурфурола и кислот в катсшизате 0,35вес.% а затем непрерывно подают на ректификационную установку, где смесь фракционируют под вакуумом. Получают головную фракцию, с т. кип. 3075 С/20 мм рт.ст. - 0,61 кг/ч С 0,6%); основную фракцию с т. кип. 7б-78°С/20 мм рт.ст, - 99,96 кг/ч (98%); кубовый остаток 1,32 кг/ч (1,3%;; потери кг/ч (0,1%;.

П. р и м е р 2. В реактор загружают катализатор, смешанный с кера.микой, свежеперегнанный фурфурол в количестве 70 кг, создают давление 60-65 атм, подачей водорода в реактор. Гидрирование осуществляют при постепенном подъеме температуры от 50 до 140°С и давлении 60-65 атм в течение 60 мин. Выход катализата 69, 4 -кг, 96,4% от теории. Определяют содержание остаточного фурфурола и кислот в катализате для расчета необходимого количества стабилизатора. Содержание фурфурола и кислот в катализате составляет 0,35 вес.% от катализата.

В реактор емкостью 50 л, снабженный нисходящим холодильником и приемником, помещают 30 л (33,75 кг свеженаработанного катализата и 0,051 кг (0,15% от веса катализата гидразингидрата. После перегонки под вакуумом получают фурфурилошдй спирт с выходом 98,2%.

Фракционный состав: головная фракция с т. кип. 30-75°С/20 мм рт.с 0,20 кг (0,6%; ; основная фракция товар, т. кип. 76-78°С/20 ммрт-.ст. 33,16 кг (98,2%); кубовый остаток 0,33 кг (1,0%); потери - 0,06 кг Jo,2% ).

Сравнительные характеристики фурфурилового спирта, получаемого различными способами, приведены в таблице .

Содержание фурфурилового

спирта, %, не менее

Содержание фурфурола, %,

не более

Плотность при 23°С,

г/см

96,099,4

30,03

1,13501,1290

Коэффициент преломления при 23° С

Кислотное число, мг/КОН на 1 г спирта

Строение и чистота фурфурилового спирта подтверждены данными элементарного анализа, методом газо-жидкостной хроматографии и спектром ЯМР

Предлагаемый способ имеет следующие преимущества: повышается чистота продукта - содержание фурфурола сократилось в 100 раз, содержание кислот - в 5 раз, а содержание основного вещества повысилось с 96 до 99,4%; вдвое сокращается количество неутилизируемых отходрв (продуктов осмоления ),приводящих к загрязнению окружающей среды.

Ориентировочный экономический эффект разработки составляет 7580 тыс. руб.

Формула изобретения

1, Способ получения фурфурилового спирта гидрированием фурфурола водородом на меднб-хромитовом катализатрре, промотированном окисью щелочноземельного. металла при нагревании и повышенном давлении, отличающийся тем, что, с целью повышения чистоты целевого продукта, используют катализатор в виде четырех слоев, каждый из которых предПродолжение таблицы.

1,4875

1,4850

0,45

0,09

ставляет собой смесь катализатора с керамикой в соотношениях,1:2; 1:1; 2:1; 2,5:1 соответственно, и

фурфурол пропускают последователь- , но через указанные слои при температуре от 50 до 140 С с последующим введением в полученный катализат стабилизатора аминного типа.

Источники информащии, принятые во внимание при экспертизе Патент Великобритании № 734118, кл. 2/3/с, опублик. 1952.

кл. С 07 D 307/44, опублик. 1977.

кл. 260-347,8, опублик. 1937 (прототип) .