Способ получения диацетонового спирта Советский патент 1982 года по МПК C07C49/17 

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДИАЦЕТОНОВОГО СПИРТА

I

Изобретение касается усовершенствования способа получения /3 -оксикетонов, в частности диацетонового спирта, который находит применение в качестве растворителя лаков, красителей, ацетил- и нитроцеллншозы, а также в синтезе органических продуктов, например, гексилгликоля, метили зобутилкетона и др.Известен способ получения диацетонового спирта конденсацией ацетона в присутствии катализатора - гидроокиси бария IJ.

Недостатками итого способа являются периодичность процесса, большая продолжительность реакции, низкий выход целевого продукта (за 30 ч выход продукта составляет 70% ), а также образование значительного количества побочных продуктов.

Известен также способ получения диацетонового спирта путем альдольной конденсации ацетона в присутствии каталитических количеств (0,040,12 вес.% ) алкоголятов щелочных металлов при температуре ниже С23.

Недостатками этого способа являются периодичность процесса, необходимость введения стадии нейтрализа1Сйи катализатора, а также низкая конверсия.

В случае получения диацетонового спирта с применением в качестве ка:тализатора анионообменной смолы ОКА -400 процесс осуществляют не- прерывно. Недостатками его являются длительность, невысокая конверсия ацетона, низкий выход продукта реак10ции (54% за 20 ч ), а также образование значительных количеств побочных продуктов СЗ .

Наиболее близким по технической сущности к предложенному способу яв15ляется способ получения диацетонового спирта с применением в качестве катализатора анионобменной смолы АВ-17 С43,по которому целевой прода кт-диацетоновый спирт получают в,

20 проточной системе, причем ацетон пропускают через слой катализатора снизу вверх при времени контакта его с катализатором 2-3 ч и температуре в зоне реакции 0-5°С.

25

Недостатками зтого способа являются периодичность процесса, низкая конверсия ацетона (70,5-71%) небольшой срок службы катализатора.

Целью изобретения является повы30шение степени конверсии ацетона. Доставленная цель достигается те что при осуществлении способа получения диацетонового спирта путем альдольной конденсации ацетона в пр сутствии анионообменной смолы в ка,че,стве катализатора процесс ведут п времени контакта ацетона с катализа тором за один проход ацетона 0,12 мин и температуре в зоне ракции 0-40С. Процесс преимущественно ведут непрерывно, а в качестве катализато ра применяют анионообменные смолы, полученные на основе сополимера сти рола и дивинилбензола, содержащие 5-53% дивинилбензола, марок АВ-17/8 АРА-Зп и АРА-5.П. Отличительной особенностью предлагаемого способа является проведение процесса при времени контакта ацетона с катализатором за один проход ацетона 0,1-2 мин и температуре в зоне реакции 0-40°С. Процесс целесообразно вести при непрерывном отборе диацетонового спирта, в качестве катализатора мож но применять анионообменные смолы Марок АВ-17/8,, АРА-Зп и АРА-5п. Время контакта ацетона с катализатором выбрано на основании изучения кинетики обратимой реакции получения диацетонового спирта из ацет на; время достижения равновесия составляет 3,5 мин, однако, начиная с времени контакта 2 мин, наблюдают значительное снижение селективности процесса, что приводит к понижению степени чистоты образующегося продукт Проведение процесса указанным образом позволяет повысить конверсию ,ацетона до 99,9% и выход ацетона на взятый ацетрн до 87,4%. На чертеже приведена схема систе мы для реализации предлагаемого спосо Получение диацетонового спирта осуществляют по непрерывной схеме следующим образом. В систему, состоящую из обогревае мого куба 1 с боковым отводом, обрат ного холодильника-конденсатора 2 и реакционной колонны 3, заполненной слоем 4 катализатора, и снабженную на выходе регулирующим клапаном, вво дят 150 мл ацетона.Температуру в кубе поддерживают равной 70-90°С. При этом ацетон из обогреваемого куба через боковой отвод подается в обратный холодильник и затем в реакци онную колонну, наполненную катализатором. Реакционная масса далее -поступает снова в куб, из которого происходит непрерывный отбор диадетонового спирта. Время пребывания в зоне реакции регулируется специальным клапаном,установленным на выходе из реакционной колонны. Выходящую реакционную смесь разделяют в кубе -на возвратный ацетон и диацетоновый спирт, непрерывно отбираемый из куба. Пропорционально количеству образующегося спирта через верхнюю часть обратного холодильника происходит подпитка системы свежим ацетоном.. Возвратный ацетон конденсируют в ббратном холодильнике, затем он поступает в колонну, где в верхней ее части происходит охлаждение его до необходимой температу ы а в нижней - конденсация на катализаторе. Процесс ведут при давлении 760450 мм рт.ст .; Основные характеристики использованных анионообменных смол приведены в табл.1. Конверсию ацетона за один проход определяют экспериментально путем отбора проб на выходе реак-. ционной смеси из реакционной колонны и анализа их с помощью ГЖХ (каждый раз проводят по 5 измерений ;. Расчет ведут по следующей формуле: V - в СП 0,067 , где К конверсия ацетона за один проход, % ; вьдход диацетонового спирта, %, время цикла, мин ; время контакта ацетона с катализатором, мин; 0,067- частное от деления свободного объема анионита (10 мл) на объем взятого ацетона (,150 мл ) S - селективность. Условия проведения процесса коненсации ацетона в диацетоновый спирт, олученные результаты, включающие онверсию ацетона за один проход, онверсию ацетона, выраженную содеранием диацетонового спирта проуктах реакции по данным ГЖХ, а таке выход продукта приведены в табл.2. Таблица 1

Полученные результаты показывают, что проведение процесса непрерывно при времени контакта ацетона с катализатором 0,1-2 мин и температуре в зоне реакции 0-40с позволяет значительно повысить конверсию ацетона и выход дисщетонового спирта по сравнению с известным способом.

Формула изобретения

1. Способ получения диацетонового спирта путем альдольной конденсации ацетона в присутствии анионообменной смолы в качестве катализатора, о тличающийся тем, что с целью повышения конверсии ацетона, процесс ведут при времени контакта ацетона с катализатором за один проход 0,12 мин и температуре в зоне реакции .0-400С.

2. Способ ПОП.1, отличающийся тем, что процесс ведут непрерывно и в качестве катализато ра используют анионообменные смолы, полученные на основе сополимера стирола и дивинилбензола, содержащие 553% дивинилбензола.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизеv

1.18. Conaui, N. Tulile, R. Amus Oratcxni0sctie Svntteseu Branosdiueicic uhd Soliij- 1937, c. 192.

2. Патент Великобритании №1527033,кл. С 2 С , опублик. 1978.

3 . C.3.SchrnidKe, R.C. wanf еЙ, Катализ

5 с помощью анионообменных смол, Jnd. . C-hem., 44. с.1389, 1952. ,

4. Верховская З.Н. и др. Синтез диацетонового спирта и окиси мезитила на ионообменных смолах Химическая промышленность, 1967,

0 № 7, с.500-503 (прототип).