Способ получения диметилкарбоната Советский патент 1983 года по МПК C07C69/00 C07C68/04 

t

Изобретение относится к способу получения диметилкарбоната, который находит разнообразное применение в химической промышленности, например как растворитель лаков, для синтеза полимерных уретанов,. как пластификаторы.

Известен способ получения различных эфиров угольной кислоты взаимодействием фосгена с оксисодержащим соединением или их щелочными или щелочно-земельными солями в присутствии основных катализаторов на основе третичных аминов или их четвертичных солей l.

Однако использование ядовитого фосгена ограничивает возможности широкого практического применения в промышленности. .

Также известен способ получения диметилкарбоната реакцией метанола, окиси углерода и кислорода в прйсутствиии катализатора - комплексного соединения хлористой меди с .

треххлористым ванадием или хромом, железом и т.д. С2.

Эти комплексы удорожают производство целевого продукта.

5 Наиболее близким техническим решением к предложенному является способ получения диметилкарбоната путем взаимодействия чистой окиси углерода, кислорода,и спирта-мета10 нола в присутствии катализатора однохлористой меди при 90-135°С и давлении 15-50 кгс/см З.

Однако, не смотря нахороший выход 15 целевого продукта, его себестоимость достаточно высокая, так как необходимость использования чистой окиси углерода (СО) значительно усложняет и удорожает производс тво диметилкар20 боната.

Целью изобретения является упрощение процесса и соответствующее снижение себестоимости целевого продукта. 39 Поставленная цель достигается те что согласно способу получения диметилкарбоната путем, взаимодействия метанола, окиси углерода и кислород в присутствии однохлористой меди пр 90-135°С и да влении 15-50. кгс/см, .последний ведут в присутствии водорода, содержащегося в исходной окиси углеродй в количестве 10-67 об.% Использование водородсодержащей окиси углерода позволяет расширить сырьевую базу данного процесса за счет различных технических продукто тех производств, в. которых они образуются , например синтеза метанола Наряду с этим следует-сказать, что не смотря на возможность протек ния побочных процессов, например об разование воды из водорода и кислорода, а также восстановления меди (+1) -до металлической и диметил- . карбоната до спирта и его углеводорода, в данном случае за счет определенных условий и процентного содержания водорода в-окиси углерода эти реакции не наблюдаются, так как выход целевого продукта на превращенный метанол практически количественный. П р и м е р 1. В автоклав загружают -П метанола и 80 г однохлористой меди, повышают температуру системы ДО 120С и подают поток газа - окиси углерода, содержащей 33 о6.% водорода, со скоростью 140 нл/ч при одновременной подаче кислорода со скоростью 0,нл/ч. Пар .циальное давление окиси углерода 16,75 кг/см. Общее давление 25 кгс/см. Из системы непрерывно отводят ТО нл/ч газа, содержащего 65 об. водорода, окиси углерода 32 об., 3 об.д. углерода и примеси . кислорода (0,1-0,2%). Выделение .катализатора после око чания работы ведут путем дроссели.рования реакционного давления до атмосферного. В результате этого .происходит практически мгновенное испарение жидкости и катализатор ос тается в твердом виде. После конден сации испаренного продукта дистилляцией выделяют диметилкарбонат. Через i ч работы конверсия метанола составляет 32,5%, селективност по диметилкарбонату - 100%, а конверсия окиси углерода - 95%. Пример2. 3л метанола и 480 г однохлористой меди загружают . автоклав на 6 л. Температуру сначала поддерживают около 70°С и подают периодически кислород при давлении кгс/см до полного окисления меди (около 30 мин). Затем избыток кислорода удаляют, температуру повышают до 120 С и в автоклав периодически подают смесь Н2 и СО, содержащую 33 об,% водорода, таким образом, что общее давление 25 кгс/см . Парциальноё давление окиси углерода 16,75. кг/см . Всего введено 93 нл смеси. Реакция заканчивается через 20 мин. Анализ жидкости показывает, что диметилкарбоната образовалось 8 вес.%, 1,8 вес. воды, селективность по метанолу 100, а по окиси углерода 93%,-а анализ газа показывает содержание в об.% на объем: Oj 20; С02 7; Н2 73. Показатели после трех циклов работы находятся на вышеуказанном уровне. К концу четвертого цикла жидкая фаза содержит 28,9% диметилкарбоната и 5,9% воды, а остальное метанол. П р и м е р 3. В автоклав загружают смесь метанола 1670 г (67%), 1диметилкарбоната г (30%), воды 65 г (2,7%) и 480 г однохлористой меди. Температуру системы повышают до и подают газовую смесь СО, содержащую 33 об.% водорода, со скоростью 130 нл/ч одновременно с кислородом со скоростью 30 нл/ч. Парциальное давление СО 16,75 кг/см Общее давление 25 кгс/см. Из автоклавы непрерывно отводят смесь (80 нл/ч), содержащую, %: СО N353; COg 7; 02 0,2. Анализ жидкой фазы после двухчасового проведения процесса показывает следующий состав: метанол - 51%, диметилкарбонат - 3%, вода - 6%. Се- . лективность по метанолу 100%, по СО - 89%, при конверсии метанола 16,9%. Через ч анализ жидкой фазы показывает, вес.%: метанол 38; диметилкарбонат вода 8. Конверсия метанола 35%. Пример. Аналогично примеру 1 ведут процесс с использованием смеси СО, содержащей 33 об. водорода и скоррсти 11 нл/ч и скорости кислорода tO нл/ч при общем давлении 25 кгс/см и температуре 135С. Парциальное давление СО 16,75 кгс/см. Отводимый газ содержит, %: СО 8; lij 85; CDj 7,6; Og 0,4. Диметилкарбонат образуется в процессе со скоростью 90 г«л/ч, его селективность 100 по , и 9 по СО. П р и м е р 5. Аналогично примеру 1 ведут процесс с использованием смеси СО и Н2, содержащий 10 6б.% водорода, со скоростью 85 н.л/ч и кислорода со скоростью 0 . Тем пература реакции . Парциальное давление СО 13,5 кг/см, общее давле ние 15 кгс/см. Из автоклава непрерывно отводят смесь - газ, содержащий, : СО 33; СОп 18; 02 0,2, со скоростью 18 н л/ч. Селективность и производительност по диметилкарбонату аналогична при- меру k, П р и м е р 6. Аналогично приме ру 1 ведут процесс с использованием смеси СО и Н2, содержащей 67 об.% во дорода, со скоростью 250 и л/ч кислорода со скоростью 40 н л/ч. Парциольное давление СО 16,5 кг/см, об щее давление 50 кгс/см, температура процесса . Из автоклава непрерывно отводят газ, содержащий, %: Н2 91J. СО 7; .СОп 2 ; ciji 0,3, со скоростью 180 н л/ч Диметилкарбонат получают с селективностью и производительностью аналогичной примеру 4. П р и м е р 7. Аналогично приме у 3 ведут процесс с использованием смеси Со и Н, содержащей 33 об.% водорода, со скоростью 390 нл/ч, кислорода со скоростью 90 нл/ч. Парциальнор давление СО 23,5 кг/см, общее давление 35 кгс/см, температура процесса 120 С. Отводимый из автоклава газ содержит, %: СО-40 ;COj-6,5; 02-0,5. Анализ жидкой фазы после 1 ч реакции . показывает состав, весД: метанол 49; Диметилкарбонат 45, вода 6. Конверсия метанола 20%. . Формула изобретения Способ получения диметилкарбоната путем взаимодействия метанола, . ОКИ си углерода и кислорода в присут-. ствии однохлористой меди при 90-135 С, и давлении 15-50 кгс/см о т-л ичающийся тем, что, с целью упрощения процесса, последний ведут в присутствии водорода, содержащегося в исходной окиси углерода в количестве 10-67 об.. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент ФРГ № 1 210 853, кл. 12 о, 27, опублик. 1966. 2.Патент Великобритании 1,491 396, кл. С 07 С 68/00, публик. 19-77. 3.Патент Бельгии № 859 272, л. С 07 С 69/00, опублик. 1978 (прототип).