Способ получения 2-хлорбутадиена-1,3

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

)51) 4 С 07 С 21/04 17/ 4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н IlATEHTV щелочи.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 36662))/23-04 (22) 28.1).83 (31) 445155 (32) 29.1).82 (33) US (46) 15. ) 2.86. Бюл. )) 46 (71) Е.И.Дюпон де Немур энд Компани (U8) (72) Луи Джозеф Корин ))) (US) (53) 547.412.07 (088.8) (56) Патент СНА М 3981937, кл. 260-655, опублик.1976. (54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 2-ХЛОРБУТАДИЕНА-1,3 дегидрохлорированием 3,4дихлорбутена-1 водным раствором щелочи при 60-65 С в присутствии катализатора — четвертичного аммониевого основания, кокобензилбис (-оксипропил ) аммонийхлорида в нескольких последовательно расположенных реакторах,отличающийся тем, „„SU „„1277888 A 5 что, с целью сокращения расхода катализатора и щелочи, увеличения степени конверсии исходного 3,4 — дихлорбутена-1, процесс ведут в 2-8 последовательно расположенных реакторах, при этом 3,4-днхлорбутен-1 и катализатор подают в первый реактор, а свежий водный раствор щелочи подают в следующий за первым реактор, причем его можно подавать вместе с органической фазой, поступающей в этот реактор, реакционную массу иэ последнего реактора расслаивают на частично отработанный водный раствор щелочи, который подают в первый реактор, и органическую фазу, из которой выделяют целевой продукт, а отработанный водный раствор щелочи выводят из реактора перед точкой подачи свежего водного раствора

1277888

Изобретение относится к сг1особу получения 2-хлорбутадиена-1,3 одного из важнейших мономеров в про мышленности основного органического синтеза при получении полимерных 5 материалов.

Цель изобретения — сокращение расхода катализатора и щелочи, увеличение степени конверсии исходного

3,4-дихлорбутена-1 (ДХБ).

На фиг.1 показана схема известного способа с применением нескольких реакторов, установленных в виде каскада; на фиг.2 — схема одного иэ вариантов предлагаемого способа;

i 5 на фиг.3 — то же, с применением двух реакторов.

В предпочтительном варианте реактор изготавливают из коррозионно20 стойкого материала или облицовывают этим материалом, например никелем.

В реакторах предусматривают соответствующие устройства для нагрева и охлаждения и перемешивающие устройства. -5

В известном способе (фиг.Ij дегидрогалоидирование осуществляют в несколько ступеней, которые ня схеме представлены реакторами К,К, и К

CMecb катализатора с исходным галоидированным углеводородом подают в

R„ rio линии 1, а водный раствор щелочи подают по линии 2. По, ток из каждой ступени направляют в следующую ступень, я по-.

3-" ток, вытекающий из последнеи ступени, разделяют на органическую фазу и водную фазу в отстойнике В„ Насыщенный по этилену продукт извлекают из органической фазы, отводимой по ® линии 3, а отработанный рассол выводят по линии 4.

На фиг.2 показан один вариант предлагаемого способа, -pe смесь кя— талиэаторя с ДХБ подают по линии 1 на первую ступень R ..Свежий водный

1 раствор щелочи подают H реактор

R. по линии 2. Поток из реактора R

2 2 вводят в реактор R, а поток из реяк э торя К разделяют ня фазы в отстойЭ нике D. Хлоропрен извлекают из органической фазы, которую отводят по линии 3, тогда как водную фазу, содержащую смесь гидроокиси натрия и хлорида натрия по линии. 4 подают

Ыа первую ступень. Поток из реактора К в отстойнике В разделяют на, 1 1 органическую фазу, содержащую в рас-сматриваемом случае ДХБ и хлоропрен, и водную фазу, которяя предстявляет собой отряботянный рассол. Органическую фазу пo линии 5 подают ня ступень К, я отряботанный раствор выводят по линии 6, На фиг .3 покяэяня схема двухреакторного процесса,, Смесь катализатора с галоидировянньг. углеводородом по линии l подают ня первую ступень К

Св ежий водный раствор щелочи, подаваемый по линии 2, объединяется с верхней фязой из отстойника D,ñî1 держащей смесь ДХБ. Объединенную двухфазную смесь вводят в реактор R

9 а вытекающич из реактора R лоток 2 разделяют ня фяэы в отстойнике D 2

С другой стороны, свежий водный рас.твор щелочи может подаваться непосредственно в реактор К по спосо-

2 бу, покаэя иному ня фиг . 2. Оргяничес— кяя фаза, отводимая по линии 4, содержит главным образом хлоропрен.

Водную фазу, состоящую из смеси гидроокиси щелочного металла и рассола, подают в реактор R, по линии

5. Отработанный рассол вв1водят из нижней части отстойника Л1 по линии

6 и сбрасывают.

По предлягяемсму способу получают более высокую степень конверсии ДХБ в хлоропрен, что по известному способу. R то же самое зремя при этом требуется меньшее количество катализяторя и щелочи, чем в известном процессе, поскольку движущие силы реакции более равномерно распределены по имеющимся объемам реакторов, благодаря чему дс стигяется значительная экономия. Предпочтительное место ввода свежей щелочи находится приблизительно в средней точке реякторной цепи, однако большая часть примущестн данного изобретения также будет достигнута, если р2сТВор свежей щелочи подавать ня некоторую другую ступень между пc çüû реактором и последним. Зя иск.тючением иного расположения подаваемых и отводи— мых потоков и уменьшения расходов щелочи и катализ;.торя,. другие условия процесса, няг;ример температура и скорости потоков, остаются по существу такими же, кяк и в известном способе.

Данное изобретение иллюстрируется следующими примерами,. в которых все части количества и проценты яв7

1277888 использованием известного оборудования. Технологические параметры, а также результаты быпи рассчитаны для процесса с использованием восьм . заполненных жидкостью реакторов с обратным перемешиванием, соединенных последовательно. Катализатор был тот же, что и в примере I a расход ДХБ составлял 16,589 кг/ч.

Результаты опытов приведены в табл. 2 и 3.

Таблица 2

Свойства

Опыт С Опыт Д сравнитель ный) Концентрация NaOH в воде, 7

22

Мольное отношение

МаОН/ДХБ

1,020

1, 115

Концентрация катализатора в исходном

ДХБ, ррм — ppm (Х) 2420 (O,О24) Таблица l

1060 (0,0106) Степень конверсии

ДХБ,Х

Ступень

Ступень подачи свежей щелочи

Опыт А Опыт В

Т а б л и ц а 3

68,96

99,31

85,62

96,03

98,92

Степень конверсии

ДХБ, %

35 Ступень

99,98

С Д

Неконвертированный ДХБ на выходе из ступени 3 1в 7 от исходного ДХБ) 0,02

1,08

99,92

Выход.хлоропрена 7 .

99,7

99,6 ляются массовыми, если не оговаривается иное.

Пример l. В этом примере опыт А проводят в соответствии с известным способом, показанным на фиг.1, тогда как опыт В проводят согласно настоящему изобретению (температура 60 С ). В каждом случае применяют три никелевых реактора объемом

1650 мл с обратным перемешиванием.

На первую ступень подают 0,918 кг/ч

ДХБ, содержащего 2500 ррм концентрации катализатора, 0,025 Х от масс

ДХБ кокобензилбис (P-гидроксипропил) аммонийхлорида. Водный раствор щелочи представляет собой свежий 227.-ный раствор NaOR в воде. В опыте А мольное отношение NaOH к ДХБ составляет

1,058; в опыте В зто отношение равнялось 1,064. Степень конверсии ДХБ на каждой ступени для каждого опыта определяют с помощью газовой хроматографии.

Результаты опытов приведены в следующей табл.1.

Можно заметить, что в опыте В количество неконвертированного ДХБ на ступени 3 так мало, что в действительности составляет .около нуля.

Этот результат показывает, что обеспечивается большая движущая сила, поскольку на последних ступенях реагирования имеется более высокая концентрация щелочи.

Пример Температура в реак 55 торе на всех стадиях равна 60 С.

В этом примере моделируется работа промышленной установки на основании известной кинетики реакции с

76,95

90,60

95,47

97,55

98,52

99,!1

99,44

99,66

39, 60

48,92

5 4,00

56,26

93,64

98,59

99,66

1 277888

Продолжение табл.4

Выход хлоропрена (%) 99,0

99>2

Степень подачи свежей щелочи

Т а б л и ц а 5

Ступень

Степень конверсии

ДХБ

Е (Р

83,9 56,0

Таблица420

Опыт F

Мольное отношение

Na0H/ДХБ

1,064

1,008

1 115 (0,0112)

Неконвертированный ДХБ после последней ступени (% от исходного количества) 40

0,73

Приведенные выше данные показывают, что при работе в соответствии с предлагаемым способом количество катализатора и избыток свежей щелочи снижается, тогда как степень конвер- 5 сии ДХБ и выход хлоропрена слегка увеличиваются.

П р и м ер 3. Проводят опыты на опытной установке с использованием четырех заполненных жидкостью реакторов с обратным перемешиванием и с применением того же катализатора, что и в примере 1. ДХБ подают с расходом 4310 кг/ч, в качестве свежего водного раствора щелочи применя!

5 ют 20,5%-ный раствор гидроокиси натрия, другие условия процесса и результаты приведены в табл .4 и 5 .

Концентрация катализатора в подаваемом ДХБ,ррм (%) 2100 (0,021) 2 95,4 62,3

3 98,3 97,3

4 99,27 99,78

Температуры в реакторах были слеб дующие: в опыте Е 60 С на всех ступенях, в опыте на всех ступенях, эа исключением 2, 60 С, на второй о ступени 65 С. Концентрация катализатора в опыте Е составляла 0,021% и в опыте F 0,0!12 % от веса ДХБ в сырье.

Количества как гидроокиси натрия так и катализатора были уменьшены, но при этом и степень конверсии ДХБ и выход хлоропрена увеличился, когда подачу свежей щелочи во второй ступени переключают на третью ступень.

1277888

Составитель Н. Гозалова

Редактор А.Долинич Техред И.Попович Корректор Л.Пилипенко

Заказ 6766/60 Тираж 379 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул. Проектная,4