Способ получения 2,5-диметилфурана

 

Изобретение относится к гетероциклическим соединениям, в частности к получению 2,5-диметилфурана (ДМФ). Цель - повышение производитель-- ности процесса и снижение рас-., хода водорода. Получение ДМФ ведут гидрированием 5-метилфурфурола (МФ) в присутствии окисного меднохромитно-. го катализатора в паровой фазе (при нагревании). КТ имеет состав, %: окись меди 40,4 48,6; окись хрома 39,0 - 47,6; окись бария (кальция) 3,4 - 9,8; графит 2,0-2,8; вода - остальное. КТ предварительно восстанавливают водородом при 180-250 С. Процесс осуществляют при скорости подачи МФ 1,0-3,0 ч и молярном отношении водород - МФ 2,3 4,9:1 и 200-320 0. Предпочтительно процесс ведут в присутствии паров воды при молярном соотношении вода 5, МФ 0,2т 0,5:1. Способ позволяет в 2-3 раза повысить производительность процесса и снизить расход водорода. 1 з.п,ф-лы, 1 табл. С/)

СООЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) » зр!

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ С8ИДЕТЕЛЬСТВУ

»

\ ! с

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (21) 4057204/31-04 (22) 22.01.86 (46) 30.12.87. Бюл. N - 48 (71) Институт органического синтеза

АН ЛатвССР (72) В.В. Стонкус, Ж.Г, Юсковец, М.В. Шиманская и В.Н. Соколова (53) 547.722.02(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

))! 1113380,, кл. С 07 D 307/36, 1984. ( (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 2,5-ДИМЕТИЛФУРАНА (57) Изобретение относится к гетероциклическим соединениям, в частности к получению 2,5-диметилфурана (ДМФ).

Цель — повышение производитель-. ности процесса и снижение рас-. хода водорода. Получение ДМФ ведут (11) 4 С 07 D 307/36 В 01 J 23/86 гидриров анием 5-метилфурфурола (МФ) в присутствии окисного меднохромитно". го катализатора в паровой фазе (при нагревании). КТ имеет состав, %: окись меди 40,4 - 48,6; окись хрома

39,0 †47,6; окись бария (кальция)

3,4 — 9,81 графит 2,0 — 2,8; водаостальное, КТ предварительно восстао навливают водородом при 180-250 С.

Процесс осуществляют при скорости подачи МФ 1,0-3,0 ч и молярном от-( ношении водород — МФ 2,3 4,9:i и

200-320 С. Предпочтительно процесс ведут в присутствии паров воды при молярном соотношении вода 5, МФ 0,2 =

0 5:1. Способ позволяет в 2-3 раза а повысить производительность процесса и снизить расход водорода. 1 з.и ф-лы, (/)

1 табл. чистого.

Для уменьшения градиента темпера— туры в реакторе процесс гидрирования

5-метилфурфурола можно вести в присутствии небольшого количества водяного пара (0,2-0 5 моль воды на 1моль

5-метилфурфурола). Применение водяного пара вместо инертных газов позволяет также повысить степень улавливания 2,5-диметилфурана из контактных газов, см. таблицу.

В качестве исходного реагента может быть использован как чистый 5метилфурфурол, так и продукт, содержащий 5-10% примеси фурфурола, т.е. для процесса не требуется сырье вы45

1 136П33

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения 2,5-диметилфурана, который используется в качестве дезодоранта, а также для . получения биологически активных веществ.

Цель изобретения — повышение производительности процесса и снижение расхода водорода. 10

Цель достигается использованием окисного медно-хромитного катализатора, промотированного солями бария или кальция.

При получении 2,5-диметилфурана в реактор загружают таблетки катализатора, который затем обрабатывают водородом при постепенном повышении температуры от 180 до 250 С до преко ращения поглощения водорода. Затем устанавливают заданные температуру и скорости подачи воцорода, 5-метилфурфурола и воды. На выходе из реактора конденсируют жицкие продукты реакции гидрирования, контактные газы 25 проходят через ловушку, охлаждаемую до -70 С, для более полного улавливания несконденсировавшегося продукта. Содержимое конденсатора и ловушки объединяют, органический слой отделяют от воды, взвешивают, анализируют и разгоняют на фракции.

Целевой продукт выделяют из реакционной смеси отгонкой. Так, при разгонке 75 r смеси, содержащей 90,37

2 5-диметилфурана, 1,2% 5-метилфурфурола и 8,5% других продуктов (сильван, 5-метилфурфурилои гй спирт и др, ), в колбе, снабженной дефлегматором и холодильником, охлаждаемым водопроводной водой, получено 66,0 г 99,3Х40 ного 2,5-диметилфурана, продукта, согласно ТУ 6-09-40-786-85 химически сокого качества, а применим и технический продукт.

К тому же, основные побочные продукты процесса — сильван и 5-метилфурфуриловый спирт также являются ценными для народного хозяйства продуктами и в процессе разгонки или ректификации реакционной смеси могут быть выделены в чистом виде.

Пример 1. Через реактор с

20 мл (25 r) промотированного барием катализатора, содержащего в пересчете на окислы, мас.7: 43,3 мас.7, окись меди 43,3; окись хрома 39,3; окись бария 9,8; вода 4,8; графит

2,8, при 200 С в течение 1 ч пропусо кают 23,2 г 5-метилфурфурола и 11 л водорода. Мольное соотношение водорода и 5-метилфурфурола — 2,3:1, скорость подачи.5-метилфурфурола — 1,0 ч

В продуктах реакции определяют

18,92 r 2,5-диметилфурана и 0,05 r непрореагировавшего 5-метилфурфурола, Конверсия 5-метилфурфурола — 99,8%, селективность образования 2,5-диметилфурана — 93,6 мол.7., производительность по 2,5-диметилфурану — 946 г/л кат ° ч . Выход 2,5 — диметилфурана 93,47., чистота продукта 99,97..

Пример 2. Через реактор с

20 мл (25,2 г) промотированного барием катализатора, содержащего в пересчете на окислы, мас.7: окись меди

40,0, окись хрома 47,6, окись бария о

6,2, вода 3,7, графит 2,1, при 220 С в течение 1 ч пропускают 30,0 r 5метилфурфурола и 27,5 л водорода.

Мольное соотношение водорода и 5-метилфурфурола — 4,5:1, скорость подачи 5-метилфурфурола — 1,4 ч . В продуктах реакции определяют 23,74 r

2,5-диметилфурана и 0,21 r непрореагировавшего 5-метилфурфурола, Конверсия 5-метилфурфурола — 99,3Х, селективность образования 2,5-диметилфурана — 91,3 мол. %, производительность по 2,5-диметилфурану

1187 г/л кат.ч . Выход 2,5-диметилфурана 90,6%, чистота продукта 99,97..

Пример 3. Через реактор с

20, мл (25,8 г) промотированного барием катализатора, содержащего в пересчете на окислы, мас.7: окись меди

48,6; окись хрома 39,0; окись бария

6,6 вода 3,8; графит 2,0; при 26С С в течение 1 ч пропускают 66,0 г 5метилфурфурола и 38,0 л водорода.

Мольное соотношение водорода и 5-ме1362733 тилфурфурола — 2, 8: 1, скорость подачи 5-метилфурфурола — 3,0 ч " . В продуктах реакции определено 49,28 r

2,5-диметилфурана и 0,99 r непрореагировавшего 5-метилфурфурола.

Конверсия 5-метилфурфурола — 98,5Х, селективность образования 2,5-диметилфурана — 86,8 мол.Х, производительность по 2,5-диметилфурану—

2464 г/л кат ч. Выход 2,5-диметилфурана 85,5Е, чистота продукта 99,7Z..

Пример 4. Через реактор с

20 мл (25,8 r) промотированного барием катализатора, содержащего в пересчете на окислы мас.%: окись меди

47,0 окись хрома 40,3; окись бария

3,4; вода 7, 1; графит 2,2; при 29С С в течение 1 ч пропускают 50,0 r 5метилфурфурола, 1,6 г воды и 45,8 л водорода. Мольное соотношение водорода и 5-метилфурфурола — 4,5:1,мольное соотношение воды и 5-метилфурфурола — 0,2:1, скорость подачи 5-метилфурфурола — 2,3 ч . В продуктах реакции определяют 37,51 г 2,5-диметилфурана и 1,31 r непрореагировавшего 5-метилфурфурола.

Конверсия 5-метилфурфурола — 97,47., селективность образования 2,5 †диметилфурана — 88,2 мол.7., производительность по 2,5-диметилфурану

1875 г/л кат.ч . Выход 2,5-диметил— фурана 85, 97, чистота продукта 99, 37..

Пример 5. Через реактор с

20 мл (26,2 r) промотированного кальцием катализатора, содержащего в пересчете на окислш, мас.7: окись меди

40,8; окись хрома 44,7; окись кальция 6,5; вода 5,5; графит 2,5, при

320 С в течение 1 ч пропускают 40,0 г

5-метилфурфурола, 3,3 r воды и 40,0л водорода. Мольное соотношение водорода и 5-метилфурфурола — 4,9:1, мольное соотношение воды и 5-метилфурфурола — 0 5:1, скорость подачи 5-ме-. тилфурфурола — 1,8 ч . В продуктах реакции определяют 29,45 r 2,5-диметилфурана и 1,51 r непрореагировавшего 5-метилфурфурола.

Конверсия 5-метилфурфурола

96,27, селективность образования 2,5диметилфурана — 87,7 мол.7, производительность по 2,5 — дим. тилфурану—

1472 г/л кат ч. Выход 2,5-диметилфурана 84,3Х чистота продукта 99,3%.

Остальные примеры осуществления данного способа приведены в таблице.

Таким образом данный способ позволяет в 2-3 раза повысить производительность процесса и снизить расход водорода. формула изобретения

1. Способ получения 2,5-диметилфурана гидрированием 5-метилфурфурола в присутствии медно-хромитного катализатора в паровой фазе при нагрева25 нии, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности процесса и снижения расхода водорода, в качестве катализатора используют окисный меднохромитный катаЗ0 лизатор состава, мас.7.:

Окись меди 40,4-48,6

Окись хрома 39,0-47,6

Окись бария (кальция) 3,4-9,8

Графит

Вода Остальное который предварительно восстанавливают водородом при 180-250 С, а процесс осуществляют при скорости подачи 540 метилфурфурола 1,0-3,0 ч и молярном соотношении водород: 5-метилфурфуролХ,3-4,9:1 и 299-320 С.

2. Способ по п.1, о тл и ч аюшийся тем, что процесс осуществ45 ляют в присутствии паров воды при молярном соотношении вода: 5-метилфурфурол-0,2-0,5 1 °

1362733

Влияние условий процесса на выход 2,5-диметилфурана и производительность процесса

Производительность по 2,5диметилфурану г/л кат" ч

Селективность о6Конверсия 5СоотношеСкорость подачи

5-метилфурфурола, ч

Соотношение водорода и 5метилфурфурола, моль/моль

Температура реакции, С (пример) ние воды и 5-метилфурфурола, моль/моль разования

2,5-диметилфурана, мол. 7. метилфурфу рола,7

344

100,0 90,6

0:1

2,9:1

2,3 ° 1

4,5:1

2,8:1

4,5:1

4,9 1

3,8:1

2,0:1

3,2:1

7,5:1

16,1:1

22,0:1

29,6:1

3,6:1

0,4

190

93,6

О:1

946

99,8

200(1)

220(2)

260(3)

290(4)

320(5)

350

1,0

1187

91,3

86,8

99,3

0:1

1,4

2464

0;1

98,5

3,0

1875

88,2

97 4

96,2

0,2:1

0,5:1

2,3

1472

87,7

84,8

1,8

660

0:1

89,2

0,9

1500

80,2

О:1

98,3

2,0

220

583

86,8

80,3

0:1

100,0

99,4

0,7

220

1061

О:1

1,4

220

914

69,2

63,9

99,5

О:1

1,4

220

846

99,5

0:1

1,4.220

774

О:1

58,8

99,6

1,4

220

78,3

985

94,6

1,4

220

Составитель И. Дьяченко

Техред М.Дидык

Корректор. В. ГИРннк

Редактор М. Товтин

Подписное

Заказ 6348/17 Тираж 372

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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