Способ получения алкан( c2-c3 )диолов

 

Использование: в производстве пенопластов, в качестве растворителей и пластификаторов. Сущность: продукт-алкан(С₂-С₃)диолы. Конверсия окиси алкена 99,2 - 100%. Реагент 1: окись алкенов. Реагент 2: вода. Условия реакции: при 95 - 150^oС, под давлением, в присутствии катализатора-кислородного соединения бора ф-лы I: R_n B_x O_y (I), где n - 1 или 2, x - 1 или 4, y - 2,3 или 7, когда R - натрий или калий, или n - 3, x - 1, y - 3, когда R - водород, при молярном соотношении реагента 1, реагента 2 и соединения 1 : (2 - 22) : (0,0006 - 0,0016), лучше 1 : (4 - 15) : (0,00012 - 0,00018). 1 з. п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к технологии получения алкандиолов, находящих широкое применение в производстве пенопластов, в качестве антифризов, растворителей и пластификаторов.

Известен способ получения этиленгликоля путем каталитического гидролиза этиленкарбоната водой при температуре 105-150^оС и давлении 10-15 атм, молярном соотношении вода-этиленкарбонат, равном (1,05-2):1, в присутствии углекислого газа и катализатора молибдата калия в количестве 0,39-0,5 мол. в расчете на этиленкарбонат. При этом конверсия этиленкарбоната 100% селективность к моноэтиленгликолю 100% диэтиленгликоль отсутствует [1] Недостатком способа является использование в качестве сырья этиленкарбоната, что значительно увеличивает себестоимость продукта и усложняет технологический процесс по сравнению с действующими техпроцессами, использующими в качестве сырья этиленоксид. Недостатком является применение дорогостоящего и дефицитного катализатора в количестве 0,39-0,5 мол. что требует последующей дистилляции целевого продукта и больших энергетических затрат.

Наиболее близким к изобретению является способ получения алкандиолов путем двухстадийного гидролиза окисей алкенов при температуре на первой стадии 90-150^оС в среде ацетона в присутствии в качестве катализатора водного раствора кислоты, выбранной из группы: серная, фосфорная, щавелевая, хлорная, n-толуолсульфокислота, с получением смеси кеталей ацетона и диолов, которую гидролизуют на второй стадии при температуре 100-160^оС с одновременным выводом ацетона из системы дистилляции. При этом селективность достигает 99-100% а выход 95-97% [2] Недостатком способа является применение ацетона и коррозионно-активного катализатора в количестве 0,05-0,1 мас. что усложняет технологический процесс (вывод из системы ацетона, его регенерация, дистилляция продукта) и ведет к большим энергетическим затратам.

В большинстве промышленных производств (пенопластов, антифризов, а также в случае применения алкандиолов в качестве пластификаторов и растворителей) не требуется чистый моноэтиленгликоль, а используется смесь моноэтиленгликоля, диэтиленгликоля и триэтиленгликоля различного состава в зависимости от технических требований производства.

Цель изобретения упрощение технологического процесса и снижение энергозатрат.

Поставленная цель достигается тем, что гидратацию окисей алкенов проводят при температуре 95-150^оС и давлении в присутствии катализатора кислородного соединения бора общей формулы R_nB_xO_y, где n 1 или 2, х 1 или 4, y 2, 3 или 7, когда R натрий или калий; или n 3, х 1, y 3, когда R водород в молярном соотношении окись алкена вода кислородное соединение бора 1:(2-22):(0,00006-0,0016), преимущественно 1: (4-15):(0,00012-0,00013), с последующей отпаркой окиси алкена и воды и их возвратом в технологический процесс.

Изобретение поясняется примерами, представленными в таблице.

П р и м е р 1. В автоклаве при температуре 5-8^оС смешивают 135 г воды (7,5 моль), 0,00713 г борной кислоты (0,000115 моль) в виде водного раствора и 22 г этиленоксида (0,5 моль). Автоклав помещают в разогретую баню и выдерживают при температуре 98-105^оС в течение 2,5 ч. При этом давление в автоклаве с 0,6 МПа (в начале реакции) падает до 0,07 МПа. Автоклав захолаживают до 5-8^оС реакционной смеси, разгерметизируют и содержимое подвергают выпарке. Конденсат и целевой продукт анализируют. Получают 29,35 г гликолей состава, Моноэтиленгликоль 93,04 Диэтиленгликоль 5,76 Влага 1,2 Триэтиленгликоль Следы и 128,39 г конденсата состава, Моноэтиленгликоль 0,9 Окись этилена 0,14
Вода Остальное
Конверсия окиси этилена 99,2%
П р и м е р 2. В автоклаве при температуре 5-8^оС смешивают 125 г конденсата примера 1, 10 г воды (итого 7,5 моль), 0,00713 г борной кислоты в виде водного раствора и 22 г этиленоксида. Автоклав выдерживают при температуре 110-150^оС в течение 75 мин. При этом давление в автоклаве падает с 0,7 до 0,07 МПа. Содержимое автоклава выпаривают.

Получают 30,75 г гликолей состава,
Моноэтиленгликоль 92,18
Диэтиленгликоль 7,02
Влага 0,8
Триэтиленгликоль Следы и 127,5 г конденсата состава,
Моноэтиленгликоль 1,0
Окись этилена 0,16
Вода Остальное
Конверсия окиси этилена с учетом возврата конденсата выпарки в рецикл достигает 100%
П р и м е р ы 3-18 проведены без возврата конденсата с изменением температуры режима, молярных соотношений этиленоксид-вода-катализатор и состава катализатора, с использованием смеси или солей борной, метаборной и тетраборной кислот.

Формула изобретения

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЛКАН( C₂- C₃ )ДИОЛОВ гидратацией окисей алкенов при 95 150^oС под давлением в присутствии в качестве катализатора минеральной кислоты или ее солей с последующей отпаркой воды, отличающийся тем, что в качестве катализатора используют кислородное соединение бора общей формулы
R_nB_xO_y,
где n 1 или 2, x 1 или 4, y 2, 3 или 7 при R натрий или калий
или n 3, x 1, y 3 при R водород,
в молярном соотношении оксиь алкена вода кислородное соединение бора 1 2 22 0,00006 0,0016.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что гидратацию осуществляют при молярном соотношении окись алкена вода кислородное соединение бора 1 4 - 15 0,00012 0,00018 соответственно.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 7-2002

Извещение опубликовано: 10.03.2002        

---