Способ получения 4,4-диметил-1,3-диоксана



Способ получения 4,4-диметил-1,3-диоксана
Способ получения 4,4-диметил-1,3-диоксана

Владельцы патента RU 2255936:

Воробьёв Олег Леонидович (RU)
Синицын Александр Васильевич (RU)

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения 4,4-диметил-1,3-диоксана (ДМД) - промежуточного продукта в производстве изопрена, заключающемуся в конденсации изобутилена в виде изобутиленсодержащей фракции с водным раствором формальдегида в присутствии кислотного катализатора при 80-100°С, давлении 1,6-2,0 МПа, с рециркуляцией упаренного водного слоя. Из масляного слоя реакционной массы выделяют ДМД и смесь высококипящих побочных продуктов (ВПП). Смесь ВПП перегоняют на вакуумной ректификационной колонне и полученный дистиллят в количестве 10-20 мас.% от питания колонны возвращают в зону конденсации. Технический результат - снижение отходов процесса, повышение выработки ДМД без увеличения потребления исходного сырья. Технический результат - снижение количества ВПП и повышение выхода ДМД на 2-4 мас.% без увеличения потребления исходного сырья. 1 н. и 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

 

Изобретение относится к нефтехимической промышленности, точнее к области получения мономеров для синтеза полимеров. Более конкретно изобретение относится к способам получения 4,4-диметил-1,3-диоксана (ДМД), который используют как промежуточный продукт в производстве изопрена и полиизопренового каучука.

Известен способ получения ДМД конденсацией изобутилена в виде изобутиленсодержащей фракции С4 с водным раствором формальдегида в присутствии в качестве катализатора серной кислоты при температуре 85-95°С, давлении 1,8-2,0 МПа, разделением реакционной массы на водный и масляный слои. Из масляного слоя ректификацией выделяют ДМД и смесь высококипящих побочных продуктов (ВПП). Водный слой, содержащий серную кислоту и ВПП, нейтрализуют щелочью, затем упаривают. Остаток после упарки, содержащий соли и ВПП, направляют в сточные воды производства [Огородников С.К. и Идлис Г.С. Производство изопрена. - Л.: Химия, 1973, с.48-58]. Недостатками данного способа являются наличие сточных вод, загрязненных солями и ВПП, значительное количество отходов.

Наиболее близким к заявляемому является известный способ получения ДМД конденсацией изобутилена в виде изобутиленсодержащей фракции С4 с водным раствором формальдегида в присутствии щавелевой кислоты в качестве катализатора при температуре 80-100°С, давлении 1,6-2,0 МПа, разделением реакционной массы на водный и масляный слои, с упаркой водного слоя, добавлением к остатку после упарки исходного водного раствора формальдегида и рециркуляцией полученной смеси в зону конденсации с выделением ректификацией из масляного слоя ДМД и смеси ВПП [Кирпичников П.А., Береснев В.В., Попова Л.М. Альбом технологических схем основных производств промышленности синтетического каучука. - Л.: Химия, 1986, с.41-46].

В таком способе с рециркуляцией упаренного водного слоя все продукты реакции выводятся только с масляным слоем, и их содержание в водном слое стабилизируется на определенном уровне. В частности, содержание ВПП в водном слое составляет 12-17% масс.

Недостатками такого способа являются образование значительного количества отходов, не используемых в самом процессе (количество ВПП составляет 225-230 кг в расчете на 1 т полученного ДМД), недостаточная выработка ДМД из исходного сырья - формальдегида и изобутилена.

Задачей заявляемого способа является снижение количества отходов процесса получения ДМД и повышение выработки ДМД из того же самого количества сырья.

Указанная задача решается способом получения ДМД конденсацией изобутилена в виде изобутиленсодержащей фракции С4 с водным раствором формальдегида в присутствии кислотного катализатора при температуре 80-100°С, давлении 1,6-2,0 МПа, разделением реакционной массы на водный и масляный слои, с упаркой водного слоя, добавлением к остатку после упарки исходного водного раствора формальдегида и рециркуляцией полученной смеси в зону конденсации с выделением ректификацией из масляного слоя ДМД и смеси ВПП, причем смесь ВПП перегоняют на вакуумной ректификационной колонне и полученный дистиллят в количестве 10-20% масс. от питания колонны направляют в зону конденсации.

Как вариант предлагается способ, заключающийся в том, что в качестве кислотного катализатора используют щавелевую кислоту, фосфорную кислоту или смесь этих кислот.

Также как вариант предлагается способ, заключающийся в том, что перегонку ВПП осуществляют при следующих условиях:

температура верха, °С 155-170

температура куба, °С 190-200

давление, МПа 0,015-0,03

число тарелок 22-28

флегмовое число 1-1,5.

Отличие предлагаемого способа от прототипа состоит в том, что на вакуумной ректификационной колонне отгоняют часть смеси ВПП в количестве 10-20% масс. Другое отличие заключается в том, что отогнанную часть смеси ВПП возвращают в зону конденсации. Кубовый остаток после перегонки ВПП является отходом процесса.

В отгоняемой части смеси ВПП содержатся, в основном, простые эфиры, образованные метанолом, триметилкарбинолом с компонентами смеси ВПП-пирановым спиртом, метилбутандиолом, диоксановыми спиртами. Возврат указанного дистиллята в зону конденсации позволяет уменьшить образование ВПП и получить дополнительное количество ДМД.

Снижение доли дистиллята менее 10% масс. не позволяет в возможной мере снизить количество отходов процесса. Увеличение доли дистиллята более 20% масс. приводит к накоплению ВПП в рециркулирующем водном слое до содержания более 30% масс., что ухудшает диссоциацию кислотного катализатора, замедляет скорость реакции и в итоге снижает выработку ДМД.

Проведение перегонки ВПП под вакуумом (при пониженном давлении) позволяет снизить рабочую температуру в колонне перегонки и избежать осмоления ВПП во время перегонки.

Предлагаемый способ по сравнению с прототипом позволяет снизить количество ВПП до 170-200 кг в расчете на 1 т ДМД, увеличить выработку ДМД на 2,5-4,5% масс. без увеличения потребления исходного сырья.

Промышленное применение предлагаемого способа иллюстрируется примерами.

Пример 1.

В реакторный блок синтеза ДМД, состоящий из пяти трубчатых реакторов, подают изобутан-изобутиленовую фракцию с содержанием изобутилена 47,2% масс. со скоростью 37,8 т/ч, а также формальдегидную шихту, представляющую собой водный раствор, содержащий 33,1% масс. формальдегида, 1,6% масс. щавелевой кислоты и 1,2% масс. фосфорной кислоты со скоростью 51,3 т/ч.

В реакторном блоке поддерживают температуру 96°С, давление 1,7 МПа.

Выходящую из реакторного блока реакционную массу разделяют на водный и масляный слои. Концентрация формальдегида в водном слое составляет 8,2% масс., концентрация ВПП - 12,4% масс.

Водный слой упаривают, остаток после упарки смешивают с исходным водным раствором формальдегида, затем полученную смесь рециркулируют в реакторный блок в качестве формальдегидной шихты.

Масляный слой промывают водой, затем подвергают ректификационной переработке для выделения продуктов синтеза ДМД.

На первой (по ходу потока масляного слоя) ректификационной колонне отгоняют отработанную изобутан-изобутиленовую фракцию с содержанием изобутилена 13,9% масс., которую отправляют на дальнейшую переработку известными методами.

Кубовую жидкость первой колонны подают во вторую ректификационную колонну, где отгоняют триметилкарбинольную фракцию, которую рециркулируют в реакторный блок.

Кубовую жидкость второй колонны подают в третью ректификационную колонну, где отгоняют ДМД в количестве 20,9 т/ч.

Остаток после отгонки ДМД в количестве 4,58 т/ч представляет собой ВПП.

ДМД направляют на разложение в изопрен, который используют для получения полиизопренового каучука.

Полученные ВПП подают в ректификационную колонну, где поддерживают следующий режим работы:

температура верха, °С 155-170

температура куба, °С 190-200

давление, МПа 0,015-0,03

число тарелок 22-28

флегмовое число 1-1,5.

С верха этой колонны отбирают дистиллят в количестве 0,46 т/ч. Доля дистиллята от питания составляет 10% масс. Дистиллят направляют в реакторный блок.

С нижней части этой колонны выводят кубовый остаток в количестве 4,12 т/ч. Кубовый остаток является отходом процесса получения ДМД. Количество кубового остатка в расчете на 1 т полученного ДМД составляет 197 кг. Кубовый остаток далее утилизируют известными способами.

Пример 2.

Процесс проводят аналогично примеру 1, однако имеются следующие отличия.

Концентрация формальдегида в водном слое составляет 7,8% масс., концентрация ВПП - 14,5% масс.

Концентрация изобутилена в отработанной изобутан-изобутиленовой фракции составляет 13,4% масс.

Выработка ДМД составляет 21,1 т/ч, выработка ВПП - 4,6 т/ч.

Отбор дистиллята на колонне перегонки ВПП составляет 0,64 т/ч, доля дистиллята 14% масс. от питания, вывод кубового остатка 3,96 т/ч.

Количество кубового остатка после перегонки ВПП в расчете на 1 т полученного ДМД составляет 188 кг.

Пример 3.

Процесс проводят аналогично примеру 1, однако имеются следующие отличия.

Концентрация формальдегида в водном слое составляет 8,6% масс., концентрация ВПП - 16,3% масс.

Концентрация изобутилена в отработанной изобутан-изобутиленовой фракции составляет 14,3% масс.

Выработка ДМД составляет 21,3 т/ч, выработка ВПП - 4,62 т/ч.

Отбор дистиллята на колонне перегонки ВПП составляет 0,79 т/ч, доля дистиллята 17% масс. от питания, вывод кубового остатка 3,83 т/ч.

Количество кубового остатка после перегонки ВПП в расчете на 1 т полученного ДМД составляет 180 кг.

Пример 4.

Процесс проводят аналогично примеру 1, однако имеются следующие отличия.

Концентрация формальдегида в водном слое составляет 8,4% масс., концентрация ВПП - 17,1% масс.

Концентрация изобутилена в отработанной изобутан-изобутиленовой фракции составляет 14,1% масс.

Выработка ДМД составляет 21,4 т/ч, выработка ВПП - 4,63 т/ч.

Отбор дистиллята на колонне перегонки ВПП составляет 0,93 т/ч, доля дистиллята 20% масс. от питания, вывод кубового остатка 3,7 т/ч.

Количество кубового остатка после перегонки ВПП в расчете на 1 т полученного ДМД составляет 173 кг.

Данные примеров осуществления способа сведены в таблицу.

Как следует из приведенных в таблице данных, предлагаемый способ позволяет снизить количество ВПП до 170-200 кг в расчете на 1 т полученного ДМД. Кроме того, по сравнению с известным способом предлагаемый способ позволяет увеличить выработку ДМД на 2,5-4,5% масс. без увеличения потребления исходного сырья.

1. Способ получения 4,4-диметил-1,3-диоксана конденсацией изобутилена в виде изобутиленсодержащей фракции С4 с водным раствором формальдегида в присутствии кислотного катализатора при температуре 80-100°С, давлении 1,6-2,0 МПа разделением реакционной массы на водный и масляный слои с упаркой водного слоя, добавлением к остатку после упарки исходного водного раствора формальдегида и рециркуляцией полученной смеси в зону конденсации, с выделением ректификацией из масляного слоя 4,4-диметил-1,3-диоксана и смеси высококипящих побочных продуктов, отличающийся тем, что смесь высококипящих побочных продуктов перегоняют на вакуумной ректификационной колонне и полученный дистиллят в количестве 10-200 мас.% от питания колонны направляют в зону конденсации.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве кислотного катализатора используют щавелевую кислоту, фосфорную кислоту или смесь этих кислот.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что перегонку высококипящих побочных продуктов проводят при следующих условиях:

Температура верха, °С 155-170

Температура куба, °С 190-200

Давление, МПа 0,015-0,03

Число тарелок 22-28

Флегмовое число 1-1,5



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к усовершенствованному способу осуществления реакции трансалкоголиза триметилолпропан моноциклического формаля (ТМП-МЦФ) или триметилолэтан моноциклического формаля (ТМЭ-МЦФ) с избытком одноатомного или двухатомного спирта при повышенной температуре и в присутствии кислотного катализатора для получения триметилолпропана (ТМП) или триметилолэтана (ТМЭ), соответственно, которые используются в качестве промежуточных соединений для получения широкого круга продуктов, и побочного продукта – ацеталя, а также относится к способу осуществления взаимодействия композиции, содержащей, по меньшей мере, 10 мас.% триметилолпропан-бис-монолинейного формаля (ТМП-БМЛФ) или триметилолэтан-бис-монолинейного формаля (ТМЭ-БМЛФ), не более чем около 5 мас.% воды и одноатомный или двухатомный спирт в избытке от стехиометрического количества, с сильным кислотным катализатором при температуре 30-300 0С и в течение промежутка времени, достаточного для превращения значительного количества указанного ТМП-БМЛФ или ТМЭ-БМЛФ в триметилолпропан или триметилолэтан, соответственно, и побочный продукт - ацеталь.

Изобретение относится к промежуточному продукту - трет-бутил(Е)-(6-{2-[4-(4-фторфенил)-6-изопропил-2-[метил(метилсульфонил)-амино]пиримидин-5-ил]винил}-(4R,6S)-2,2-диметил[1,3]диоксан-4-ил]ацетату, который может быть использован в синтезе соединения формулы IV, обладающего действием ингибитора HMG CoA-редуктазы, а следовательно, может быть использовано для получения фармацевтических средств для лечения, например, гиперхолестеринемии, гиперпротеинемии и атеросклероза.

Изобретение относится к нефтехимии, в частности к способам получения высокооктановых кислородсодержащих компонентов, используемых в качестве добавки к моторным топливам.

Изобретение относится к способу получения производных 2-(6-замещенной-1,3-диоксан-4-ил)уксусной кислоты формулы 1 или его соли, или кислоты: где Х означает галоген, тозилатную, мезилатную, ацилоксигруппу, арилокси- или нитро-замещенную бензолсульфонильную группу и R 1, R2 и R3, каждая независимо означает C1-3 алкильную группу из соединения формулы 2: где Х имеет вышеуказанные значения, с использованием подходящего агента ацетализации, в присутствии кислотного катализатора, и с последующим преобразованием его, при необходимости, в соответствующую соль или кислоту

Изобретение относится к способу получения фторированного кетона нижеследующей формулы (5), который включает реакцию соединения нижеследующей формулы (3), имеющего содержание фтора по крайней мере 30 вес.%, с фтором в жидкой фазе, содержащей растворитель, выбранный из группы, состоящей из перфторалкана, перфторированного сложного эфира, перфторированного простого полиэфира, хлорфторуглеводорода, простого хлорфторполиэфира, перфторалкиламина, инертной жидкости, соединения нижеследующей формулы (2), соединения нижеследующей формулы (4), соединения нижеследующей формулы (5) и соединения нижеследующей формулы (6), с получением соединения нижеследующей формулы (4), а затем подвергание сложноэфирной связи в соединении формулы (4) реакции диссоциации в присутствии KF, NaF или активированного угля и при отсутствии растворителя: где группа RA представляет собой алкильную группу, частично галогенированную алкильную группу, содержащую образующий простой эфир кислородный атом алкильную группу или частично галогенированную содержащую образующий простой эфир кислородный атом алкильную группу, где каждая из указанных групп содержит от 1 до 10 атомов углерода;группа R AF, содержащая от 1 до 10 атомов углерода, является группой RA, которая была перфторирована;группа R B представляет собой алкильную группу, частично галогенированную алкильную группу, содержащую образующий простой эфир кислородный атом алкильную группу или частично галогенированную содержащую образующий простой эфир кислородный атом алкильную группу, где каждая из указанных групп содержит от 1 до 10 атомов углерода; группа RBF, содержащая от 1 до 10 атомов углерода, является группой RB, которая была перфторирована; группы RC и RCF являются одинаковыми, и каждая из групп RC и RCF содержит от 2 до 10 атомов углерода и представляет собой алкильную группу, частично галогенированную алкильную группу, содержащую образующий простой эфир кислородный атом алкильную группу или частично галогенированную содержащую образующий простой эфир кислородный атом алкильную группу, каждая из которых была перфторирована;или где группы RA и RB связаны друг с другом с образованием алкиленовой группы, частично галогенированной алкиленовой группы, содержащей образующий простой эфир кислородный атом алкиленовой группы или частично галогенированной содержащей образующий простой эфир кислородный атом алкиленовой группы, где каждая из указанных групп содержит от 3 до 6 атомов углерода; каждая из групп R AF и RBF является перфторированной группой, образованной RA и RB, и каждая из них содержит от 3 до 6 атомов углерода; и группы RC и RCF являются одинаковыми, и каждая из групп RC и R CF содержит от 2 до 10 атомов углерода ипредставляет собой алкильную группу, частично галогенированную алкильную группу, содержащую образующий простой эфир кислородный атом алкильную группу или частично галогенированную содержащую образующий простой эфир кислородный атом алкильную группу, каждая из которых была перфторирована

Изобретение относится к новому способу получения замещенных арилконденсированных азаполициклических соединений формул (II) и (VIII), новым промежуточным продуктам и способам их получения

Изобретение относится к способу получения производного 2-(6-замещенной-1,3-диоксан-4-ил)-уксусной кислоты формулы 1 где R1, R2 и R3 каждый независимо представляет собой С1-4 алкильную группу или где R 1 и R2 вместе с атомом углерода, с которым они связаны, образуют 5- или 6-членный циклоалкил, и где Y представляет собой RA-CO-, где RA выбран из группы алкила или арила с 1-12 атомами углерода, из его соответствующего производного 2-(6-замещенной)-1,3-диоксан-4-ил)-уксусной кислоты формулы 2 где R1, R2 и R3 являются такими, как они определены выше, и где X представляет собой галоген, в присутствии межфазного катализатора и оксилирующего агента, заключающемуся в том, что ион четвертичного фосфония формулы 3 где R4, R5 , R6, R7 каждый независимо представляет собой алкил, циклоалкил, аралкил или арил с 1-12 атомами углерода, используют в качестве межфазного катализатора, и ион формулы 4 где Y является таким, как он определен выше, используют в качестве оксилирующего агента, где RA , R4, R5, R 6, R7, в случае если R 4, R5, R6, R7 представляют собой арил или аралкил, могут быть замещены заместителями, выбранными из группы галогенов, алкокси с 1-6 атомами углерода, алкила с 1-6 атомами углерода или нитро

Изобретение относится к соединениям, которые применяются для получения эпотилонов или их производных, а именно соединениям формулы I, соединениям общей формулы III, к соединениям общей формулы XII, где R4 представляет собой C1-С6алкильную группу, где R1 и R2 могут иметь идентичные либо разные значения и независимо друг от друга представляют собой спиртовую защитную группу, такую, например, как бензил, трет-бутилдиметилсилил, триметилсилил, триэтилсилил, трет-бутилдифенилсилил, или в случае, когда R 1 и R2 соединены мостиковой связью, представляют собой кетальную защитную группу, такую, например, как Изобретение также относится к способу получения соединений формулы (I), который заключается в том, что исходное соединение общей формулы (II) подвергают обработке с целью защиты спиртовых групп защитными группами R1 и R2

Изобретение относится к способу получения сложного эфира формулы (1) где R1 представляет собой уходящую группу, CN, ОН или группу COOR5 , R3 и R4, каждый независимо, представляют собой C1-3алкильную группу, и R2 и R5 , каждый независимо, представляют собой сложноэфирный остаток, при котором соответствующую соль формулы (2) где М представляет собой Н или щелочной (щелочно-земельный) металл, приводят в контакт с хлорангидрид-образующим агентом в инертном растворителе с образованием соответствующего хлорангидрида и этот хлорангидрид приводят в контакт со спиртом формулы R 2OH в присутствии N-метил-морфолина (N-MM)
Изобретение относится к усовершенствованному способу получения 4,4-диметил-1,3-диоксана путем конденсации изобутиленсодержащей фракции с водным раствором формальдегида в присутствии кислотного катализатора и поверхностно-активных веществ при повышенных температуре и давлении и последующего выделения 4,4-диметил-1,3-диоксана из реакционной массы

Изобретение относится к способу переработки отходов производства изопрена из 4,4-диметил-1,3-диоксана, заключающемуся в разделении ректификацией высококипящих побочных продуктов, образующихся при синтезе 4,4-диметил-1,3-диоксана из изобутилена и формальдегида в присутствии кислотного катализатора, выделенных из масляного и водного слоев и являющихся кубовым остатком ректификации 4,4-диметил-1,3-диоксана, используемого для получения изопрена разложением на кальцийфосфатном катализаторе, включающему предварительное удаление под вакуумом из высококипящих побочных продуктов в первой колонне легкокипящей широкой фракции углеводородов и последующую отгонку углеводородов из оставшегося кубового продукта первой колонны в процессе его обработки острым водяным паром и характеризующемуся тем, что отгонку легкокипящей широкой фракции углеводородов в первой колонне проводят при остаточном давлении 0,00065-0,0055 МПа в верхней части колонны с выдерживанием температуры вспышки оставшегося в первой колонне кубового продукта в пределах 115-130°С путем изменения температуры в кубовой части первой колонны в интервале 165-185°С, кубовый продукт первой колонны направляют во вторую колонну на перегонку с острым водяным паром, причем массовое соотношение водяной пар:углеводороды выдерживают 2,5-4,0:1,0 при избыточном давлении во второй колонне 0,01-0,03 МПа, первый готовый продукт - оксаль выводят из второй колонны с температурой вспышки 180-210°С, отогнанные из верхней части второй колонны пары углеводородов и воды после конденсации подают в третью колонну и при избыточном давлении в верхней части колонны 0,05-0,07 МПа погон колонны, состоящий в основном из водяных паров, возвращают в верхнюю часть второй колонны, избыток после конденсации подают на биологическую очистку, полученные в кубовой части третьей колонны диоксановые спирты - оксанол выводят в виде второго готового продукта

Изобретение относится к способу выделения органических соединений (ДМД, ТМК, непредельные спирты, метилаль) из водного слоя при синтезе диметилдиоксана в производстве изопрена из изобутилена и формальдегида путем частичной экстракции этих соединений из погона колонны упарки водного слоя изобутан-изобутиленовой фракцией, поступающей на синтез диметилдиоксана в весовом соотношении 1:0,8-1,0 с последующим укреплением и обезметаноливанием формальдегида, характеризующемуся тем, что рафинат частичной экстракции органических соединений подвергают дополнительной экстракции изобутан-изобутиленовой фракцией в соотношении 1:0,5-0,8 и полученный рафинат объединяют с формальдегидной водой, полученной при разложении ДМД, а также дистиллятом колонны укрепления формалина и подают на укрепление и обезметаноливание формальдегида с последующей подачей дистиллята колонны обезметаноливания формальдегида на экстракцию сконцентрированных в нем органических соединений возвратной изобутановой фракцией, выделенной после синтеза диметилдиоксана в соотношении 1:1,0-1,2, с последующей подачей экстракта снова на выделение возвратной изобутановой фракции

© Патентный поиск, поиск патентов на изобретения - FindPatent.RU 2012-2024
Политика конфиденциальности 2004-02-25 2013-03-23T05:31:31
Наверх