Способ получения гидропероксида n-цимола

Изобретение относится к получению гидропероксида n-цимола, который может быть использован для совместного получения крезола и ацетона. В соответствии с изобретением предложен способ получения гидропероксида n-цимола жидкофазным окислением n-цимола кислородом воздуха при атмосферном давлении, температуре процесса 80-110°С, в течение 1-3 часов, в присутствии в качестве катализатора N-гидроксифталимида в количестве 1-5 мас.%, до содержания гидропероксида n-цимола 25-28%. Технический результат - данный катализатор исключает использование инициатора и щелочных добавок, что значительно упрощает процесс. При этом достигается высокая скорость окисления n-цимола, около 15-19% в час при селективности образования гидропероксида 92-95%. 3 пр.

 

Изобретение относится к нефтехимической промышленности и может быть использовано в процессе совместного получения крезола и ацетона (Б.Д.Кружалов, Б.И.Голованенко. Совместное получение фенола и ацетона. - М.: Гостоптехиздат, 1963; Г.Д.Харлампович, Ю.В.Чуркин. Фенолы. - М.: Химия, 1974).

Известно, что гидропероксид n-цимола получают окислением n-цимола при повышенной температуре в присутствии щелочных добавок и инициатора окисления с последующим выделением целевого продукта.

Наиболее близким к предлагаемому способу получения гидропероксида n-цимола является жидкофазное окисление n-цимола кислородом воздуха, подаваемого в количестве 3,5-4 мас.% на сырье при температуре 135-138°С в присутствии 0,5% инициатора - гидропероксида n-цимола. Общее время контакта в реакторах окисления - 4 часа. При этом содержание гидропероксида в оксидате не выше 13 мас.%. Конверсия исходного углеводорода - 14-14,7 мас.%. Селективность образования третичного гидропероксида n-цимола - 82 мол.%. Скорость окисления n-цимола составляет примерно 4-6% в час (Г.Д.Харлампович, Ю.В.Чуркин. Фенолы. - М.: Химия, 1974).

Количество побочных продуктов значительно увеличивается при окислении n-цимола по сравнению с окислением изопропилбензола, что в значительной степени связано с образованием изопропилбензойной кислоты - конечного продукта окисления метильной группы в молекуле n-цимола. Содержание данной кислоты в продуктах окисления составляет около 16-18% на прореагировавший цимол.

Для повышения скорости процесса окисление проводят при повышенной температуре. В ряде случаев это приводит к самопроизвольному распаду гидропероксидов, значительным энергозатратам и снижению селективности процесса за счет увеличения образования побочных продуктов, в том числе изопропилбензойной кислоты. Поэтому следует стремиться к уменьшению температуры. Известно, что содержание карбоновых кислот резко снижается, если содержание гидропероксида n-цимола в оксидате не будет превышать 6-8% (при этом очень заметно повышается селективность образования третичного гидропероксида), но такое низкое содержание гидропероксида приведет к усложнению технологической схемы процесса и дополнительным затратам, что не выгодно с экономической точки зрения.

Для повышения селективности процесс проводят в присутствии катализаторов - солей металлов хрома, никеля, титана, марганца и др. Но в этом случае требуется дополнительная очистка продуктов окисления от неорганических отработанных катализаторов.

Задачей данного изобретения является устранение вышеуказанных недостатков, повышение скорости окисления n-цимола, при сохранении высокой селективности, в результате использования однокомпонентного катализатора.

Данная техническая задача решается использованием способа получения гидропероксида n-цимола путем жидкофазного окисления n-цимола кислородом воздуха при атмосферном давлении и температуре 80-110°С, в присутствии в качестве катализатора N-гидроксифталимида в количестве 1-5 мас.%. В указанных условиях удается достичь конверсии n-цимола порядка 25-28% за 1-3 часа реакции при селективности образования гидропероксида n-цимола 92-95%. Также в данных условиях содержание изопропилбензойной кислоты, образующейся при окислении метильной группы, удается снизить до 0-0,2%. Характерной особенностью используемого катализатора является простота его получения и возможность его многократного использования. N-гидроксифталимид исключает использование инициатора и щелочных добавок.

Настоящее изобретение иллюстрируется следующими примерами

Пример 1

В стеклянный реактор емкостью 10 см³ загружали 4 см³ n-цимола и 2,4 мас.% N-гидроксифталимида, подавали кислород при атмосферном давлении, при температуре 90°С в течение 1,5 часа и непрерывном перемешивании.

Содержание гидропероксида n-цимола составило 23,2% при селективности его образования 94,1%. Оксидат анализировали на содержание гидропероксида йодометрическим методом анализа. Патенциометрическое титрование показало, что содержание изопропилбензойной кислоты в оксидате составило 0,14%.

Пример 2

В стеклянный реактор емкостью 10 см³ загружали 4 см³ n-цимола и 2,4 мас.% N-гидроксифталимида, подавали кислород при атмосферном давлении, при температуре 80°С в течение 2,5 часов и непрерывном перемешивании.

Содержание гидропероксида n-цимола составило 25,7% при селективности его образования 95,0%. Оксидат анализировали на содержание гидропероксида йодометрическим методом анализа. Патенциометрическое титрование показало, что содержание изопропилбензойной кислоты в оксидате составило 0,08%.

Пример 3

В стеклянный реактор емкостью 10 см³ загружали 4 см³ n-цимола и 2,4 мас.% N-гидроксифталимида, подавали кислород при атмосферном давлении, при температуре 110°С в течение 1,5 часа и непрерывном перемешивании.

Содержание гидропероксида n-цимола составило 27,8% при селективности его образования 92,4%. Оксидат анализировали на содержание гидропероксида йодометрическим методом анализа. Патенциометрическое титрование показало, что содержание изопропилбензойной кислоты в оксидате составило 0-21%.

Способ получения гидропероксида n-цимола жидкофазным окислением n-цимола кислородом воздуха при атмосферном давлении и повышенной температуре в присутствии катализатора, отличающийся тем, что процесс проводят при температуре 80-110°С в течение 1-3 ч, а в качестве катализатора используют N-гидроксифталимид в количестве 1-5 мас.%.