Способ получения пара-трет-бутилкумола



Владельцы патента RU 2749508:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ярославский государственный технический университет" ФГБОУВО "ЯГТУ" (RU)

Изобретение относится к способу получения пара-трет-бутилкумола (ПТБК), который находит применение для получения полимеров и сополимеров для создания композиций красок, покрытий и термореактивных смол. Способ заключается в алкилировании кумола трет-бутиловым спиртом (ТБС). В качестве катализатора используют концентрированную серную кислоту, при этом ее добавляют в реакционную смесь, поддерживая температуру 10-25°С. Далее процесс ведут при температуре 10-35°С в течение 30-180 минут при мольном соотношении кумол:ТБС:H2SO4 - 3:1:3. Технический результат: высокие выходы пара-трет-бутилкумола, не содержащего примесей орто- и мета-изомеров. 3 пр.

 

Настоящее изобретение относится к способу получения пара-трет-бутилкумола (ПТБК) алкилированием кумола трет-бутиловым спиртом (ТБС) в присутствии концентрированной серной кислоты в качестве катализатора.

Алкильные производные трет-бутилбензола применяются для получения полимеров и сополимеров для создания композиций красок и покрытий, термореактивных смол (US 5434325), а также могут быть использованы в качестве исходных веществ для получения трет-бутилфенолов (Е.М. Яркина, Е.А. Курганова, А.С. Фролов, Г.Н. Кошель, Е.М. Денисова // Журнал прикладной химии. - 2019. - Т. 92, Вып. 11. - С. 1427-1434).

В настоящее время известны способы получения ПТБК заключающиеся в алкилировании кумола изобутиленом в различных условиях. К примеру, в патенте US №3849507А продемонстрирован способ получения ароматических углеводородов методом алкилирования на таблетированной монтмориллонитовой глине. В качестве одного из примеров указан метод получения ПТБК алкилированием кумола изобутиленом с использованием указанного выше катализатора при повышенном давлении (13,61 атм) и при температуре 135°С, с выходом целевого продукта 71,1%.

В патенте US №4469908 раскрыт способ алкилирования ароматических углеводородов алкилирующими агентами, имеющими от одного до пяти и предпочтительно от трех до пяти атомов углерода. В данном патенте описан метод получения ПТБК путем аликилирования кумола 1-бутеном или 2-бутеном на HZSM-12 цеолите при 200°С и давлении 20 атм. В ходе данного эксперимента удается достичь 95% селективности по алкилирующему агенту в «ара-положение, оставшиеся 5% проходят по алкилированию в мета-положение.

Общим среди многообразия методов алкилирования кумола является образование наряду с ПТБК большого количества побочных продуктов, в том числе орто-трет-бутилкумола, мета-трет-бутилкумола, диизопропилбензола, изопропилтолуола, и др., обуславливающие необходимость использования сложных систем выделения ПТБК, что оказывает значительное влияние на экономическую эффективность производства.

Проведение поиска с ретроспективой на 15-20 лет в базах Orbit, WIPO, ФИПС не позволил выявить более современного прототипа, чем представленного ниже.

Наиболее близким к предлагаемому способу получения ПТБК является алкилирование кумола трет-бутиловым спиртом (ТБС) в присутствии 85% серной кислоты в качестве катализатора, данная работа описана в статье G.F. Hennion, A.J. Driesch, P.L. Dee // The Journal of Organic Chemistry. - 1952. V. 17, I. 8 - P. 1102-1106. Согласно тексту данной статьи, алкилирование изопропил-бензола mpem-бутиловым спиртом проводили в однолитровой трехгорлой колбе, снабженной мешалкой, капельной воронкой и воздушным холодильником. Один моль (120 г) изопропилбензола и три четверти моль (55,5 г) трет-бутилового спирта помещали в колбу, и смесь охлаждали на ледяной бане. Затем добавляли 500 г. холодной 85% серной кислоты из капельной воронки в течение 1,5 часов при перемешивании. Ледяную баню убирали, капельную воронку заменяли термометром, и смеси давали нагреться до 25°С в течение 2 часов. Затем перемешивание продолжали в течение 8,5 часов, поддерживая внутреннюю температуру 25°С с периодическим охлаждением по мере необходимости. Описанным способом удается получить смесь мета- и пара- изомеров трет-бутилкумола в процентном соотношении 10 и 90% соответственно. Выход трет-бутилкумола на прореагировавший трет-бутиловый спирт составил 47,9%.

Задача изобретения - получение индивидуального изомера пара-трет-бутилкумола (ПТБК), не содержащего примесей орто- и мета-изомеров.

Данная задача решается путем использования способа алкилирования кумола трет-бутиловым спиртом (ТБС) при атмосферном давлении, мольном соотношении кумол: ТБС: H2SO4 - 3:1:3 и температуре 10-35°С. Реакция проводится в трехгорлой колбе, снабженной мешалкой, обратным холодильником и капельной воронкой. В колбу загружали расчетное количество кумола. Затем при постоянном перемешивании и температуре 10-25°С добавляли концентрированную серную кислоту (>94%) с такой скоростью, чтобы температура не превышала заданную (но не более 25°С). Далее с помощью капельной воронки добавляли трет-бутиловый спирт со скоростью 1-2 капли в секунду, поддерживая заданную внутреннюю температуру с периодическим охлаждением (на водяной бане со льдом) по мере необходимости. Затем убирали капельную воронку и продолжали перемешивание в течение 30-180 минут при той же температуре.

Разделение продуктов реакции может быть произведено, к примеру, ректификацией, так как компоненты смеси имеют значительную разницу в температурах кипения. Выход ПТБК на прореагировавший трет-бутиловый спирт в данных условиях составляет 60-90% соответственно.

Настоящее изобретение иллюстрируется следующими примерами:

Пример 1

В стеклянную круглодонную трехгорлую колбу емкостью 250 мл, снабженную мешалкой и погруженную в водяную баню, загружали 65 мл кумола, затем медленно приливали 14,6 мл серной кислоты. При этом следили, чтобы температура не превышала 25°С. Затем, с помощью капельной воронки, добавляли 14,6 мл трет-бутилового спирта при температуре 35°С. Процесс вели при температуре 35°С в течение 30 минут. Продукт алкилирования очищали ректификацией под вакуумом. Выход пара-трет-бутилкумола на загруженный спирт составил 87%.

Пример 2

Алкилирование кумола проводят по примеру 1, но реакцию осуществляют при температуре 15°С и атмосферном давлении, в течение 120 минут. Выход пара-трет-бутилкумола на загруженный спирт составил 62%.

Пример 3

Алкилирование кумола проводят по примеру 1, но реакцию осуществляют при температуре 30°С и атмосферном давлении, в течение 30 минут. Выход пара-трет-бутилкумола на загруженный спирт составил 89%.

Совокупность отличительных признаков позволяет получить индивидуальный изомер пара-трет-бутилкумола с высоким выходом, не содержащий примесей орто- и мета-изомеров.

Способ получения пара-трет-бутилкумола (ПТБК) алкилированием кумола трет-бутиловым спиртом (ТБС) в присутствии серной кислоты (H2SO4) в качестве катализатора, отличающийся тем, что в качестве катализатора используют концентрированную серную кислоту, при этом ее добавляют в реакционную смесь, поддерживая температуру 10-25°С, далее процесс ведут при температуре 10-35°С в течение 30-180 минут при мольном соотношении кумол:ТБС:H2SO4 - 3:1:3.



 

Похожие патенты:

Настоящее изобретение относится к способу in-situ получения катализатора для получения по меньшей мере одного из толуола, пара-ксилола и низших олефинов, а также к процессу реакции получения по меньшей мере одного из толуола, пара-ксилола и низших олефинов, и относится к области химической технологии.

Изобретение относится к способу получения пара-ксилола и совместного получения низших олефинов из метанола и/или диметилового эфира и толуола, в котором используют реактор с быстрокипящим слоем; где нижняя часть указанного реактора с быстрокипящим слоем представляет собой реакционную зону и верхняя часть указанного реактора с быстрокипящим слоем представляет собой зону разбавленной фазы, при этом указанный реактор с быстрокипящим слоем включает корпус реактора, распределитель первого сырья для реактора и множество распределителей второго сырья для реактора и указанные распределитель первого сырья для реактора и множество распределителей второго сырья для реактора расположены последовательно снизу вверх в реакционной зоне.

Изобретение относится к реактору с быстрокипящим слоем для получения пара-ксилола и совместного получения низших олефинов из метанола и/или диметилового эфира и бензола, где нижняя часть реактора с быстрокипящим слоем представляет собой реакционную зону и верхняя часть реактора с быстрокипящим слоем представляет собой зону разбавленной фазы.

Предложен способ получения бутадиена-1,3, включающий взаимодействие формальдегидсодержащего сырья с пропиленом в присутствии твердофазного катализатора в условиях газофазной конденсации при атмосферном давлении.

Изобретение относится к двум вариантам способа получения изопрена путем взаимодействия изобутилена и формальдегида и/или веществ являющихся их источниками. Один из вариантов включает синтез триметилкарбинола, синтез диметилдиоксана с выделением побочных продуктов, синтез изопрена при температуре 150-200°С и давлении 0,6-1,7 МПа в присутствии кислотного катализатора, с последующим разложением побочных продуктов и выделением и очисткой изопрена, отличающийся тем, что в качестве источника изобутилена используют С4 фракцию пиролиза и/или крекинга, содержащую до 30 мас.% бутена-1 и до 10 мас.% бутена-2, полученный изопрен дополнительно очищают от пипериленов известным способом.

Настоящее изобретение относится к каталитической композиции для алкилирования ароматических углеводородов, таких как бензол или толуол, алифатическими спиртами, содержащими от 1 до 8 атомов углерода, содержащая: цеолит типа MTW, щелочные металлы, которые являются смесью ионов натрия и ионов калия, причем количество натрия составляет от 5 до 40 частей на млн., количество калия составляет от 5 до 80 частей на млн., общее количество щелочных металлов в каталитической композиции составляет менее 200 частей на млн.

Изобретение относится к способу получения бутадиена из этанольного сырья, содержащего по меньшей мере 80 мас.% этанола. Способ включает, по меньшей мере, A) стадию превращения этанола в бутадиен, содержащую, по меньшей мере, реакционную секцию, на которую подают, по меньшей мере, этанольный поток и часть потока ацетальдегида со стадии E), работающую при давлении от 0,1 до 1,0 МПа и температуре от 300 до 400°C в присутствии катализатора, и секцию разделения, позволяющую разделить поток, выходящий с указанной реакционной секции, на по меньшей мере один газообразный поток и по меньшей мере один жидкий поток, причем часть потока ацетальдегида со стадии E), которую не подают в указанную реакционную секцию, образует промывочный поток; B) стадию экстракции бутадиена, содержащую, по меньшей мере, секцию сжатия, сжимающую указанный газообразный поток, выходящий со стадии A), до давления в интервале от 0,1 до 1,0 МПа, секцию газожидкостной промывки, на которую подают этанольный поток, состоящий из указанного этанольного технологического сырья, и/или часть этанольного потока, выходящего со стадии E), а также подают указанный сжатый газообразный поток, причем подачу газов осуществляют при температуре в интервале от 10 до 60°C, а подачу жидкостей при температуре от 20 до -30°C, и получают по меньшей мере этанольный поток, обогащенный бутадиеном, и поток газообразных побочных продуктов, и секцию перегонки, в которую подают указанный этанольный поток, обогащенный бутадиеном, и получают поток неочищенного бутадиена и остаток этанол/ацетальдегид/вода, причем указанная секции перегонки работает при давлении от 0,1 до 1 МПа; C) стадию промывки водой газообразных побочных продуктов, на которую подают поток газообразных побочных продуктов со стадии B), а также часть обогащенного водой потока с указанной стадии E) и на которой получают, по меньшей мере, поток водно-спиртовой смеси; D) стадию удаления примесей и коричневых масел, на которую подают, по меньшей мере, поток этанол/ацетальдегид/вода, выходящий со стадии B), и часть водного потока со стадии E) и получают, по меньшей мере, рафинат вода/этанол/ацетальдегид, поток легких коричневых масел и поток тяжелых коричневых масел; E) стадию обработки сточных вод, на которую подают, по меньшей мере, рафинат вода/этанол/ацетальдегид, выходящий со стадии D), и получают, по меньшей мере, этанольный поток, поток ацетальдегида и водный поток; F) стадию первой очистки бутадиена, содержащую, по меньшей мере, секцию газожидкостной промывки, в которую снизу подают поток неочищенного бутадиена со стадии B), а сверху водный поток, который может представлять собой поток воды из источника, внешнего по отношению к процессу получения бутадиена, и/или часть водного потока, выходящего со стадии E), причем в указанной секции промывки получают сверху предварительно очищенный поток бутадиена, а снизу поток отработавшей воды; G) стадию дальнейшей очистки бутадиена, на которую подают, по меньшей мере, указанный предварительно очищенный поток бутадиена, выходящий с указанной стадии F), и получают по меньшей мере очищенный поток бутадиена.

Изобретение относится к способу получения бутадиена из этанольного сырья, содержащего по меньшей мере 80 мас.% этанола. Способ включает, по меньшей мере, A) стадию превращения этанола в бутадиен, содержащую, по меньшей мере, реакционную секцию, на которую подают, по меньшей мере, этанольный поток и часть потока ацетальдегида со стадии E), работающую при давлении от 0,1 до 1,0 МПа и температуре от 300 до 400°C в присутствии катализатора, и секцию разделения, позволяющую разделить поток, выходящий с указанной реакционной секции, на по меньшей мере один газообразный поток и по меньшей мере один жидкий поток, причем часть потока ацетальдегида со стадии E), которую не подают в указанную реакционную секцию, образует промывочный поток; B) стадию экстракции бутадиена, содержащую, по меньшей мере, секцию сжатия, сжимающую указанный газообразный поток, выходящий со стадии A), до давления в интервале от 0,1 до 1,0 МПа, секцию газожидкостной промывки, на которую подают этанольный поток, состоящий из указанного этанольного технологического сырья, и/или часть этанольного потока, выходящего со стадии E), а также подают указанный сжатый газообразный поток, причем подачу газов осуществляют при температуре в интервале от 10 до 60°C, а подачу жидкостей при температуре от 20 до -30°C, и получают по меньшей мере этанольный поток, обогащенный бутадиеном, и поток газообразных побочных продуктов, и секцию перегонки, в которую подают указанный этанольный поток, обогащенный бутадиеном, и получают поток неочищенного бутадиена и остаток этанол/ацетальдегид/вода, причем указанная секции перегонки работает при давлении от 0,1 до 1 МПа; C) стадию промывки водой газообразных побочных продуктов, на которую подают поток газообразных побочных продуктов со стадии B), а также часть обогащенного водой потока с указанной стадии E) и на которой получают, по меньшей мере, поток водно-спиртовой смеси; D) стадию удаления примесей и коричневых масел, на которую подают, по меньшей мере, поток этанол/ацетальдегид/вода, выходящий со стадии B), и часть водного потока со стадии E) и получают, по меньшей мере, рафинат вода/этанол/ацетальдегид, поток легких коричневых масел и поток тяжелых коричневых масел; E) стадию обработки сточных вод, на которую подают, по меньшей мере, рафинат вода/этанол/ацетальдегид, выходящий со стадии D), и получают, по меньшей мере, этанольный поток, поток ацетальдегида и водный поток; F) стадию первой очистки бутадиена, содержащую, по меньшей мере, секцию газожидкостной промывки, в которую снизу подают поток неочищенного бутадиена со стадии B), а сверху водный поток, который может представлять собой поток воды из источника, внешнего по отношению к процессу получения бутадиена, и/или часть водного потока, выходящего со стадии E), причем в указанной секции промывки получают сверху предварительно очищенный поток бутадиена, а снизу поток отработавшей воды; G) стадию дальнейшей очистки бутадиена, на которую подают, по меньшей мере, указанный предварительно очищенный поток бутадиена, выходящий с указанной стадии F), и получают по меньшей мере очищенный поток бутадиена.
Изобретение относится к способу получения ионной жидкости. Способ включает следующие стадии: a) приведение по меньшей мере одного акцептора электронной пары в контакт с по меньшей мере одним донором электронной пары с образованием аддукта, причем молярное соотношение акцептора электронной пары и донора электронной пары варьируется приблизительно от 1:1 до 1:5, при этом донор электрона выбран из группы, включающей в себя фосфин, амид, алкилсульфоксид, сложный эфир и спирт, или любую их комбинацию; и b) приведение аддукта в контакт с по меньшей мере одним акцептором электронной пары с получением ионной жидкости, причем молярное соотношение аддукта и акцептора электронной пары варьируется приблизительно от 1:1 до 1:6.

Представлен способ получения ароматических углеводородов с применением оксигената в качестве исходного материала. Используют: реакцию с участием оксигената в одном реакторе ароматизации, получение и разделение продукта реакции ароматизации на сепарационной установке А, в которой осуществляют охлаждение, промывку щелочью и/или водой, получение потока газообразных углеводородов X и потока жидких углеводородов Y; получение неароматических углеводородов X1 после удаления газа и/или части оксигената на сепарационной установке В, в которой осуществляется короткоцикловая безнагревная адсорбция, ректификация (разгонка) и/или адсорбция; получение Х2, содержащего неароматические углеводороды, и потока Х3, содержащего ароматические углеводороды, после удаления газа, части оксигената из потока Х на сепарационной установке В, на которой осуществляется короткоцикловая безнагревная адсорбция, ректификация и/или адсорбция, реакцией в другом реакторе ароматизации и разделением на сепарационной установке А, в которой происходит охлаждение, промывка щелочью и/или промывка водой; получение смешанного потока M ароматических углеводородов с числом углеродных атомов в молекуле 7 или менее и потока N остальных углеводородов непрецизионной ректификацией, объединенного потоком Y и потоком Х3, содержащего ароматические углеводороды, на сепарационной установке С.
Изобретение относится к способу получения изопропилбензола в процессе алкилирования бензола пропиленом при температуре 170-230°C, давлении от атмосферного до 50 атм, мольном отношении бензол/пропилен в исходной смеси от 4:1 до 10:1, весовой скорости подачи исходной смеси от 0,2 до 10 ч-1 с использованием катализатора на основе цеолита Бета, приготовленного контактированием цеолита Бета с раствором нитрата аммония для удаления соединений натрия и переведения цеолита в водородную форму, с последующими стадиями грануляции со связующим, сушки и прокаливания гранул, причем цеолит Бета перед грануляцией со связующим предварительно подвергают обработке раствором хелатирующего агента, а затем обрабатывают перегретым водяным паром при температуре не выше 550°С в течение не менее 2 ч, в качестве хелатирующиего агента применяют сульфосалициловую кислоту, этилендиаминтетрауксусную кислоту ЭДТА, сульфобензойную кислоту, 3-гидроксинафталин-1,4-дисульфокислоту.
© Патентный поиск, поиск патентов на изобретения - FindPatent.RU 2012-2024
Политика конфиденциальности 2020-07-21 2021-06-11T10:01:07
Наверх