Способ выделения циклогексанона из реакционной смеси окисления циклогексена в водной среде n-метил-2-пирролидона




Владельцы патента RU 2782625:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «МИРЭА Российский технологический университет» (RU)

Настоящее изобретение относится к способу разделения смеси циклогексен-вода-циклогексанон-N-метил-2-пирролидон, получаемой в результате окисления циклогексена в присутствии N-метил-2-пирролидона в качестве растворителя. Способ заключается в том, что на первой стадии осуществляется предварительное расслаивание четырехкомпонентной смеси во флорентийском сосуде 1 с отбором водного слоя как продуктового потока и органического слоя. Органический слой после подогрева до температуры кипения в теплообменнике 2 направляется на дальнейшее разделение в ректификационной колонне 3 на циклогексен с примесью воды и смесь циклогексанон-N-метил-2-пирролидон. В результате разделения смеси циклогексанон-N-метил-2-пирролидон в дистиллате ректификационной колонны 4 выделяется целевой продукт - циклогексанон с чистотой не ниже 99,9 мол.%, в кубе - N-метил-2-пирролидон с чистотой не ниже 99,5 мол.%. Технический результат - осуществление разделения реакционной смеси, обогащенной циклогексеном и водой, на практически чистые компоненты, т.е. компоненты, удовлетворяющие существующим требованиям к качеству товарных продуктов. 1 ил., 3 пр.

 

Изобретение относится к технологии основного органического синтеза, а именно: к способу выделения циклогексанона из реакционной смеси, получаемой в результате окисления циклогексена в присутствии N-метил-2-пирролидона (NMP) в качестве растворителя, с использованием на первом этапе предварительного расслаивания во флорентийском сосуде. Циклогексанон применяется в качестве сырья для производства капролактама, адипиновой кислоты, полиамидов нейлона-6 и нейлона-66.

Хорошо изучены процессы получения циклогексанона окислением циклогексана или дегидрированием циклогексанола. В результате этих процессов образуются многокомпонентные смеси, которые содержат циклогексан, циклогексанол, циклогексанон, воду и тяжелокипящие примеси.

Наиболее близкими к предлагаемому способу являются технологические решения по выделению товарного циклогексанона, описанные ниже.

Способ выделения циклогексанона из реакционной смеси, получаемой в результате окисления циклогексена в присутствии диметилсульфоксида (ДМСО) в качестве растворителя [патент RU 2676037 C1, дата публикации 25.12.2018]. На первом этапе реализуется промежуточное разделение в первой ректификационной колонне на две бинарные составляющие, затем для разделения бинарной составляющей циклогексен-вода используют комплекс, основанный на сочетании ректификации и расслаивания. Разделение бинарной составляющей циклогексанон-ДМСО проводят во второй ректификационной колонне, работающей при пониженном давлении с целью повышения летучести циклогексанона относительно ДМСО.

Недостатком вышеприведенного метода является то, что смеси ДМСО с циклогексаноном характеризуются относительной летучестью компонентов близкой к единице. По этой причине разделить такую смесь обычной ректификацией сложно и требуется применение дополнительных специальных методов. Кроме того, использование на первом этапе процесса ректификации может негативным образом сказаться на состоянии каталитической системы (водноорганическом растворе катионных комплексов палладия (II)).

Способ получения циклогексанона [патент WO 2006061487, дата публикации 15.06.2006], недостатком которого является образование многокомпонентной смеси, содержащей циклогексанон, α, β-циклопентен-1, циклогексанол, карбоксальдегид (циклопентеналь), тяжелокипящие примеси. Для разделения смеси предлагаются следующие стадии: 1) дистилляция реакционной смеси с получением верхней фракции, содержащей соединения с температурой кипения ниже температуры кипения циклогексанона, и нижней фракции; 2) перегонка нижней фракции с получением верхней фракции, состоящей из циклогексанона, и тяжелокипящего остатка.

Способ разделения смеси, образующейся в результате окисления циклогексана [патент RU 2373181 С2, дата публикации 20.11.2009], который осуществляют в комплексе, включающем четыре колонны и флорентийский сосуд. В первой колонне проводят фракционирование смеси на легко- и тяжелокипящую фракции. Последняя подвергается разделению во второй колонне, дистиллятный поток которой содержит циклогексанон (99,8 мас.%), кубовый - циклогексанол, примеси циклогексанона и тяжелокипящих компонентов. Данная смесь подвергается дальнейшему разделению, в результате которого отгоняемая фракция с циклогексанолом отправляется в блок химического превращения. Легкокипящая фракция, представленная в дистилляте первой колонны, направляется во флорентийский сосуд для отделения водного слоя. Органический слой подвергается обработке как отходы.

Технический результат, достигаемый настоящим изобретением, заключается в осуществлении разделения реакционной смеси, обогащенной циклогексеном и водой, на практически чистые компоненты, т.е. компоненты, удовлетворяющие существующим требованиям к качеству товарных продуктов. Четырехкомпонентная смесь циклогексен-вода-циклогексанон-N-метил-2-пирролидон (NMP) на первом этапе делится за счет использования предварительного расслаивания во флорентийском сосуде, в результате которого образуются два слоя: водный, содержащий примеси N-метил-2-пирролидона, и органический, содержащий циклогексен, циклогексанон, N-метил-2-пирролидон, а также примеси воды. Разделение во флорентийском сосуде осуществляется при нормальных условиях (1 атм, 20-25°С), водный слой с каталитической системой направляется на стадию химической реакции, органический слой - в ректификационную колонну для отделения в дистилляте циклогексена (с примесью воды); кубовый поток, содержащий циклогексанон и NMP, подвергается разделению во второй ректификационной колонне (циклогексанон выделяется в дистилляте).

На фигуре изображена принципиальная схема предлагаемого способа разделения четырехкомпонентной смеси циклогексен-вода-циклогексанон-NMP.

Основная идея предлагаемого способа заключается в реализации на первой стадии предварительного расслаивания четырехкомпонентной смеси циклогексен (ЦГен)-вода (В)-циклогексанон (ЦГон)-NMP во флорентийском сосуде 1. В результате разделения образуются два жидких слоя: водный, содержащий примеси N-метил-2-пирролидона, и органический, содержащий циклогексен, циклогексанон, N-метил-2-пирролидон, примесь воды. Органический слой направляется в теплообменник 2, в котором смесь нагревается до ее температуры кипения и далее подвергается разделению в ректификационной колонне 3. В дистилляте выделяется циклогексен с примесью воды, в кубе - смесь ЦГон-NMP. Разделение последней осуществляется в ректификационной колонне 4: в дистилляте выделяется циклогексанон с чистотой не ниже 99,9 мол.%, в кубе - N-метил-2-пирролидон с чистотой не ниже 99,5 мол.%. Водный слой из флорентийского сосуда 1, а также непрореагировавший циклогексен из ректификационной колонны 3 не требуют доочистки и могут быть направлены рециклом на стадию химического превращения.

Параметры работы ректификационных колонн (эффективность, тарелка питания, флегмовое число) подбираются в зависимости от состава исходной смеси.

Пример 1

Разделению подлежит смесь состава: циклогексена - 65% мол., воды - 25% мол., циклогексанона - 9 мол.%, NMP - 1 мол.%. Количество исходной смеси 100 кмоль/час. Исходная смесь циклогексен - вода - циклогексанон - NMP подается на предварительное расслаивание, которое осуществляют во флорентийском сосуде 1 с рабочим давлением 1 атм при температуре 20-25°С.

Органический слой в количестве 74,81 кмоль/ч, содержащий циклогексен, циклогексанон, N-метил-2-пирролидон и примеси воды, направляется в теплообменник 2, в котором смесь нагревается до температуры 64,73°С. Далее смесь подвергается разделению в ректификационной колонне 3 с рабочим давлением 1 атм при флегмовом числе равном 0,8. Число теоретических тарелок равно 16. Исходная смесь подается на 10 тарелку (нумерация тарелок с верха колонны). В дистилляте колонны 3 отбирают фракцию 65,35 кмоль/час, содержащую 99,46 мол.% циклогексена и 0,54 мол.% воды. Кубовый продукт колонны 3, содержащий циклогексанон и NMP, в количестве 9,46 кмоль/час направляют в ректификационную колонну 4 с рабочим давлением 1 атм. Эффективность колонны 4 - 22 теоретических тарелки. Питание осуществляется на 14 тарелку при флегмовом числе равном 0,8. В дистилляте колонны 4 выделяют товарный циклогексанон в количестве 8,85 кмоль/час чистотой 99,97 мол.%. Кубовый продукт колонны 4 - NMP в количестве 0,61 кмоль/час чистотой 99,6 мол.%.

Водный слой из флорентийского сосуда 1, а также непрореагировавший циклогексен из ректификационной колонны 3 не требуют доочистки и могут быть направлены рециклом на стадию химического превращения.

Пример 2

Разделению подлежит смесь состава: циклогексена - 45 мол.%, воды - 35 мол.%, циклогексанона - 10 мол.%, NMP - 10 мол.%. Количество исходной смеси 100 кмоль/час. Исходная смесь циклогексен-вода-циклогексанон-NMP подается на предварительное расслаивание, которое осуществляют во флорентийском сосуде 1 с рабочим давлением 1 атм при температуре 20-25°С.

Органический слой в количестве 60,78 кмоль/ч, содержащий циклогексен, циклогексанон, N-метил-2-пирролидон и примеси воды, направляется в теплообменник 2, в котором смесь нагревается до температуры 64,73°С. Далее смесь подвергается разделению в ректификационной колонне 3 с рабочим давлением 1 атм при флегмовом числе равном 0,3. Число теоретических тарелок равно 18. Исходная смесь подается на 10 тарелку (нумерация тарелок с верха колонны). В дистилляте колонны 3 отбирают фракцию 46,22 кмоль/час, содержащую 96,52 мол.% циклогексена и 3,48 мол.% воды. Кубовый продукт колонны 3, содержащий циклогексанон и NMP, в количестве 14,56 кмоль/час направляют в колонну 4 с рабочим давлением 1 атм. Эффективность колонны 4 - 22 теоретические тарелки. Питание осуществляется на 14 тарелку при флегмовом числе равном 1,0. В дистилляте колонны 4 выделяют товарный циклогексанон в количестве 9,34 кмоль/час чистотой 99,90 мол.%. Кубовый продукт колонны 4 - NMP в количестве 5,22 кмоль/час чистотой 99,84 мол.%.

Водный слой из флорентийского сосуда 1, а также непрореагировавший циклогексен из ректификационной колонны 3 не требуют доочистки и могут быть направлены рециклом на стадию химического превращения.

Пример 3

Разделению подлежит смесь состава: циклогексена - 40 мол.%, воды - 40 мол.%, циклогексанона - 15 мол.%, NMP - 5 мол.%. Количество исходной смеси 100 кмоль/час. Исходная смесь циклогексен-вода-циклогексанон-NMP подается на предварительное расслаивание, которое осуществляют во флорентийском сосуде 1 с рабочим давлением 1 атм при температуре 20-25°С.

Органический слой в количестве 57,83 кмоль/ч, содержащий циклогексен, циклогексанон, N-метил-2-пирролидон и примеси воды, направляется в теплообменник 2, в котором смесь нагревается до температуры 64,73°С. Далее смесь подвергается разделению в ректификационной колонне 3 с рабочим давлением 1 атм при флегмовом числе равном 0,3. Число теоретических тарелок равно 18. Исходная смесь подается на 11 тарелку (нумерация тарелок с верха колонны). В дистилляте колонны 3 отбирают фракцию 41,12 кмоль/час, содержащую 97,10 мол.% циклогексена и 2,90 мол.% воды. Кубовый продукт колонны 3, содержащий циклогексанон и NMP, в количестве 16,71 кмоль/час направляют в колонну 4 с рабочим давлением 1 атм. Эффективность колонны 4 - 20 теоретических тарелок. Питание осуществляется на 13 тарелку при флегмовом числе равном 0,8. В дистилляте колонны 4 выделяют товарный циклогексанон в количестве 14,29 кмоль/час чистотой 99,91 мол.%. Кубовый продукт колонны 4 - NMP в количестве 2,42 кмоль/час чистотой 99,80 мол.%.

Водный слой из флорентийского сосуда 1, а также непрореагировавший циклогексен из ректификационной колонны 3 не требуют доочистки и могут быть направлены рециклом на стадию химического превращения.

Таким образом, результатом предлагаемого способа разделения является выделение из реакционной смеси товарного циклогексанона, а также других продуктов товарного качества, которые могут быть направлены в блок химического превращения или на склад.

Способ разделения смеси циклогексен-вода-циклогексанон-N-метил-2-пирролидон, характеризующийся тем, что на первой стадии осуществляется предварительное расслаивание четырехкомпонентной смеси во флорентийском сосуде 1 с отбором водного слоя как продуктового потока и органического слоя, который после подогрева до температуры кипения в теплообменнике 2 направляется на дальнейшее разделение в ректификационной колонне 3 на циклогексен с примесью воды и смесь циклогексанон - N-метил-2-пирролидон, в результате разделения которой в дистиллате ректификационной колонны 4 выделяется целевой продукт - циклогексанон с чистотой не ниже 99,9 мол.%, в кубе - N-метил-2-пирролидон с чистотой не ниже 99,5 мол.%.

Способ разделения смеси циклогексен-вода-циклогексанон-N-метил-2-пирролидон, характеризующийся тем, что на первой стадии осуществляется предварительное расслаивание четырехкомпонентной смеси во флорентийском сосуде 1 с отбором водного слоя как продуктового потока и органического слоя, который после подогрева до температуры кипения в теплообменнике 2 направляется на дальнейшее разделение в ректификационной колонне 3 на циклогексен с примесью воды и смесь циклогексанон-N-метил-2-пирролидон, в результате разделения которой в дистиллате ректификационной колонны 4 выделяется целевой продукт - циклогексанон с чистотой не ниже 99,9 мол.%, в кубе - N-метил-2-пирролидон с чистотой не ниже 99,5 мол.%.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к дифармакофорным соединениям ноотропно–анальгетического действия формулы (1), где R-радикалы кислотных НПВС, таких как ибупрофен, диклофенак, индометацин, нифлумовая кислота, мефенамовая кислота, кетопрофен, декскетопрофен, напроксен, дифлунисал, кеторолак, сулиндак, фенопрофен, флурбипрофен, толметин, этодолак, флуфенамовая кислота, меклофенамовая кислота, толфенамовая кислота, дексиндопрофен.

Настоящее изобретение относится к новому соединению формулы: или к его фармакологически приемлемой соли, применяемым для профилактического или терапевтического лечения фиброза. В указанных структурных формулах А выбирают из: частично насыщенного или ненасыщенного 5- или 6-членного гетероциклила, выбранного из пирролила, пиразолила, имидазолила, триазолила, имидазолидинила, пирролидинила, пирролидинилидена, дигидропирролила, изоксазолил-дигидрооксазолила, изоксазолидинила, оксазолидинила и оксазолила, где указанный частично насыщенный или ненасыщенный 5- или 6-членный гетероциклил необязательно замещен одним или несколькими заместителями, представляющими собой оксо, C1-6алкил, амино, гидроксил или галоген; C1-6алкоксиламина; C1-6алкиламина, необязательно замещенного одним или несколькими заместителями, представляющими собой C1-6алкил, C1-6галогеналкил, гидроксил или галоген; С0-6алкил-карбоновой кислоты; C1-6алкилгидроксила; насыщенного или ненасыщенного C0-6алкил-бициклического-гетероциклила, выбранного из индолила, изоиндолила, индолинила и изоиндолинила, где указанный насыщенный или ненасыщенный C0-6алкил-бициклический-гетероциклил необязательно замещен одним или несколькими оксо; и насыщенного или ненасыщенного C1-6алкоксил-бициклического-гетероциклила, выбранного из индолила, изоиндолила, индолинила и изоиндолинила, где указанный C1-6алкоксил-бициклический-гетероциклил необязательно замещен одним или несколькими оксо.

Изобретение относится к способу крупномасштабного синтеза калиевой соли 2-[2-(2-оксо-4-фенилпирролидин-1-ил)ацетамидо]этансульфокислоты. Способ предусматривает следующие стадии: а) алкилирование 4-фенилпирролидинона-2 с получением этилового эфира 2-(2-оксо-4-фенилпирролидин-1-ил)уксусной кислоты; б) гидролиз этилового эфира 2-(2-оксо-4-фенилпирролидин-1-ил)уксусной кислоты с получением свободной кислоты; в) взаимодействие 2-(2-оксо-4-фенилпирролидин-1-ил)уксусной кислоты с N-гидроксисукцинимидом с получением N-гидроксисукцинимидного эфира 2-(2-оксо-4-фенилпирролидин-1-ил)уксусной кислоты; и г) взаимодействие N-гидроксисукцинимидного эфира 2-(2-оксо-4-фенилпирролидин-1-ил)уксусной кислоты с 2-аминоэтансульфоновой кислотой и гидроксидом калия с получением калиевой соли 2-[2-(2-оксо-4-фенилпирролидин-1-ил)ацетамидо]этансульфокислоты.

Изобретение относится к новому способу получения промежуточных продуктов, применимых для получения ингибиторов NEP, в частности ингибиторов NEP, содержащих в качестве основной цепи γ-амино-δ-бифенил-α-метилалкановую кислоту или эфир этой кислоты, такой как этиловый эфир N-(3-карбокси-1-оксопропил)-(4S)-(п-фенилфенилметил)-4-амино-(2R)-метилбутановой кислоты или его соль.

Изобретение относится к новому способу получения промежуточных продуктов, применимых для получения ингибиторов NEP, в частности ингибиторов NEP, содержащих в качестве основной цепи γ-амино-δ-бифенил-α-метилалкановую кислоту или эфир этой кислоты, такой как этиловый эфир N-(3-карбокси-1-оксопропил)-(4S)-(п-фенилфенилметил)-4-амино-(2R)-метилбутановой кислоты или его соль.

Изобретение относится к соединениям с указанными ниже структурными формулами и их стереоизомерам и их применению для средства для лечения и/или предупреждения глаукомы и/или глазной гипертензии. 2 н.

Изобретение относится к новым карбоксамидным соединениям формулы, приведенной ниже, их таутомерам и фармацевтически приемлемым солям, где значения R1, R2, R3a, R3b, R4, Q, Y, A и X приведены в пункте 1 формулы. Соединения являются ингибиторами клеточного кальпаина (кальций-зависимых цистеинпротеаз), что позволяет использовать их для лечения ряда расстройств, связанных с повышенной активностью кальпаина.

Изобретение относится к новым соединениям формулы (1) или их солям , где R1 означает Н, С1-С6-алкилкарбонил, С1-С6-алкоксикарбонил, SiR7R8R9, где R7, R8, R9 независимо друг от друга означают С1-С6-алкил, фенил-С1-С2-алкоксикарбонил, или R1 означает триметилсилилэтоксиметил (SEM), С1-С2-алкил, причем последний замещен С6-С10-арилом, предпочтительно фенилом, или гетероциклической группой, которая представляет собой моноциклическую насыщенную кольцевую систему с 5 кольцевыми атомами, один из которых является азотом, представляет собой водород или азотзащитную группу.

Изобретение относится к новым соединениям формулы (1) или их солям , где R1 означает Н, С1-С6-алкилкарбонил, С1-С6-алкоксикарбонил, SiR7R8R9, где R7, R8, R9 независимо друг от друга означают С1-С6-алкил, фенил-С1-С2-алкоксикарбонил, или R1 означает триметилсилилэтоксиметил (SEM), С1-С2-алкил, причем последний замещен С6-С10-арилом, предпочтительно фенилом, или гетероциклической группой, которая представляет собой моноциклическую насыщенную кольцевую систему с 5 кольцевыми атомами, один из которых является азотом, представляет собой водород или азотзащитную группу.

Изобретение относится к новым промежуточным соединениям структурных формул 2, 4, 5, 6, 7, 9, 10, 11, 12, 16, приведенных в формуле изобретения. Перечисленные соединения используют для получения NEP-ингибитора, представляющего собой N-(3-карбокси-1-оксопропил)-(4S)-(п-фенилфенилметил)-4-амино-(2R)-метилбутановую кислоту или ее фармацевтически приемлемую соль, или его пролекарства, представляющего собой этиловый эфир N-(3-карбокси-1-оксопропил)-(4S)-(п-фенилфенилметил)-4-амино-(2R)-метилбутановой кислоты или его соль.

Настоящее изобретение относится к способу ингибирования образования губчатого полимера 1,3-бутадиена в течение экстракции и очистки. Способ включает введение потока углеводородов, содержащего 1,3-бутадиен, в дистилляционную установку, периодическое добавление в верхнюю часть дистилляционной установки газового потока, содержащего ингибитор полимеризации для уменьшения полимеризации 1,3-бутадиена.
© Патентный поиск, поиск патентов на изобретения - FindPatent.RU 2012-2024
Политика конфиденциальности 2021-07-23 2022-10-31T12:40:27
Наверх