Способ получения пентаэритрита

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕНТАЭРИТ- РИТА конденсацией ацетальдегида с формальдегидом в присутствии катали- .затора - гидроокиси щелочного или щелочноземельного металла и выделением целевого продукта, о т л ич ающи и с я тем, что, с цельюсокращения продолжительности процес' са, в. реакционную массу вводят поли' оксисоединение, содержащее карбонильную группу, при значении потенциала 150-300 мВ, измеряемого электродами, например серебряным и платиновьли.2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве полиоксисоединения, содержащего карбонильную группу, используют, глюкозу, или фруктозу, или глицериновый альдегид, или диоксиацетон.3.Способ по п. 1, отличающий с я тем, что полиоксисоединение, содержащее карбонильную группу, вводят в количестве 0,01-1% от jg реакционной массы,(Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(5П С 07 С 31/24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (!1) 2082461/04 (22) 17.12.74 (46) 15.11.83. Бюл. М 42 (72) Б.Б.Пакулин, H.A.Cêàëêèí, К.К.Орлов и П.Е.Гулевич (71) Нижнетагильский ордена Трудового Красного Знамени завод пластмасс (53) 547.427.1(088.8) (56) 1.. Патент США 9 2951095, кл. 260-635, 1960. (54) (57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕНТАЭРИТРИТА конденсацией ацетальдегида с формальдегидом в присутствии катали,затора — гндроокиси щелочного или щелочноземельного металла и выделе- нием целевого продукта, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью

„„SU„„.533230 A сокращения продолжительности процес са, в. реакционную массу вводят поли оксисоединение, содержащее карбонильную группу, при значении потенциала 150-300 мВ, измеряемого электродами, например. серебряным и платиновым.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что в качестве полиоксисоединения, содержащего карбонильную группу, используют. глюкозу, или фруктозу, или глицериновый альдегид, или диоксиацетон.

3. Способ по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что полиоксисоединение, содержащее карбонильную группу, вводят в количестве 0,01-1% от реакционной массы, 533230

Изобретение относится к области получения многоатомных спиртов;. а именно пентаэритрита, который находит применение в производстве лаковых смол, высыхающих масел и для специальных целей °

Известен способ получения пентаэритрита конденсацией ацетальдегида с формальд егидом при 45-75О С в присутствии щелочного катализатора. Продолжительность процесса составляет 10

45-240 мин (11 °

Недостатком известного способа является относительная длительность процесса.

Целью изобретения является сокра- 15 щение времени реакции и повышение тем самым производительности процесса.

Цель достигается тем, что в реакционную массу при значении потенциа- 20 ла реакции 150-300 мВ вводят полиоксисоединение, содержащее карбонильную группу, предпочтительно в количестве 0,1 — 1Ъ от реакционной массы.

В качестве такого соединения можно использовать глюкозу, фруктозу, диоксиацетон, глицериновый альдегид °

Образование пентазритрита проходит через дне последовательные реакции.

Реакцию оксиметилиронания ацетальдегида формальдегидом, которая проходит при постоянном потенциале реакции и интервале — 200-300 мВ, измеряемом с помощью двух эдектродов (например, серебряного и платинового или других электродов, эквивалентных указанным); при температуре от 15 до 35-38 С и времени реакции

45-60 мин.

Реакцию образования пентаэритрита 40 из оксиметилированного ацетальдегида, которая проходит н интервале 300400 мВ при температуре от 35-38 о до 70 С и выше и времени реакции

30-60 мин . 45

Изобретение направлено на интенсификацию реакции образования пен- . таэритрита из оксиметилированного ацетальдегида путем введения автокатализаторов этой реакции н момент начала второй реакции. В качестве

50 автокатализаторов могут применяться полиоксисоединения, содержащие одну (или более) альдегидную или кетонную группы, например глюкозу, фруктозу, глицериновый альдегид, диокси ацеточ или вещества эквивалентные им. Введение автокатализаторов н момент начала второй реакции, т.е. реакции образования пентаэритрита из оксиметилированного ацетальдеги- О0 да уменьшает продолжительность второй реакции до 10-15 мин (нместо

30-45 мин). Введение автокаталиэаторон позже точки, соответствующей на ред-окс диаграмме второй стадии . реакции, значительно уменьшает эффект автокатализатора. В качестве щелочных агентов могут применяться гидроокиси щелочных металлов (например едкий катр), щелочно-земельных металлов (например гидроокись кальция), ионообменные нещества и др.

Молярное соотношение ацетальдегида к формальдегиду можно испольэовать от 1:4,1 и выше. Использование молярного соотношения ацетальдегида и формальдегида выше 1:6 нежелательно, так как связано с трудностями удаления из растворон свободного формальдегида. Общее молярное соотношение ацетальдегида и щелочного агента можно испольэовать от 1:0,6 и выше на гидроокиси кальция и

1:1,05 и выше на гидроокиси натрия.

Подача щелочного реагента может осуществляться сразу или каскадно. В качестве нейтрализующих агентов могут быть использованы минеральные (например серная) или органические (например муравьиная) кислоты. Нейтрализация щелочного конденсирующего агента может производится до любой неличины рН, в соответствии с методами выделения готового продукта.

Предлагаемый способ может быть использован применительно к любому непрерывному процессу получения пентаэритрита.

В этом случае зоны реактора для непрерывного получения пентаэритрита, снабженного датчиками ред-окс систем, в которых происходит вторая стадия реакции (образование пентаэритрита из оксиметилированного ацетальдегида),должны быть сблокированы (иметь обратную связь) с регулятором подачи автокаталитических веществ. Зоны реактора, в которых происходит завершение реакции (конец образования пентаэритрита и достижение заданного потенциала реакции), должны быть сблокированы с регулятором подачи нейтрализующего агента.

В этом, случае при любом отклонении системы от заданных параметров автоматически корректируется температура по зонам, скорость подачи автокатализатора в необходимую зону, продолжительность реакции и скорость подачи нейтрализатора электросигналом или пненмосигналом от датчиков электродов ред-окс системы.

Пример 1. В реактор загружают 1980 л 103-ного раствора едкого натра и после охлаждения добавляют

2080 л охлажденного 30%-ного формалина. При 16-18 С подают 3150 л ацетальдегида с концентрацией 6,3. Молярное соотношение ацетальдегида, формальдегида и едкого натра 1-4:

5-1:05. Реакцию оксиметилирования ацетальдегида формальдегидом проводят н течение 40-60 мин с равномер533230

Заказ 10792/2 Тираж 418 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москна, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная, 4 ным повышением температуры от 15-18 до 36-38 С при постоянном значении потенциала реакции в пределах 200250 мВ. В момент изменения потенциала по абсолютной величине (определяется по диаграмме ред-оКс метра) подают в реактор 7,5 кг глюкозы и продолжают обогрев реактора до защитной величины пот енци ала . Через

10 мин при 50>С наступает конец реакции образования пентаэритрита, 1О что определяется по уменьшению потенциала реакции при значении 320350 мВ. В момент окончания реакции конденсации реактивную смесь в реакторе нейтрализуют муравьиной кисло- )5 той до РН 5-6. Получают 7230 л раствора пентаэритрита с концентрацией пентаэритрита 8,2 г/100,, что соот— ветствует выходу от теоретического количества по ацетальдегиду 95,2Ъ.

Общее время реакции 70 мин. В аналогичных условиях без добавки глюкозы продолжительность реакции конденсации 2 ч, температура конца реакции 69 С.

Пример 2. Процесс конденсации ацетальдегида с формальдегидом в присутствии едкого натра осуществляют в 5- ступенчатом реакторе, снабженном датчиками ред-оксметров.

Общее молярное соотношение ацетальдегида, формальдегида и едкого натра составляет соответственно1:5,0:1,05.

Реакцию оксиметилиронания ацетальдегида формальдегидом проводят в трех ступенях реактора н течение

45 мин при потенциале реакции, равном 200-220 мВ и температуре 15-35 С.

Для этого в первую ступень реактора с помощью дозировочных насосов пода;ют 358 кг/ч 5Ъ-ного едкого натра, 40

104 кг/ч 10Ъ-ного ацетальдегида и

420 кг/ч 15%-ного формалина. Температура первой ступени реактора 15 >С.

Во вторую стУпень реактора при 25 >С подают 40 кг/ч 5%-ного едкого натра, 45

83 кг/ч 10Ъ-ного ацетальдегида и

50 кг/ч 15%-ного формалина. B третью ступень реактора при 35 C подают

25 кг/ч 10Ъ-ного ацетальдегида. Датчик ред-окс метра четвертой ступени реактора сблокирован с дозироночным насосом для подачи автокат али з атора.

В момент повышения ред-окс потенциала реакции до 230 мВ срабатывает блокировка, в результате чего в эту ступень подается 1 кг/ч диоксиаце55 тона. Через 12-15 мин при 52 С наступает конец реакции образования пенРедактор П.Горькона Техред Ж,кас таэритрита при потенциале реакции

300-320 мВ и реакционный раствор нейтрализуется муравьиной кислотой до РН 5-6. Время реакции оксиметилиронания ацетальдегида формальдегидом составляет 45 мин, время реакции образования пентаэритрита из оксиметилиронанного ацетальдегида 15 мин.

Общее время реакции 60 мин . В аналогичных условиях без введения антокатализатора продолжительность реакции оксиметилирования ацетальдегида составляет 45 мин, продолжительность реакции образования пентаэритрита из оксиметилированного ацетальдегида

30 мин, температура конца реакции

72 С. Общее время реакции 75 мин.

Пример 3. Молярное соотношение ацетальдегида, формальдегида и гидроокиси кальция 1:4,75:0,6. В реактор загружают 1590 л известкового молока с содержанием гидрата окиси кальция 10г/100 мл и после охлаждения добанляют 2080 л формалина с содержанием формальдегида 30 г/100, Реакцию оксиметилирования ацетальдегида формальдегидом проводят в течение 60 мин, для чего в реактор при

18ОC постепенно добавляют 3150 л ацетальдегида с концентрацией

6,5 г/100. Равномерным повышением температуры от 18 до 36ОC потенциал реакции оксиметилирования поддерживают в пределах 250-300 мВ. По завершении реакции оксиметилирования, что определяется увеличением потенциала реакции по абсолютной величине, в реактор подают 5 кг глицеринового альдегида и продолжают нагрев реакционной массы. Через 8 мин при

48 С наступает конец реакции, что определяется уменьшением потенциала реакции по абсолютной величине после достижения значения 350 мВ, В момент окончания реакции реакционную массу нейтрализуют серной кислотой до полного связывания ионов кальция н гипс.

Получают 7500 л раствора с содержанием пентаэритрита 7,9 г/100 мл, что соответствует 93% от теории, считая за взятый ацетальдегид. Общее время реакции 68 мин.

B аналогичных условиях, но без введения автокатализатора продолжительность реакции оксиметиллирования составляет 60 мин, продолжительность реакции .образования пентаэритрита

25 мин, общее время реакции 85 мин, температура конца реакции 61ОС. теленич Корректор В.Вутяга