RU2076094C1

RU2076094C1 - Method for production of nitromethane

Info

Publication number: RU2076094C1
Application number: RU95105814A
Authority: RU
Inventors: Гегель Амирович Гареев; Лиана Гегелевна Свирская; Николай Степанович Першин
Original assignee: Гегель Амирович Гареев; Лиана Гегелевна Свирская; Николай Степанович Першин
Priority date: 1995-04-14
Filing date: 1995-04-14
Publication date: 1997-03-27
Also published as: RU95105814A

Abstract

FIELD: chemical and pharmaceutical industries. SUBSTANCE: the first stage of the process is carried out at 30-40 C, it is followed by isolation of desired product which takes place by separation at 0-10 C. EFFECT: improves quality of desired product, simplifies the process.

Description

Изобретение относится к химии нитроалифатических соединений, а именно к усовершенствованию способа получения нитрометана, известного реагента химической и медико-фармацевтической промышленности. The invention relates to the chemistry of nitroaliphatic compounds, and in particular to an improvement of the method for producing nitromethane, a known reagent of the chemical and medical-pharmaceutical industry.

Одним из перспективных методов получения нитрометана является способ, основанный на взаимодействии диметилсульфата с нитритом натрия при повышенной температуре и в водной среде. [1-3] Метод характеризуется наличием широкой сырьевой базы и высоким качеством получаемого нитрометана, что делает возможным его применение в медицинской и фармацевтической промышленности. One of the promising methods for producing nitromethane is a method based on the interaction of dimethyl sulfate with sodium nitrite at elevated temperatures and in an aqueous medium. [1-3] The method is characterized by the presence of a wide raw material base and high quality of the obtained nitromethane, which makes it possible to use it in the medical and pharmaceutical industries.

Сущность метода по вышеуказанным способам заключается в нагреве смеси исходных компонентов в присутствии воды и щелочного агента в две стадии:
1-я стадия процесса (образование примерно половинного количества нитрометана и монометилсульфата натрия) осуществляется при температуре 40 - 45^oC [2,3] (иногда до 80 90^o [1]) с дальнейшей дистилляцией полученного нитрометана.The essence of the method according to the above methods is to heat the mixture of the starting components in the presence of water and an alkaline agent in two stages:
The 1st stage of the process (the formation of approximately half the amount of nitromethane and sodium monomethyl sulfate) is carried out at a temperature of 40 - 45 ^o C [2,3] (sometimes up to 80 90 ^o [1]) with further distillation of the obtained nitromethane.

2-я стадия процесса (взаимодействие монометилсульфата натрия и нитрита натрия с образованием нитрометана) осуществляется при температуре 100 - 115^oC, а иногда до 160 200^oC с постоянной отгонкой нитрометана.The 2nd stage of the process (the interaction of sodium monomethyl sulfate and sodium nitrite with the formation of nitromethane) is carried out at a temperature of 100 - 115 ^o C, and sometimes up to 160 200 ^o C with constant distillation of nitromethane.

Наиболее близким к предполагаемому изобретению по совокупности существенных признаков (прототипом) является процесс по методу [1] Сущность процесса-прототипа заключается в следующем:
водно-щелочной раствор нитрита натрия и диметилсульфата под давлением насоса-дозатора проталкивается через трубчатый (проточный) реактор при 80 - 90^oC. Выходящая из реактора смесь подвергается разгонке досуха при высокой температуре (температура не указана).Closest to the alleged invention in terms of the essential features (prototype) is the process according to the method [1] The essence of the prototype process is as follows:
an aqueous-alkaline solution of sodium nitrite and dimethyl sulfate under pressure of a metering pump is pushed through a tubular (flow) reactor at 80 - 90 ^o C. The mixture exiting the reactor is subjected to acceleration to dryness at high temperature (temperature not specified).

Образующаяся твердая масса (монометилсульфат натрия) в реакторе емкостного типа с перемешиванием обрабатывается водным раствором нитрита натрия и щелочного агента. The resulting solid mass (sodium monomethyl sulfate) in a tank type reactor with stirring is treated with an aqueous solution of sodium nitrite and an alkaline agent.

Существенными недостатками процесса являются малая технологичность процесса (применение реакторов проточного и емкостного типа, многократная дозировка сырья) и взрывоопасностью (наличие высокой концентрации нитрометана в узких неохлаждаемых трубах, находящихся под давлением насоса-дозатора и при высокой температуре). Significant disadvantages of the process are the low processability (the use of flow and capacitive reactors, multiple dosing of raw materials) and the explosion hazard (the presence of a high concentration of nitromethane in narrow uncooled pipes under pressure from a metering pump and at high temperature).

Целью данного изобретения является повышение технологичности и безопасности процесса. The aim of this invention is to improve the manufacturability and process safety.

Поставленная цель достигается проведением 1-й стадии процесса при температуре 30 40^oC и выделением образующегося нитрометана путем сепарации при 0 10^oC.This goal is achieved by carrying out the 1st stage of the process at a temperature of 30 40 ^o C and the allocation of the resulting nitromethane by separation at 0 10 ^o C.

Температурный режим фазы смешения (30 40^oC) регламентирован следующими соображениями при температуре ниже 30^oC возможен проскок в нитрометан непрореагировавшего диметилсульфата, а для поддержания температуры выше 40^oC необходим дополнительный нагрев (не хватает теплового эффекта реакции).The temperature of the mixing phase (30 40 ^o C) is regulated by the following considerations at temperatures below 30 ^o C possible slip of unreacted dimethyl sulfate into nitromethane, and additional heating is necessary to maintain the temperature above 40 ^o C (the thermal effect of the reaction is not enough).

Для лучшего понимания техпроцесса ниже приводится описание способа получения нитрометана в различных режимах. For a better understanding of the process, the following is a description of the method for producing nitromethane in various modes.

Пример 1. К смеси 20,7 г нитрита натрия и 12,6 мл воды при 30^oC дозировали 12,6 г диметилсульфата и раствор 0,3 г соды в 2 мл воды. Выдержка при 30^oC в течение 30 мин (до исчезновения диметилсульфата), далее охлаждали до 0^oC. Выделившийся нитрометан (верхний слой) отделяли методом декантации. Выход составляет 50% от теории. Нитрометан не содержит примесей диметилсульфата.Example 1. To a mixture of 20.7 g of sodium nitrite and 12.6 ml of water at 30 ^° C., 12.6 g of dimethyl sulfate and a solution of 0.3 g of soda in 2 ml of water were dosed. Exposure at 30 ^o C for 30 min (until the disappearance of dimethyl sulfate), then cooled to 0 ^o C. Released nitromethane (upper layer) was separated by decantation. The yield is 50% of theory. Nitromethane does not contain dimethyl sulfate impurities.

Пример 2. Опыт проводили в условиях, аналогичных процессу в примере 1. Охлаждение массы проводили до 5^oC. Выход 45 50%
Пример 3. Опыт проводили в условиях, аналогичных процессу в примере 1. Отличие охлаждение массы до 10^oC. Выход нитрометана 45%
Процесс осуществляется в реакторе емкостного типа, он же выполняет и роль сепаратора, но могут быть использованы и сепараторы другого типа (центробежные и т.д.).Example 2. The experiment was carried out under conditions similar to the process in example 1. Cooling of the mass was carried out to 5 ^o C. Yield 45 50%
Example 3. The experiment was carried out under conditions similar to the process in example 1. The difference is the cooling of the mass to 10 ^o C. The yield of nitromethane 45%
The process is carried out in a capacitive type reactor, it also serves as a separator, but other types of separators (centrifugal, etc.) can also be used.

На вторую стадию подают массу, состоящую из водного раствора нитрита натрия, монометилсульфата натрия и щелочного агента (соды). Процесс ведется при температуре 105 115^oC до прекращения выделения азеотропа нитрометан вода. На этой стадии получается еще 15% нитрометана. Общий выход нитрометана 65% от теории.In the second stage serves a mass consisting of an aqueous solution of sodium nitrite, sodium monomethyl sulfate and an alkaline agent (soda). The process is carried out at a temperature of 105 115 ^o C to stop the release of the azeotrope nitromethane water. At this stage, another 15% nitromethane is obtained. The total yield of nitromethane is 65% of theory.

Температурный режим второй стадии регламентирован следующими соображениями: при температуре ниже 105^oC заметно снижается скорость реакции и отгонки азеотропа нитрометан вода, при температуре выше 115^oC появляются признаки разложения реакционной массы и пенообразование. При температуре 110^oC максимальная скорость реакции и отгонки азеотропа без признаков разложения реакционной массы.The temperature regime of the second stage is regulated by the following considerations: at a temperature below 105 ^o C, the reaction rate and distillation of the nitromethane water azeotrope noticeably decrease, at a temperature above 115 ^o C there are signs of decomposition of the reaction mass and foaming. At a temperature of 110 ^o C the maximum reaction rate and distillation of the azeotrope without signs of decomposition of the reaction mass.

Claims

A method of producing nitromethane from dimethyl sulfate and sodium nitrite in an aqueous medium in the presence of a base, characterized in that soda is used as the base, and the process is carried out in two different temperature conditions, the reaction is first carried out at a temperature of 30-40 ^o C, the separation of nitromethane is carried out by separation at a temperature of 0 10 ^o C, and then the remaining reaction mass is maintained at a temperature of 105 115 ^o C until the evolution of the nitromethane water azeotrope ceases.