RU2128635C1 - Method of preparing isoprene - Google Patents
Method of preparing isoprene Download PDFInfo
- Publication number
- RU2128635C1 RU2128635C1 RU97104446/04A RU97104446A RU2128635C1 RU 2128635 C1 RU2128635 C1 RU 2128635C1 RU 97104446/04 A RU97104446/04 A RU 97104446/04A RU 97104446 A RU97104446 A RU 97104446A RU 2128635 C1 RU2128635 C1 RU 2128635C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mbd
- isoprene
- distillate
- phosphoric acid
- dehydration
- Prior art date
Links
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к нефтехимической технологии, в частности к получению изопрена - промышленного мономера для изготовления каучуков. The invention relates to petrochemical technology, in particular to the production of isoprene, an industrial monomer for the manufacture of rubbers.
Известен способ получения изопрена жидкофазной каталитической дегидратации 3-метил-1,3-бутандиола (МБД) в водном растворе при 80 - 150oC в присутствии углеводородного растворителя и триметилкарбинола. В качестве катализатора используют щавелевую кислоту в количестве 18 мас.% в водном растворе или серную кислоту - 2 мас.%. Выход изопрена достигает 93,5 мол.% на превращенный МБД /RU, 681735C, 1996/. Однако в таком способе требуется дополнительное использование триметилкарбинола, углеводородного растворителя и его переработка.A known method of producing isoprene liquid-phase catalytic dehydration of 3-methyl-1,3-butanediol (MBD) in an aqueous solution at 80 - 150 o C in the presence of a hydrocarbon solvent and trimethylcarbinol. As a catalyst, oxalic acid is used in an amount of 18 wt.% In an aqueous solution or sulfuric acid - 2 wt.%. The yield of isoprene reaches 93.5 mol.% For converted MBD / RU, 681735C, 1996 /. However, in this method, additional use of trimethylcarbinol, a hydrocarbon solvent, and its processing are required.
Наиболее близким по технической сущности к данному изобретению является способ получения изопрена жидкофазной дегидратацией МБД в водном растворе при повышенной температуре с использованием в качестве катализатора щавелевой кислоты в присутствии оксалата калия при весовом соотношении кислота : оксалат, равном 1:1,5 - 2,5. Изопрен выделяет перегонкой при атмосферном давлении в виде дистиллята при температуре 34oC. Выход изопрена достигает 82 мол. % на превращенный МБД /SU, 1034365 A1, 1987/. Однако выход изопрена недостаточно высок.The closest in technical essence to this invention is a method for producing isoprene by liquid-phase dehydration of MDB in an aqueous solution at an elevated temperature using oxalic acid as a catalyst in the presence of potassium oxalate at a weight ratio of acid: oxalate equal to 1: 1.5 - 2.5. Isoprene emits by distillation at atmospheric pressure in the form of a distillate at a temperature of 34 o C. The yield of isoprene reaches 82 mol. % on converted MBD / SU, 1034365 A1, 1987 /. However, the yield of isoprene is not high enough.
Задачей настоящего изобретения является повышение выхода изопрена путем увеличения селективности дегидратации МБД, а также проведения отбора дистиллята при условиях, сокращающих попадание в дистиллят примесей. The objective of the present invention is to increase the yield of isoprene by increasing the selectivity of the dehydration of MBD, as well as the selection of distillate under conditions that reduce the ingress of distillate into the distillate.
Технический результат достигается тем, что дегидратацию МБД проводят в водной среде в присутствии в качестве катализатора фосфорной кислоты при концентрации 2 - 40 мас.% в реакционной смеси, целевой продукт выделяют перегонкой при давлении 1,1 - 3,0 ата в виде дистиллята, который отбирают при температуре 40 - 80oC.The technical result is achieved by the fact that the MBD dehydration is carried out in an aqueous medium in the presence of phosphoric acid as a catalyst at a concentration of 2-40 wt.% In the reaction mixture, the target product is isolated by distillation at a pressure of 1.1-3.0 ata in the form of a distillate, which selected at a temperature of 40 - 80 o C.
Отличительными признаками способа является проведение дегидратации МБД в присутствии в качестве катализатора фосфорной кислоты при концентрации 2 - 40 мас. % в реакционной смеси. Другое отличие состоит в том, что перегонку проводят при повышенном давлении 1,1 - 3,0 ата (атмосферы абсолютные). Еще одно отличие заключается в том, что дистиллят, содержащий изопрен, отбирают при температуре 40 - 80oC.Distinctive features of the method is the conduct of dehydration of MBD in the presence of phosphoric acid as a catalyst at a concentration of 2 to 40 wt. % in the reaction mixture. Another difference is that the distillation is carried out at an elevated pressure of 1.1 - 3.0 ata (absolute atmospheres). Another difference is that the distillate containing isoprene is taken at a temperature of 40 - 80 o C.
Экспериментально установлено, что в присутствии в качестве катализатора фосфорной кислоты при концентрации 2 - 40 мас.% увеличивается селективность образования изопрена. Селективность снижается при дальнейшем повышении концентрации фосфорной кислоты вследствие увеличения образования высококипящих побочных продуктов. По сравнению с фосфорной кислотой при использовании других кислотных катализаторов, таких как серная, щавелевая кислоты, бензолсульфокислота, достигаются худшие результаты по селективности. It was experimentally established that in the presence of phosphoric acid as a catalyst at a concentration of 2-40 wt.%, The selectivity of isoprene formation increases. Selectivity decreases with a further increase in the concentration of phosphoric acid due to an increase in the formation of high boiling point by-products. Compared to phosphoric acid, using other acid catalysts such as sulfuric, oxalic acid, benzenesulfonic acid, worse selectivity results are achieved.
Увеличению выхода изопрена также способствуют проведение перегонки при давлении 1,1 - 3,0 ата, что позволяет повысить относительную летучесть изопрена, и отбор дистиллята при температуре 40 - 80oC, что сокращает попадание в дистиллят вышекипящих изоамиленовых спиртов.An increase in the yield of isoprene is also facilitated by distillation at a pressure of 1.1 - 3.0 ata, which allows to increase the relative volatility of isoprene and the selection of distillate at a temperature of 40 - 80 o C, which reduces the ingress of higher boiling isoamylene alcohols into the distillate.
Дегидратацию проводят при температуре 105 - 135oC. МБД подают на дегидратацию в чистом виде или в виде технической смеси, полученной непосредственно после синтеза МБД известными способами, например /SU, 422719 A1, 1974 или SU, 574431 A1, 1977). Примесями, содержащими в техническом продукте, могут быть, например, метанол, триметилкарбинол, 4,4-диметил-1,3-диоксан, формальдегид, изоамиленовые спирты, диоксановые спирты, триолы, пирановый спирт. МБД подают на дегидратацию также в виде водного раствора, содержащего фосфорную кислоту.Dehydration is carried out at a temperature of 105 - 135 o C. MBD served on dehydration in pure form or in the form of a technical mixture obtained directly after the synthesis of MBD by known methods, for example / SU, 422719 A1, 1974 or SU, 574431 A1, 1977). The impurities contained in the technical product can be, for example, methanol, trimethylcarbinol, 4,4-dimethyl-1,3-dioxane, formaldehyde, isoamylene alcohols, dioxane alcohols, triols, pyran alcohol. MBD is also supplied for dehydration in the form of an aqueous solution containing phosphoric acid.
В данном способе в качестве реактора можно использовать любой аппарат для проведения жидкофазных реакций в двухфазной системе жидкость - пар, например, один или несколько аппаратов трубчатого типа, аппараты колонного типа - пустотелые, тарельчатые или заполненные насадкой /Реакционно-отгонная колонна/. В этом аппарате одновременно происходит реакция дегидратации МБД с образование изопрена, которая протекает в кислой водной среде, и выделением изопрена из зоны реакции путем испарения и перехода в паровую фазу. Пары продуктов выводят из реакционно-отгонной колонны при температуре 40 - 80oC, конденсируют и таким образом получают дистиллят, содержащий целевой продукт.In this method, you can use any apparatus for conducting liquid-phase reactions in a two-phase liquid-vapor system as a reactor, for example, one or more tube-type apparatuses, column-type apparatuses — hollow, plate-shaped or filled with a nozzle / Reaction-distillation column /. In this apparatus, the MBD dehydration reaction simultaneously occurs with the formation of isoprene, which proceeds in an acidic aqueous medium, and the release of isoprene from the reaction zone by evaporation and transition to the vapor phase. The product pairs are removed from the reaction distillation column at a temperature of 40 - 80 o C, condense and thus get the distillate containing the target product.
Из полученного дистиллята выделяют ректификацией чистый изопрен, а остаток после выделения изопрена возвращают в реакционно-отгонную колонну. Pure isoprene is isolated from the distillate obtained by distillation, and the residue after isolation of isoprene is returned to the reaction distillation column.
В данном способе выход изопрена повышается до 92 мол.% на превращенный МБД. In this method, the yield of isoprene is increased to 92 mol.% Per converted MBD.
Возможность осуществления изобретения подтверждается следующими примерами. The possibility of carrying out the invention is confirmed by the following examples.
Пример 1. Example 1
Синтез изопрена проводят в реакционно-отгонной колонне (РОК), оборудованной колпачковыми тарелками в количестве 50 штук и электрообогревом. В кубовую часть РОК, где находятся 5 л реакционной водной смеси, содержащей 2 мас.% фосфорной кислоты, подают МБД со скоростью 900 г/ч. В РОК поддерживают давление 3 ата. Температура кипения реакционной водной смеси составляет 135oC. С верха РОК при температуре 80oC отбирают испаренные продукты, конденсируют их в холодильнике, и дистиллят собирают в емкости. В емкости дистиллят расслаивается на водный слой, который возвращают в РОК, и масляный слой, из которого далее ректификацией выделяют чистый изопрен в количестве 530 г/ч. Кубовый остаток после выделения изопрена возвращают в РОК.Synthesis of isoprene is carried out in a reaction distillation column (ROCK), equipped with cap plates in the amount of 50 pieces and electric heating. MBD at a rate of 900 g / h is fed into the still bottom part of the ROC, where 5 l of the reaction aqueous mixture containing 2 wt.% Phosphoric acid are located. In ROCK maintain a pressure of 3 atm. The boiling point of the reaction aqueous mixture is 135 ° C. From the top of the ROC at a temperature of 80 ° C., evaporated products are taken, condensed in a refrigerator, and the distillate is collected in a container. In the tank, the distillate is stratified into an aqueous layer, which is returned to the ROC, and an oil layer, from which further pure rectified isoprene is emitted in an amount of 530 g / h. VAT residue after isolation of isoprene is returned to the ROCK.
Для сохранения материального баланса процесса по воде и высококипящим побочным продуктам (ВПП) из РОК выводят часть реакционной водной смеси в количестве 377,6 г/ч, и одновременно в РОК добавляют фосфорную кислоту в количестве 7,6 г/ч. To maintain the material balance of the process with water and high boiling point by-products (WFP), part of the reaction water mixture is removed from the ROC in the amount of 377.6 g / h, and phosphoric acid in the amount of 7.6 g / h is added to the ROC at the same time.
Конверсия МБД составляет 98,9%. Выход изопрена составляет 91,0 мол.% на превращенный МБД. The conversion of MBD is 98.9%. The yield of isoprene is 91.0 mol.% Per converted MBD.
Пример 2. Example 2
Процесс проводят аналогично примеру 1 с тем отличием, что концентрация фосфорной кислоты в реакционной водной смеси составляет 40 мас.%, МБД подают со скоростью 2500 г/ч, давление составляет 1,1 ата, температура кипения реакционной водной смеси 105oC, температура отбора дистиллята 40oC.The process is carried out analogously to example 1 with the difference that the concentration of phosphoric acid in the reaction water mixture is 40 wt.%, MBD is supplied at a speed of 2500 g / h, pressure is 1.1 ata, the boiling point of the reaction water mixture is 105 o C, the selection temperature distillate 40 o C.
Конверсия МБД составляет 99,5%. Выход изопрена составляет 90,6 мол.% на превращенный МБД. The conversion of MBD is 99.5%. The yield of isoprene is 90.6 mol.% Per converted MBD.
Пример 3. Example 3
Процесс проводят аналогично примеру 1 с тем отличием, что концентрация фосфорной кислоты в реакционной водной смеси составляет 16 мас.%, давление составляет 1,8 ата, температура кипения реакционной водной смеси 119oC, температура отбора дистиллята 56oC, в РОК со скоростью 3000 г/ч подают техническую смесь после синтеза МБД следующего состава, мас.%:
МБД - 92,7
диоксановые спирты - 3,9
триолы - 2,6
пирановый спирт - 0,8
Конверсия МБД составляет 99,1%. Выход изопрена составляет 91,7 мол.% на превращенный МБД.The process is carried out analogously to example 1 with the difference that the concentration of phosphoric acid in the reaction water mixture is 16 wt.%, The pressure is 1.8 ata, the boiling point of the reaction water mixture is 119 o C, the distillate selection temperature is 56 o C, in ROC at a rate 3000 g / h serves the technical mixture after the synthesis of MBD of the following composition, wt.%:
MDB - 92.7
dioxane alcohols - 3.9
triols - 2.6
pyran alcohol - 0.8
The conversion of MBD is 99.1%. The yield of isoprene is 91.7 mol.% Per converted MBD.
Пример 4. Example 4
Процесс проводят аналогично примеру 1 с тем отличием, что концентрация фосфорной кислоты в реакционной водной смеси составляет 30 мас.%, давление составляет 1,2 ата, температура кипения реакционной водной смеси 110oC, температура отбора дистиллята 50oC, в РОК со скоростью 3200 г/ч подают техническую смесь после синтеза МБД следующего состава, мас.%:
МБД - 94,2
диметилдиоксан - 1,5
метанол - 0,5
формальдегид - 0,3
диоксановые спирты - 1,0
вода - 2,5
Конверсия МБД составляет 99,4%. Выход изопрена составляет 92,0 мол.% на превращенный МБД.The process is carried out analogously to example 1 with the difference that the concentration of phosphoric acid in the reaction water mixture is 30 wt.%, The pressure is 1.2 ata, the boiling point of the reaction water mixture is 110 o C, the distillate selection temperature is 50 o C, in the ROC at a rate 3200 g / h serves the technical mixture after the synthesis of MBD of the following composition, wt.%:
MBD - 94.2
dimethyldioxane - 1.5
methanol - 0.5
formaldehyde - 0.3
dioxane alcohols - 1.0
water - 2.5
The conversion of MBD is 99.4%. The yield of isoprene is 92.0 mol.% Per converted MBD.
Пример 5. Example 5
Процесс проводят аналогично примеру 1 с тем отличием, что в РОК со скоростью 4000 г/ч подают водный раствор после синтеза МБД следующего состава, мас.%:
вода - 73,7
фосфорная кислота - 15,0
МБД - 9,0
диметилдиоксан - 0,2
триметилкарбинол - 1,5
побочные продукты - 0,5
формальдегид - 0,1
В РОК давление составляет 2,5 ата, температура кипения реакционной водной смеси 128oC, температура отбора дистиллята 67oC.The process is carried out analogously to example 1 with the difference that in the ROCK with a speed of 4000 g / h serves an aqueous solution after synthesis of MBD of the following composition, wt.%:
water - 73.7
phosphoric acid - 15.0
MBD - 9.0
dimethyldioxane - 0.2
trimethylcarbinol - 1.5
by-products - 0.5
formaldehyde - 0.1
In the ROC, the pressure is 2.5 ata, the boiling point of the reaction aqueous mixture is 128 o C, the distillate selection temperature is 67 o C.
Конверсия МБД составляет 88,6%. Выход изопрена составляет 92,1 мол.% на превращенный МБД. The conversion of MBD is 88.6%. The yield of isoprene is 92.1 mol.% Per converted MBD.
Пример 6. Example 6
Процесс проводят аналогично примеру 1 с тем отличием, что в РОК со скоростью 5000 г/ч подают водный раствор после синтеза МБД следующего состава, мас.%:
вода - 59,5
фосфорная кислота - 25,4
МБД - 5,5
диметилдиоксан - 3,0
триметилкарбинол - 5,5
побочные продукты - 0,8
формальдегид - 0,3
В РОК давление составляет 2,0 ата, температура кипения реакционной водной смеси 123oC, температура отбора дистиллята 63oC.The process is carried out analogously to example 1 with the difference that in the ROCK with an speed of 5000 g / h serves an aqueous solution after synthesis of MBD of the following composition, wt.%:
water - 59.5
phosphoric acid - 25.4
MBD - 5.5
dimethyldioxane - 3.0
trimethylcarbinol - 5.5
by-products - 0.8
formaldehyde - 0.3
In the ROC, the pressure is 2.0 ata, the boiling point of the reaction aqueous mixture is 123 o C, the distillate selection temperature is 63 o C.
Конверсия МБД составляет 90,4%. Выход изопрена составляет 92,3 мол.% на превращенный МБД. The conversion of MBD is 90.4%. The yield of isoprene is 92.3 mol.% Per converted MBD.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU97104446/04A RU2128635C1 (en) | 1997-03-17 | 1997-03-17 | Method of preparing isoprene |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU97104446/04A RU2128635C1 (en) | 1997-03-17 | 1997-03-17 | Method of preparing isoprene |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2128635C1 true RU2128635C1 (en) | 1999-04-10 |
RU97104446A RU97104446A (en) | 1999-04-27 |
Family
ID=20191056
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU97104446/04A RU2128635C1 (en) | 1997-03-17 | 1997-03-17 | Method of preparing isoprene |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2128635C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102533870A (en) * | 2010-12-23 | 2012-07-04 | 中国科学院青岛生物能源与过程研究所 | Method, enzyme system and recombinant cell for synthesizing isoprene by biological method, and application thereof |
JP2013075877A (en) * | 2011-09-30 | 2013-04-25 | Kuraray Co Ltd | Method for manufacturing isoprene |
-
1997
- 1997-03-17 RU RU97104446/04A patent/RU2128635C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102533870A (en) * | 2010-12-23 | 2012-07-04 | 中国科学院青岛生物能源与过程研究所 | Method, enzyme system and recombinant cell for synthesizing isoprene by biological method, and application thereof |
CN102533870B (en) * | 2010-12-23 | 2014-04-16 | 中国科学院青岛生物能源与过程研究所 | Method, enzyme system and recombinant cell for synthesizing isoprene by biological method, and application thereof |
JP2013075877A (en) * | 2011-09-30 | 2013-04-25 | Kuraray Co Ltd | Method for manufacturing isoprene |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CS207465B2 (en) | Method of making the clean methyl-terc.butylether | |
JP2005008618A (en) | Method for producing isobutene and reactor for performing equilibrium reaction isothermally | |
CN107074677B (en) | Process for producing 1, 3-butadiene from 1, 3-butanediol | |
JPH0235728B2 (en) | ||
RU2203264C2 (en) | Method of synthesis of acetic acid | |
JP2016538259A (en) | Method for separating methacrolein | |
RU2128635C1 (en) | Method of preparing isoprene | |
RU2219156C2 (en) | Olefin hydration process | |
JPH08245433A (en) | Method of decomposing t-butyl alcohol | |
JPWO2005019146A1 (en) | Method for producing tertiary butyl alcohol | |
US4288643A (en) | Process for preparing 2,3-dimethyl-butene-2 | |
CN109689597B (en) | Method for separating and purifying isobutylene and method for producing isobutylene | |
RU2197461C2 (en) | Isoprene production process | |
JPS6240335B2 (en) | ||
US4108869A (en) | Preparation of an acetal from a diol and acrolein | |
JP2544745B2 (en) | Method for producing α-methylstyrene | |
KR101668892B1 (en) | Dehydration of 1-phenyl ethanol | |
JP7380181B2 (en) | Method for producing paraaldol | |
RU2089536C1 (en) | Method of preparing tert-butanol | |
RU2063958C1 (en) | Method of crotonic aldehyde isolation | |
RU2099319C1 (en) | Method for production of isoprene | |
RU2203878C2 (en) | Isoprene production process | |
RU2156234C1 (en) | Method of preparing isoprene | |
JPS62904B2 (en) | ||
RU2235709C2 (en) | Isoprene production process |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20060318 |