Eljárás alkil-metakrilátok szabadalmak Bank
A találmány tárgya kémiai technológia, specifikusan egy javított eljárás alkil-metakrilátok átészterezésével metil-metakrilát alkoholokkal általános képletű C n nH 2n + 1 OH, ahol n≥ 4, jelenlétében kálium-vagy nátrium-karbonát és a nátrium-bór-hidridet, és a radikális polimerizációs inhibitor kidesztilláljuk metanol képződik azeotróp elegyként metil-metakrilát, kálium- vagy nátrium-karbonát mennyisége 0,5-1,5 tömeg.% a teljes tömegére vonatkoztatva a reagensek adtak használunk katalizátorként, hogy elérjék 40-80% alkoholok átalakítását, stb alábbiak hozzá vezetünk nátrium-bór-hidrid mennyisége 0,005-0,05 tömeg.% a betöltött alkoholok. A műszaki hatás - csökkenti a fokozatok száma, nőtt a termelékenység folyamat minőségének javítása áru metakrilát. 1 il. 6 pr.
A találmány tárgya kémiai technológia, különösen a technológiai eljárás metakrilsav-észterek a általános képletű
Észterei, telítetlen karbonsavak az utóbbi időben a nagy gyakorlati jelentősége, ezek monomerjei polialkil- (met) akrilátok, amelyek használnak lágyítók, viszkozitás-depresszánsok Olaj- és üzemanyagok, festék, lakk komponenst, komponensek A ragasztó készítmények és egyéb hasznos termékek.
Metakrilátok észterezése útján kapott metakrilsav alkoholokkal, metakrilsav olefinekkel történő alkilezésére. Jelenleg széles körben használatosak eljárás az alkil-metakrilátok, mind a metil-metakrilát pereeterifiakatsii alkoholok, ez a módszer lehetővé teszi a használatát savas katalizátorok és alaptípus.
Ismert módszerek előállítására alkil-metakrilátok átészterezésével metil-metakrilát alkoholokkal által katalizált, nem-savas vegyületek. Az ilyen katalizátorok közé tartoznak a bázikus vegyületek, mint alkoxidok, hidroxidok, karbonátok, foszfátok, oxidok és komplexei alkáli- és alkáliföldfémek, alumínium-vegyületek, a magnézium, titán, cink, ón, cirkónium, és mások.
Mint egy átészterező katalizátor felhasznált magnézium-metoxid-(CS 262.252, C07C 67/02, 1989; CS 259.635, C07C 69/54, 1988). A kitermelés 97,5% alkil-metakrilát. Befejezése után a katalizátort elbontjuk híg kénsavval, a felesleges metil-metakrilát (MMA) desztilláljuk a vízgőzzel, amelynek képződéséhez vezet nagy mennyiségű szennyvíz.
Így, előállítására ismert módszer alkil-metakrilátok és használt katalizátor-rendszerek bizonyos hátrányai: alacsony kitermelése egy alkil-metakrilát, szigorú körülmények a szintézis, a tisztítás, a komplex rendszer katalizátor, képződéséhez vezet nagy mennyiségű hulladék.
Mielőtt a átészterezési reakcióelegy tartalmazó zsírsav-alkohol és metil-metakrilát jelenlétében kapcsolási szárított kálium-karbonát vagy nátrium-víz hozott nem-katalitikus mennyiségű - kevesebb, mint 0,07 tömeg% metil-metakrilátot betöltött ..
A nátrium-bór-hidrid és alkil-észterei, nagy mennyiségben, mint átészterező katalizátorok számos hátránya van.
Nátrium-bórhidrid alkalmazásával vezet a részleges kettős kötések hidrogénezése, éter-csoportot és másik oldalán folyamatok. Reagáló metanolban nátrium-bór-hidriddel annak lebomlását eredményezi. Nagy aktivitás nátrium-bór-hidrid futtatásához szükséges a folyamat alacsonyabb hőmérsékleten, ami szükséges, hogy hozzon létre egy magas vákuumot.
A nátrium-bór-hidridet reagáltatunk víz, szerves savak és alkoholok elvesztése a katalitikus aktivitás. Ezért, a nátrium-bór-hidrid reagens szükséges járulékosan szárítani vízből. Szárítást úgy hajtjuk végre, hogy a maradék nedvességtartalma a kezdeti keverék nem több, mint 0,03 tömeg.% (RU 2411231).
Részben nátrium-bór-hidridet oldunk a reakcióelegyben. A kapott masszát nagy nehezen elválasztjuk a katalizátor szuszpenzióhoz.
Ezeket a hátrányokat, mivel az alacsonyabb minőségű áru metakrilát és csökkenti a termelékenységet a folyamat.
A jelen találmány tárgyát képezik javítására Eljárás alkil-metakrilátok átészterezésével metil-metakrilát alkoholokkal.
A műszaki hatás - csökkenti a fokozatok száma, nőtt a termelékenység folyamat minőségének javítása áru metakrilát.
Ez a technikai eredmény érhető el, hogy az MMA-metakrilátok átészterezésével előállított alkoholokkal általános képletű CnH2n + 1 OH, ahol n≥ 4, jelenlétében kálium-vagy nátrium-karbonát és a nátrium-bór-hidridet, és a radikális polimerizációs inhibitor kidesztilláljuk a képződött metanolt azeotróp elegyként metil-metakrilát, azzal jellemezve, hogy a kálium-vagy nátrium-karbonát mennyisége 0,5-1,5 tömeg.% a teljes tömegére vonatkoztatva a reagensek adtak használunk katalizátorként, hogy elérjék alkoholok átalakítását 40-80%, ami után a reakcióelegyet bevezetjük Borg nátrium-klorid mennyiségben 0,005-0,05 tömeg.% alkoholt.
Az első fázisban, mint átészterező katalizátor kálium-karbonát vagy nátrium-lehetővé teszi, ellentétben a technika állása szerinti, elvégezni a folyamat anélkül, hogy a pre-szárítás a reakcióelegy. A víztartalom a nyersanyagok tekintetében, nem befolyásolta az aktivitást kálium-karbonát és a nátrium-és el lesz távolítva a reakciózónából a átészterezésével metil-metakrilát. Ez kiküszöböli előszárítási lépést a kiindulási anyagok, és így az energiafogyasztás csökkentése és javítja a termelékenységet a folyamat.
Ismeretes, hogy a kálium- és nátrium-karbonátok kellően aktív katalizátorok a átészterezés. A kezdeti szakaszban az aktivitásuk átészterezés nem rosszabb, mint a tevékenység hidrid és ellentétben a nátrium-hidrid, gyakorlatilag nem veszít katalitikus aktivitás ismételt használatát. Karbonátok, nátrium és kálium oldhatatlanok a reakcióelegyben, és könnyen elválasztva azt egyszerű szűréssel. A kálium-karbonát és nátrium-lehetővé teszi a működést magasabb hőmérsékleten, miközben továbbra is fenntartja nagy szelektivitása a folyamatot, és a jó minőségű a-alkil-metakrilát.
Nátrium-bór-hidridet adunk hozzá sokkal kisebb mennyiségben, mint a technika állása, csak az utolsó szakaszban a folyamat (elérése után a konverzió 40-80% alkohol). Ez csökkenti a drága, gyengén tárolt nátrium-bór-hidrid, hogy egyszerűsítse a elkülönítésének lépése a katalizátor és növeli a minősége a kereskedelmi termék.
Szűrés után kapott alkil-metakrilát lehet használni a polimerizációs eljárásokban további tisztítás nélkül.
A javasolt eljárás előállítására alkil-metakrilát lehet szemléltetik a következő példák:
1. összehasonlító példa (a prototípus)
A reaktorba, miközben a futó a keverővel ellátott gömblombikba bemérünk 94,6 g olvasztott zsíralkohol C12-C18 frakció (átlagos molekulatömeg 214), 141,9 g metil-metakrilát, 0,047 g fenotiazin (0,02 tömeg.% A teljes összegét betöltött reagens) és 0,165 g kálium-karbonátot (0,07 tömeg.% a teljes összeg a reagensek hozzáadása nélkül). A rendszer vákuumot hoz létre, 0,6 atm, az elegyet visszafolyató hűtő alatt forraljuk, amíg
80 ° C és melegítjük. Szárítás a reakcióelegyet addig folytatjuk, amíg a maradék nedvességtartalom nem több, mint 0,02 tömeg.% 1,5 órán át. Szárítás után bezárását A reaktorba bemérünk 0,057 g nátrium-bór-hidridet (0,06 tömeg.% Alkoholt), és a reakcióelegyet melegítjük, desztillátum, szelekció nélkül 30 percen át vákuumban 0,6 atm. Ezután kezdik ki a párlat. gőz hőmérsékletét, miközben fokozatosan csökken, hogy
40 ° C-on Ahhoz, hogy a hőmérséklet a reaktorban
80 ° C a vákuumot fokozatosan mélyült értékre 0,85-0,9 atm. A reakció befejeződését úgy határozza meg, hogy meggátolja az metanolt. Miután a reakció lezajlott, a metil-metakrilát felesleget ledesztilláljuk, először 80 ° C-on, fokozatosan mélyülő vákuumban, amíg
0,95 atm, a reaktor hőmérsékletét emeljük 90-100 ° C-on A reakcióelegyet lehűtjük, és szűrőpapíron átszűrjük. A hozam 97,8% metakrilátok. A függőség a kimenete egy alkil-metakrilát eljárást végző idő ábrán látható.
2. összehasonlító példa
A reaktorba, miközben a futó a keverővel ellátott gömblombikba bemérünk 94,1 g olvasztott zsíralkoholok, C12-C18 (átlagos molekulatömeg 214) frakció, 142,2 g metil-metakrilát, 0,045 g fenotiazin (0,02% a teljes összeg a betöltött reagens), és 2,36 g kálium-karbonátot (1% a teljes összeg a betöltött reagens). A rendszer vákuumot hoz létre, 0,6 atm, az elegyet forrásig melegítjük, és visszafolyató hűtő alatt forraljuk desztillátum szelekció nélkül 30 percig. Ezután kezdik ki a párlat. gőz hőmérsékletét, miközben fokozatosan csökken, hogy
40-50 ° C-on Növelésével reaktor hőmérséklete 100 ° C feletti vákuumot fokozatosan növeljük 0,85 atm. A reakció befejeződését úgy határozza meg, hogy meggátolja az metanolt. Miután a reakció lezajlott, a metil-metakrilát felesleget ledesztilláljuk, fokozatosan mélyülő vákuumban, amíg
0,95 atm, ahol a reaktor hőmérséklete
100 ° C-on A reakcióelegyet lehűtjük, és szűrőpapíron átszűrjük. Metakrilátok Kitermelés 94,2%. A függőség a kimenete egy alkil-metakrilát eljárást végző idő ábrán látható.
A reaktorba, miközben a futó a keverővel ellátott gömblombikba bemérünk 93,8 g olvasztott zsíralkohol C12-C18 frakció (átlagos molekulatömeg 214), 141,5 g metil-metakrilát, 0,048 g fenotiazin (0,02% a teljes összeg a betöltött reagens), és 2,37 g kálium-karbonátot (1% a teljes összeg letöltött reagens). A rendszer vákuumot hoz létre, 0,6 atm, az elegyet forrásig melegítjük, és melegített, desztillátum, szelekció nélkül 30 percig. Ezután kezdik ki a párlat. gőz hőmérsékletét, miközben fokozatosan csökken, hogy
40-50 ° C-on Növelésével reaktor hőmérséklete 100 ° C feletti vákuumot fokozatosan emeljük 0,8 atm. Amikor elérte 50% alkoholok átalakítását vákuum a reaktorban ra növeljük 0,85-0,9 atm, és a hőmérsékletet a reaktorban csökkentjük
80 ° C, még a reakcióelegyhez nátrium-bór-hidridet mennyiségben 0,012 g (0,013% a töltött-alkohol). A reakció befejeződését úgy határozza meg, hogy meggátolja az metanolt. Miután a reakció lezajlott, a metil-metakrilát felesleget ledesztilláljuk, fokozatosan mélyülő vákuumban, amíg
0,95 atm, a reaktor hőmérsékletét emeljük 90-100 ° C-on A reakcióelegyet lehűtjük, és szűrőpapíron átszűrjük. Metakrilátok Kitermelés 98,3%. A függőség a kimenete egy alkil-metakrilát eljárást végző idő ábrán látható.
A reaktorba, miközben a futó a keverővel ellátott gömblombikba bemérünk 98,5 g olvasztott zsíralkohol C12-C18 frakció (átlagos molekulatömeg 214), 147,8 g metil-metakrilát, 0,049 g fenotiazin (0,02% a teljes összeg a betöltött reagens), és 2,46 g nátrium-karbonátot (1% a teljes összeg letöltött reagens). A rendszer vákuumot hoz létre, 0,6 atm, az elegyet forrásig melegítjük, és visszafolyató hűtő alatt forraljuk desztillátum szelekció nélkül 30 percig. Ezután kezdik ki a párlat. gőz hőmérsékletét, miközben fokozatosan csökken, hogy
40-50 ° C-on Növelésével reaktor hőmérséklete 100 ° C feletti vákuumot fokozatosan emeljük 0,8 atm. Amikor elérte 50% -os alkohol konverzió a reaktorban vákuumot növeljük 0,85-0,9 atm, és a hőmérsékletet a reaktorban csökkentjük
80 ° C, még a reakcióelegyhez nátrium-bór-hidridet mennyiségben 0,024 g (0,024% a töltött-alkohol). A reakció befejeződését úgy határozza meg, hogy meggátolja az metanolt. Miután a reakció lezajlott, a metil-metakrilát felesleget ledesztilláljuk, fokozatosan mélyülő vákuumban, amíg
0,95 atm, a reaktor hőmérsékletét emeljük 90-100 ° C-on A reakcióelegyet lehűtjük, és szűrőpapíron átszűrjük. Metakrilátok Kitermelés 97,9%.
A reaktort működtettük keverővel ellátott gömblombikba bemérünk 99,1 g izooktil-alkoholt, 148,7 g metil-metakrilát, 0,05 g fenotiazin (0,02% a teljes összeg a betöltött reagens) és 2,48 g kálium-karbonátot (1% a teljes összeg a reagensek hozzáadása nélkül). A rendszer vákuumot hoz létre, 0,6 atm, az elegyet forrásig melegítjük, és visszafolyató hűtő alatt forraljuk desztillátum szelekció nélkül 30 percig. Ezután kezdik ki a párlat. gőz hőmérsékletét, miközben fokozatosan csökken, hogy
40-50 ° C-on Növelésével reaktor hőmérséklete 100 ° C feletti vákuumot fokozatosan emeljük 0,8 atm. Amikor elérte a konverzió 40% -os alkohol egy reaktorban vákuumot növeljük 0,85-0,9 atm, és a hőmérsékletet a reaktorban csökkentjük
80 ° C, még a reakcióelegyhez nátrium-bór-hidridet mennyiségben 0,011 g (0,011% a töltött-alkohol). A reakció befejeződését úgy határozza meg, hogy meggátolja az metanolt. Miután a reakció lezajlott, a metil-metakrilát felesleget ledesztilláljuk, fokozatosan mélyülő vákuumban, amíg
0,95 atm, a reaktor hőmérsékletét emeljük 90-100 ° C-on A reakcióelegyet lehűtjük, és szűrőpapíron átszűrjük. Ekkor a 2-etil-hexil-metakrilát 98,9%.
A reaktort működtettük keverővel ellátott gömblombikba bemérünk 95,6 g decil-alkohol, 143,4 g metil-metakrilát, 0,048 g fenotiazin (0,02% a teljes összeg a betöltött reagens), és 2,39 g kálium-karbonátot (1% a teljes összeg a reagensek hozzáadása nélkül). A rendszer vákuumot hoz létre, 0,6 atm, az elegyet forrásig melegítjük, és visszafolyató hűtő alatt forraljuk desztillátum szelekció nélkül 30 percig. Ezután kezdik ki a párlat. gőz hőmérsékletét, miközben fokozatosan csökken, hogy
40-50 ° C-on Növelésével reaktor hőmérséklete 100 ° C feletti vákuumot fokozatosan emeljük 0,8 atm. Amikor elérte 50% alkoholok átalakítását vákuum a reaktorban ra növeljük 0,85-0,9 atm, és a hőmérsékletet a reaktorban csökkentjük
80 ° C, még a reakcióelegyhez nátrium-bór-hidridet mennyiségben 0,014 g (0,015% a töltött-alkohol). A reakció befejeződését úgy határozza meg, hogy meggátolja az metanolt. Miután a reakció lezajlott, a metil-metakrilát felesleget ledesztilláljuk, fokozatosan mélyülő vákuumban, amíg
0,95 atm, a reaktor hőmérsékletét emeljük 90-100 ° C-on A reakcióelegyet lehűtjük, és szűrőpapíron átszűrjük. Decil-metakrilát Kitermelés 98,4%.
Más példákban, mi változott a hozzáadott nátrium-és kálium-karbonátok, és alkoholok átalakítását, amely után a nátrium-bór-hidrid.
Csökkentése mennyiségű kálium-karbonát és nátrium-kevesebb mint 0,5 tömeg.% A teljes összeg a reagensek kerültek csökkenését eredményezte az arány a kezdeti szakaszban. Amikor a kálium mennyiségét, és nátrium-karbonátok több, mint 1,5 tömeg.% A teljes összeg a betöltött reagensek folyamat sebessége nem változik szignifikánsan és bonyolult szűrési lépést.
Bevezetés nátrium-bór-hidrid és egy alkohol konverzió legalább 40% növekedését eredményezte a tartózkodási idő a nátrium-bór-hidrid a reakcióelegyben, ami növeli a hozamot a melléktermékek és a romló minőségének egy alkil-metakrilát. Bevezetés nátrium-bórhidridet az átalakítás után az alkohol több mint 80% növekedést eredményezett a folyamat időt, és csökkenti annak teljesítményét.
Továbbá, a példákban megváltozott hozzáadásával mennyiségű nátrium-bór-hidrid. Csökkentése mennyiségű nátrium-bór-hidrid kevesebb volt, mint 0,005 tömeg.% Felvitt alkoholok vezetett drasztikus csökkenését a sebesség és növekedését átészterezési reakciót az eléréséhez szükséges időt nagy kitermeléssel kapjuk az alkil-metakrilátok. Mennyiségének növelése bór-hidrid több mint 0,05 tömeg.% A betöltött alkohol csökkent a szelektivitása a folyamat és minőség romlása egy alkil-metakrilát.
Mint látható a példákból, a javasolt eljárás lehetővé teszi számunkra, ellentétben a prototípus elvégzi a folyamatot anélkül, hogy a pre-szárítás a reakcióelegyet, így lerövidül a folyamat és a termelékenység és a csökkentett energiafelhasználás ennek megfelelően növekszik.
Nátrium-bór-hidridet adunk hozzá csak az utolsó szakaszban a folyamat (elérése után a konverzió 40-80% alkohol) sokkal kisebb mennyiségben, mint a prototípus. Ez csökkenti a nátrium-bór-hidrid, hogy egyszerűsítse a elkülönítésének lépése a katalizátor és növeli a minősége a kereskedelmi termék.
KÖVETELÉSEK
Eljárás alkil-metakrilátok átészterezésével metil-metakrilát alkoholokkal általános képletű CnH2n + 1 OH, ahol n≥ 4, jelenlétében kálium-vagy nátrium-karbonát és a nátrium-bór-hidridet, és a radikális polimerizációs inhibitor kidesztilláljuk a képződött metanolt azeotróp elegyként metil-metakrilátot, azzal jellemezve, hogy kálium-karbonát vagy nátrium-mennyiségben 0,5-1,5 tömeg.% a teljes tömegére vonatkoztatva a reagensek adtak használunk katalizátorként, hogy elérjék alkoholok átalakítását 40-80%, ami után a reakcióelegyet bevezetjük nátrium-bór-hidrid mennyisége 0,0 05-0,05 tömeg.% A betöltött alkoholok.