Спосіб одержання ацетальдегіду

Винахід відноситься до технології одержання альдегідів, зокрема ацетальдегіду, І може бути використаний як сировина для одержання пластичних мас. Відомий спосіб одержання ацетальдегіду, який полягає у взаємодії ненасичених кремній- і металвміщуючих сполук із сумішшю монооксиду вуглецю і водню в присутності каталізаторів гексакарбонію хрому і молібдену. Процес проводять при 160-180°С і тиску 240-300 атм{1]. Основним недоліком відомого способу є проведення процесу при високому тиску І необхідність попереднього синтезу кремній- і металвміщуючих органічних сполук. Відомий також спосіб одержання ацетальдегіду парофазною гідратацією ацетилену на багатошаровому кадмій-кальцієво-фосфатному каталізаторі. Спосіб передбачає застосування декількох шарів каталізатора, які збільшуються в об'ємі при переході від попереднього шару до наступного [2]. Недоліком даного способу є його громіздкість внаслідок необхідності застосування декількох шарів каталізатора. Крім цього, для реалізації способу необхідний попередній синтез ацетилену. Найбільш близьким до запропонованого є спосіб окиснення бутенІв-2 киснем повітря в газовій фазі при 400-500°С в присутності алюмофосфатного каталізатора. Для збільшення ступеня перетворення процесу, в ролі алюмофосфатного каталізатора використовують метафосфат алюмінію І окиснення проводять в реакторі, який заповнений каталізатором на 15-20% [3]. Недоліком відомого способу є відносно низький вихід цільового продукту І низька селективність даного процесу. Завданням винаходу є збільшення виходу цільового продукту та підви щення селективності процесу. Поставлене завдання досягається таким чином, що в способі одержання ацетальдегіду, що включає окиснення н-бутану кисневміщуючим газом в присутності гетерогенного каталізатора, який відрізняється тим, що в якості гетерогенного каталізатора використовують гранульований ортофосфат заліза FePO4 з розміром гранул 1-2 мм, а процес окиснення проводять при температурі 380-420°С і часі контактування 0,8-1с. В результаті підбору каталізатора - гранульованого ортофосфату заліза FePO4 з розміром гранул 1-2 мм, а також проведення процесу окиснення саме в Інтервалі температур 380-420°С І часі контактування 0,8-1 с, досягається високий вихід цільового продукту І значно підвищується селективність процесу. Залізо-фосфатний каталізатор готують слідуючим чином: 160,30 г нітрату заліза (III) розчиняють у воді, далі розчином аміаку осаджують гідрооксид заліза (III), який при взаємодії з 34,8 мл ортофосфатної кислоти (r = 1,86 г/мл) утворює ортофосфат заліза. Осадження проводять при кімнатній температурі, постійному рНосадження = 5 (рНосадження задається аміном) і інтенсивному перемішуванні. Одержаний аморфний осад фосфа ту заліза фіксують, відмивають від Іонів NH4+ I NO3- І сушать при 700°С. За даними хімічного, рентгенівського та 14-спектрального аналізу, одержаний каталізатор має склад FePO4. Приклади конкретного виконання способу. Приклад 1. Процес окиснення н-бутану проводять в установці проточного типу, яка складається із реактора, виготовленого з плавленого кварцу у вигляді вертикально встановленої труби з внутрішнім діаметром 15 мм і довжиною 280 мм. У нижній частині реактора вмонтований нагрівам, який дозволяє підтримувати необхідну температуру процесу. Нижня частина реактора з'єднана з гартуючим пристроєм, що являє собою холодильник із кварцевого скла, в межах якого в процесі синтезу підтримується температура 1520°С. Гартуючий пристрій призначений для охолодження газів, які поступають із реактора, з метою запобігання процесів окиснення цільового продукту - ацетальдегіду. Перед початком процесу в реактор завантажують 4 г гранульованого ортофосфату заліза (FePO4) з розміром гранул 1-2 мм І доводять температуру каталізу до 400°С. Через шар каталізатора пропускають суміш компонентів, що містить 20% н-бутану. 20% кисню, 60% азоту зі швидкістю 3 л/год, що відповідає часу контактування 0,87 с. Газову суміш після проходження нею гартуючо го пристрою відбирають для аналізу. В результаті аналізу встановлено, що вихід кінцевого продукту складає 10,67% об. Із селективністю утворення 63%. Кількість альдегідів визначали хроматографічно на адсорбенті "Poropak-Q" в програмованому режимі роботи хроматографа зі швидкістю нагрівання W = 8°С/хв І початковою температурою колонки Τ = 60°С; температура випаровувача Тв = 200°С, швидкість подачі газу носія - гелію складала V = 30 см 3/хв, сила струму катарометра Idet = 120 А. Приклад 2. Процес окиснення н-бутану проводять аналогічно прикладу 1. Температуру каталізу доводять до 380°С, час контактування суміші компонентів при проходженні через шар каталізатора відповідає 1 с. Вихід кінцевого продукту та селективність процесу такі ж, як і у прикладі 1. Приклад 3. Процес проводять аналогічно прикладу 1. Температура каталізу нижча за 380°С, час контактування менше 0,8 с Результат процесу малоефективний внаслідок незначної швидкості реакції. Зменшується вихід кінцевого продукту та понижується селективність процесу. Приклад 4. Процес проводять аналогічно прикладу 1. Температура каталізу вища за 420°С, час контактування більший за 1 с Взаємодія компонентів не повна, доокиснення ацетальдегіду часткове. Таким чином запропонований спосіб має слідуючи переваги в порівнянні зі способом-прототипом, а саме високий вихід цільового продукту - ацетальдегіду (10,67% об.), значно підвищену селективність процесу (63%). Одержаний запропонованим способом ацетальдегід є чистим продуктом, не містить домішків І може бути цілком придатним для використання його в якості сировини для одержання пластичних мас. Винахід може бути використаний при переробці газів каталітичного крекінгу І гідрокрекінгу нафтових фракцій у нафто-газовій промисловості, на підприємствах по переробці нафти І газ у.