Спосіб одержання кристалічної карбонової кислоти
Формула / Реферат
1. Спосіб обробки реакційної суміші, одержаної в результаті прямого окислення вуглеводнів до карбонових кислот у рідкій фазі, у розчиннику та у присутності каталізатора, розчиненого у реакційному середовищі, який включає:
- якщо склад реакційної суміші дозволяє, то розділення фаз шляхом відстоювання на дві рідкі фази - неполярну верхню фазу, яка по суті містить неперетворений вуглеводень, та полярну нижню фазу, яка по суті включає розчинник, кислоти, що утворились, каталізатор та певну кількість інших продуктів реакції та неперетвореного вуглеводню,
- дистиляцію полярної нижньої фази або, якщо треба, усієї реакційної суміші, з відокремленням в результаті цього, з одного боку, дистиляту, який включає принаймні частину найлеткіших сполук, таких як неперетворений вуглеводень, розчинник, проміжні продукти реакції та вода, та, з іншого боку, залишок від дистиляції, який включає карбонові кислоти, що утворились, та каталізатор,
який відрізняється тим, що включає додавання до залишку від дистиляції органічного розчинника, у якому карбонова кислота має розчинність не більш ніж 15% мас. при 20°С, або суміші, що включає принаймні один органічний розчинник, причому вказаний органічний розчинник вибирають з класів органічних сполук, які включають просту ефірну, спиртову, складноефірну, нітрильну, амідну, сульфоксидну чи карбонатну функції, та галогенвмісних, нітро- чи фосфорвмісних органічних розчинників, з наступним проведенням, після необов'язкової фільтрації одержаного середовища, кристалізації кислот, що утворились, шляхом охолодження та/або випаровування вказаного розчинника.
2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що розчинність карбонової кислоти у розчиннику при температурі 100°С або при його точці кипіння, якщо вона нижча за 100°С, принаймні на 5% вища, ніж при 20°С у тому самому розчиннику.
3. Спосіб за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що вуглеводень, який використовують як вихідний матеріал, вибирають з алканів, циклоалканів та алкілароматичних вуглеводнів, що містять від 3 до 20 атомів карбону.
4. Спосіб за п. 3, який відрізняється тим, що вуглеводень, який використовують як вихідний матеріал, вибирають з циклоалканів, що мають кільце, яке містить від 5 до 12 атомів карбону.
5. Спосіб за п. 4, який відрізняється тим, що вуглеводень, який використовують як вихідний матеріал, є циклогексаном.
6. Спосіб за п. 5, який відрізняється тим, що карбонова кислота, що утворюється, є адипіновою кислотою.
7. Спосіб за одним з пп. 1-6, який відрізняється тим, що розчинники кристалізації вибирають з групи, яка включає 1,4-діоксан, диглім (диметиловий ефір діетиленгліколю), тетрагідрофуран, аліфатичні, циклоаліфатичні, ароматичні чи арилаліфатичні кетони, такі як ацетон, метилізобутилкетон, метилетилкетон, метилізопропілкетон, метилфенілкетон, циклогексанон, н-бутанол, ізопропанол, 3-метоксіетанол, ацетонітрил, диметилформамід, ацетамід, дихлорметан, етилацетат, 1,2-дихлоретан, диметилсульфоксид, нітрометан, N-метилпіролідон.
8. Спосіб за одним з пп. 1-7, який відрізняється тим, що розчинник, який використовують на стадії окислення вуглеводню, є принаймні частково розчинником для адипінової кислоти, і обирають з полярних протонних розчинників та полярних апротонних розчинників.
9. Спосіб за п. 8, який відрізняється тим, що розчинник, який використовують на стадії окислення, вибирають з аліфатичних кислот, що містять від 1 до 9 атомів карбону, і є краще оцтовою кислотою.
10. Спосіб за одним з пп. 1-9, який відрізняється тим, що каталізатор містить кобальт, манган, суміш кобальту з одним чи кількома іншими металами, обраними з мангану, хрому, феруму, цирконію, гафнію та купруму, або суміш мангану з одним чи кількома іншими металами, обраними з хрому, феруму, цирконію, гафнію та купруму.
11. Спосіб за п. 10, який відрізняється тим, що каталізатор вибирають з сумішей на основі кобальту, які включають кобальт та хром, або кобальт, хром та цирконій, або кобальт та ферум, або кобальт та манган, або кобальт та цирконій та/або гафній.
12. Спосіб за одним з пп. 1-11, який відрізняється тим, що стадію дистиляції полярної нижньої фази або, якщо треба, реакційної суміші, проводять при температурі від 25 до 250°С, краще від 70 до 150°С, та при абсолютному тиску від 10 Па до атмосферного тиску.
13. Спосіб за одним з пп. 1-12, який відрізняється тим, що карбонову кислоту, одержану після кристалізації з органічного розчинника, перекристалізовують з води.
Текст
1 Спосіб обробки реакційної суміші, одержаної в результаті прямого окислення вуглеводнів до карбонових кислот у рідкій фазі, у розчиннику та у присутності каталізатора, розчиненого у реакційному середовищі, який включає - якщо склад реакційної суміші дозволяє, то розділення фаз шляхом відстоювання на дві рідкі фази - неполярну верхню фазу, яка по суті містить неперетворений вуглеводень, та полярну нижню фазу, яка по суті включає розчинник, кислоти, що утворились, каталізатор та певну КІЛЬКІСТЬ ІНШИХ продуктів реакції та неперетвореного вуглеводню, - дистиляцію полярної нижньої фази або, якщо треба, усієї реакційної суміші, з відокремленням в результаті цього, з одного боку, дистиляту, який включає принаймні частину найлеткіших сполук, таких як неперетворений вуглеводень, розчинник, проміжні продукти реакції та вода, та, з іншого боку, залишок від дистиляції, який включає карбонові кислоти, що утворились, та каталізатор, який відрізняється тим, що включає додавання до залишку від дистиляції органічного розчинника, у якому карбонова кислота має розчинність не більш ніж 15% мас при 20°С, або суміші, що включає принаймні один органічний розчинник, причому вказаний органічний розчинник вибирають з класів органічних сполук, які включають просту ефірну, спиртову, складноефірну, нітрильну, амідну, сульфоксидну чи карбонатну функції, та галогенвмісних, нітро- чи фосфорвмісних органічних розчинників, з наступним проведенням, після необов'язкової фільтрації одержаного середовища, кристалізації кислот, що утворились, шляхом охолодження та/або випаровування вказаного розчинника 2 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що розчинність карбонової кислоти у розчиннику при температурі 100°С або при його точці кипіння, якщо вона нижча за 100°С, принаймні на 5% вища, ніж при 20°С утому самому розчиннику 3 Спосіб за п 1 або 2, який відрізняється тим, що вуглеводень, який використовують як вихідний матеріал, вибирають з алканів, циклоалканів та алкілароматичних вуглеводнів, що містять від 3 до 20 атомів карбону 4 Спосіб за п 3, який відрізняється тим, що вуглеводень, який використовують як вихідний матеріал, вибирають з циклоалканів, що мають кільце, яке містить від 5 до 12 атомів карбону 5 Спосіб за п 4, який відрізняється тим, що вуглеводень, який використовують як вихідний матеріал, є циклогексаном 6 Спосіб за п 5, який відрізняється тим, що карбонова кислота, що утворюється, є адипіновою кислотою 7 Спосіб за одним з пп 1-6, який відрізняється тим, що розчинники кристалізації вибирають з групи, яка включає 1,4-дюксан, диглім (диметиловий ефір діетиленгліколю), тетрапдрофуран, аліфатичні, циклоаліфатичні, ароматичні чи арилаліфатичні кетони, такі як ацетон, метилізобутилкетон, метилетилкетон, метилізопропілкетон, метилфенілкетон, циклогексанон, н-бутанол, ізопропанол, 3метоксіетанол, ацетонітрил, диметилформамід, ацетамід, дихлорметан, етилацетат, 1,2дихлоретан, д и метил сульфоксид, нітрометан, Nметилпіролідон 8 Спосіб за одним з пп 1-7, який відрізняється тим, що розчинник, який використовують на стадії окислення вуглеводню, є принаймні частково розчинником для адипінової кислоти, і обирають з полярних протонних розчинників та полярних апротонних розчинників 9 Спосіб за п 8, який відрізняється тим, що розчинник, який використовують на стадії окислення, вибирають з аліфатичних кислот, що містять від 1 до 9 атомів карбону, і є краще оцтовою кислотою О о 00 со о (О 10 Спосіб за одним з пп 1-9, який відрізняється тим, що каталізатор містить кобальт, манган, суміш кобальту з одним чи кількома іншими металами, обраними з мангану, хрому, феруму, цирконію, гафнію та купруму, або суміш мангану з одним чи кількома іншими металами, обраними з хрому, феруму, цирконію, гафнію та купруму 11 Спосіб за п 10, який відрізняється тим, що каталізатор вибирають з сумішей на основі кобальту, які включають кобальт та хром, або кобальт, хром та цирконій, або кобальт та ферум, або ко Даний винахід стосується способу кристалізації карбонової кислоти, зокрема, адипінової кислоти, та способу виробництва кристалічної карбонової кислоти, більш конкретно, способу обробки реакційного середовища з прямого окислення вуглеводню до карбонової кислоти, такої як, наприклад, адипінової кислоти Адипінова кислота є одним з двох вихідних матеріалів для одержання поліамідів, таких як поліамід 6-6, та різних інших полімерів Застосування поліаміду 6-6 вимагає дуже суворого контролю властивостей за показниками як ХІМІЧНОГО, так і фізико-хімічного складу Для одержання такого полімеру треба мати дуже високу чистоту на стадії мономерів, таких як адипінова кислота чи дикарбонові кислоти Адипінова кислота є також одним з важливих вихідних матеріалів у виробництві поліуретанів Очевидно, що у залежності від способу синтезу адипінової кислоти домішки, які вона містить, будуть відрізнятись Однак завжди треба включати стадію очищення одержаної адипінової кислоти Способи очищення, що звичайно використовуються, є способами кристалізації з використанням як розчинника води Такий спосіб описаний, наприклад, у французькій патентній заявці №2749299 Однак у залежності від способу синтезу, що використовується, та природи продукту, який має бути очищеним, відомий розчинник кристалізації, а саме вода, не дозволяє видалити певні домішки, такі як, наприклад, органічні домішки Однією З цілей даного винаходу є створення способу кристалізації карбонової кислоти, зокрема, адипінової кислоти, у розчинниках, придатних для видалення вказаних органічних домішок З цією метою, винахід пропонує спосіб кристалізації карбонової кислоти, який відрізняється тим, що вказана кристалізація чи перекристалізація проводиться з органічного розчинника чи суміші розчинників, принаймні один з яких є органічним розчинником, у якому карбонова кислота має розчинність не більш ніж приблизно 15% мас при температурі 20°С, а також тим, що вказаний розчинник обирають з класів органічних сполук, які включають просту ефірну, спиртову, кетонну, складноефірну, нітрильну, амід ну, сульфоксид ну чи карбонатну функції, та галогенвмісних, нітро- чи фосфорвмісних органічних розчинників 60380 бальт та манган, або кобальт та цирконій та/або гафній 12 Спосіб за одним з пп 1-11, який відрізняється тим, що стадію дистиляції полярної нижньої фази або, якщо треба, реакційної суміші, проводять при температурі від 25 до 250°С, краще від 70 до 150°С, та при абсолютному тиску від 10 Па до атмосферного тиску 13 Спосіб за одним з пп 1-12, який відрізняється тим, що карбонову кислоту, одержану після кристалізації з органічного розчинника, перекристалізовують з води Згідно З кращою ознакою винаходу, органічний розчинник вважається придатним, якщо розчинність карбонової кислоти у вказаному розчиннику при температурі 100°С або при його точці кипіння, якщо вона нижча за 100°С, є принаймні на 5% вищою, ніж у тому самому розчиннику при 20°С, краще на 10% вищою Крім того, розчинність при 100°С має краще становити принаймні 15% мас Термін «вища розчинність» слід розуміти як такий, що позначає різницю у абсолютному значенні розчинності Карбонові кислоти, які можуть бути зручно кристалізовані способом за винаходом, є краще дикарбоновими кислотами, такими як адипінова кислота, бурштинова кислота, глутарова кислота, терефталева кислота та ізофталева кислота Кращою карбоновою кислотою за винаходом є адипінова кислота Як розчинники, придатні для використання у способі за винаходом, можуть бути згадані, наприклад, 1,4-дюксан, диглім (диметиловий ефір діетиленгліколю), аліфатичні, циклоаліфатичні, ароматичні чи арилаліфатичні кетони, такі як ацетон, метил ізобутил кетон, метилетилкетон, метилізопропілкетон, метилфенілкетон, циклогексанон, тетрапдрофуран, н-бутанол, ізопропанол, 3метоксіетанол, ацетонітрил, диметилформамід, ацетамід, дихлорметан, етилацетат, 1,2дихлоретан, д и метил сульфоксид, нітрометан, Nметилпіролідон Цей перелік не є виключним, і до контексту даного винаходу включено використання інших органічних розчинників, що задовольняють загальним критеріям розчинності кислот Органічні розчинники можуть бути використані самі або як суміші з іншим розчинником згідно з винаходом чи ні Так, ці органічні розчинники можуть бути використані з водою Переважно органічний розчинник за винаходом має точку кипіння, сумісну з проведенням кристалізації за умов експлуатації, придатних для промислового використання Отже, придатні розчинники краще мають точку кипіння від 40°С до 250°С, краще від 80°С до 120°С Кристалізація може бути проведена при атмосферному тиску чи зниженому тиску Розчинники, які є придатними для використання за винаходом, краще мають також певну спорідненість до води, що дає змогу промивати кристалічну адипінову кислоту водою для видалення 60380 слідових домішок органічного розчинника кристалізації Спосіб за винаходом проводять згідно з відомими методиками проведення процесів кристалізації Стисло, цей процес включає стадію розчинення карбонової кислоти, яку слід кристалізувати, за умов підвищеної температури, з наступною стадією охолодження після необов'язкового фільтрування гарячого розчину кислоти Можна також концентрувати гарячий розчин кислоти перед його охолодженням Ця може бути поліпшена будьякими відомими засобами, зокрема, використанням мікрохвильового випромінювання Немає потреби наголошувати, що процес кристалізації може повторюватись Аналогічно, розчин, одержаний після кристалізації, може бути концентрований у гарячому стані, а потім охолоджений для одержання додаткового виходу кислоти Даний спосіб може бути застосований до карбонових кислот, зокрема, до адипінової кислоти, одержаної за різними методиками синтезу, такої як, наприклад, адипінової кислоти, одержаної шляхом окислення циклогексанолу та/або циклогексанону азотною кислотою, шляхом подвійного карбоксилювання бутадієну або, за іншим варіантом, прямим окисленням циклогексану на повітрі Спосіб за винаходом є застосовним, зокрема, до процесу карбоксилювання бутадієну, який складається з першого карбоксилювання бутадієну, яке приводить до утворення суміші пентенових кислот, переважно 3-пентеновоі кислоти, та другого карбоксилювання з використанням пентенових кислот, одержаних у першій реакції, яке приводить до одержання адипінової кислоти, що містить певну КІЛЬКІСТЬ 2-метилглутаровоі кислоти та 2етилбурштинової кислоти, а також ІНШІ сполуки, вже одержані в результаті першої реакції карбоксилювання, такі як у-валеролактон, неперетворені пентенові кислоти та метилбутенова кислота Ці органічні домішки краще видаляють методом кристалізації за винаходом Спосіб за винаходом також стосується, більш конкретно, обробки та виділення карбонової кислоти, такої як адипінова кислота, синтезована шляхом прямого окислення вуглеводню, такого як циклогексан, повітрям Цей спосіб описаний, зокрема, у патентній заявці WO-A-94/07834 Цей документ описує окислення циклічних вуглеводнів до ВІДПОВІДНИХ дикислот, у рідкій фазі, що включає розчинник, з використанням газу, що містить кисень, у присутності каталізатора окислення, такого як сполука кобальту, причому вказаний розчинник включає органічну кислоту, яка містить лише первинні чи вторинні атоми гідрогену Більш конкретно, цей патент описує фази для обробки кінцевої реакційної суміші Ця обробка полягає у відокремленні дикислоти, що утворилась, шляхом охолодження суміші для того, щоб викликати осадження вказаної дикислоти, у виділенні дикислоти шляхом фільтрування з двох рідких фаз - неполярної фази, яка повертається на повторну переробку, та полярної фази, яка також принаймні частково повертається на повторну переробку після необов'язкового гідролізу та виділення додаткової КІЛЬКОСТІ ДИКИСЛОТИ Більш конкретно, цей патент пропонує спосіб одностадійного окислення циклогексану до адипінової кислоти з прийнятною для промислових умов селективністю, але він не пропонує промислово застосовного способу обробки реакційної суміші, одержаної в результаті окислення, з урахуванням відокремлення різних продуктів та побічних продуктів реакції, неперетворених матеріалів і, зокрема, рециркуляції каталізатора Патент ЕР-А-0772581 описує більш повний процес обробки реакційної суміші, одержаної в результаті прямого окислення циклогексану до адипінової кислоти, а також рециркуляцію каталізатора Однак у цьому процесі адипінову кислоту кристалізують з оцтової кислоти, яка є агресивним та дорогим розчинником, який вимагає операцій виділення та регенерації, що істотно впливають на загальні економічні показники процесу виробництва адипінової кислоти Для подолання цих недоліків заявник запропонував у своєму патенті ЕР 0847980 спосіб відокремлення адипінової кислоти від оцтової кислоти, а потім кристалізації цієї кислоти з води Однак було помічено, що кристалізація адипінової кислоти з води не видаляє повністю сліди органічного розчинника, використаного для проведення реакції окислення, зокрема, якщо цей розчинник є змішуваною з водою карбоновою кислотою, такою як оцтова кислота Така присутність слідових кількостей розчинника може ускладнити другу перекристалізацію адипінової кислоти, зокрема, у тому, що стосується форми одержаних кристалів Крім того, заявник також знайшов, що присутність проміжних сполук реакції окислення, таких як циклогексанон, циклогексанол, циклогексильні складні ефіри, оксикарбонові кислоти та лактони, може перешкоджати виділенню та очищенню адипінової кислоти Заявник запропонував, зокрема, у своїй французькій патентній заявці 98/02928, яку ще не опубліковано, додаткові процеси обробки для видалення органічних домішок Процес кристалізації, запропонований у даному винаході, видаляє більшу частину цих органічних домішок, не вимагаючи використання агресивного розчинника кристалізації, такого як оцтова кислота, або додаткових стадій обробки Таким чином, кислота, кристалізована згідно зі способом за винаходом, може бути легше очищена подальшою кристалізацією з води, якщо це треба для забезпечення високих показників чистоти, потрібних у галузях застосування, пов'язаних з виробництвом поліаміду чи поліуретану Предметом винаходу є також спосіб одержання карбонових кислот шляхом окислення вуглеводню методом прямого окислення та обробка одержаної реакційної суміші Більш конкретно, предметом винаходу є спосіб обробки реакційної суміші, одержаної в результаті прямого окислення вуглеводнів до карбонової кислоти, зокрема, з використанням молекулярного кисню чи газу, що містить його, у рідкій фазі, у розчиннику та у присутності каталізатора, розчиненого у реакційному середовищі, який відрізняється тим, що вказаний спосіб включає якщо склад реакційної суміші дозволяє, то розділення фаз шляхом відстоювання до розшарування на дві рідкі фази неполярну верхню фазу, яка містить по суті неперетворений вуглеводень, та полярну нижню фазу, яка по суті включає розчинник, утворені кислоти, каталізатор та деякі ІНШІ продукти реакції і неперетворений вуглеводень, дистиляцію полярної нижньої фази або, якщо треба, усієї реакційної суміші, з виділенням при цьому, з одного боку, дистиляту, що включає принаймні частину найлеткіших сполук, таких як неперетворений вуглеводень, розчинник, проміжні продукти реакції та воду, і, з другого боку, залишку від дистиляції, який включає карбонові кислоти, що утворились, та каталізатор, додавання органічного розчинника за винаходом, або суміші, яка містить принаймні один органічний розчинник за винаходом, до залишку від дистиляції, виділення каталізатора, який може випасти до осаду під час додавання органічного розчинника, наприклад, шляхом фільтрації середовища, кристалізацію карбонової кислоти з органічного розчину залишку від дистиляції, необов'язково, перекристалізацію виділеної карбонової кислоти з такого саме розчинника чи з води Розділення реакційної суміші шляхом відстоювання на дві фази згідно зі способом за винаходом залежить по суті від розчинника реакції, що використовується, КІЛЬКОСТІ перетвореного вуглеводню та вмісту води у середовищі Вуглеводнями, що використовуються як ВИХІДНІ матеріали у способі за винаходом, є, більш конкретно, алкани, циклоалкани та алкілароматичні вуглеводні, які містять від 3 до 20 атомів карбону Без сумніву, найважливішими з цих вуглеводнів є такі, що мають кільце, яке містить від 5 до 12 атомів карбону, оскільки їх окислення приводить до утворення дикарбонових кислот Найкращим вуглеводнем є циклогексан, окислення якого приводить до утворення адипінової кислоти, яка є однією з вихідних сполук для одержання поліаміду 6-6 та однією з дикислот, що використовуються найчастіше Для забезпечення простоти опису винахід буде описаний у дуже загальних термінах з посиланням на обробку реакційної суміші, одержаної в результаті окислення циклогексану до адипінової кислоти, але спосіб може бути також застосований до сумішей, одержаних в результаті окислення інших вуглеводнів, зокрема, інших циклоалканів Циклогексанова фаза, одержана на необов'язковій стадії розділення фаз шляхом відстоювання, звичайно повертається до процесу окислення циклогексану Розчинник, що використовується у окисленні вуглеводню, краще циклогексан, є принаймні частково розчинником для карбонової кислоти, яку треба одержати Це можуть бути розчинники дуже різної природи, за умови, що вони по суті не окислюються за умов проведення реакції Він може бути обраний, зокрема, з полярних протонних розчинників та полярних апротонних розчинників Як полярні протонні розчинники можна згадати, наприклад, карбонові кислоти, які містять лише первинні чи вторинні атоми гідрогену, зокрема, аліфа 60380 8 тичні кислоти, які містять від 1 до 9 атомів карбону, перфторалкілкарбонові кислоти, такі як трифтороцтова кислота, воду та спирти Як полярні апротонні розчинники можна згадати, наприклад, складні ефіри карбонових кислот з нижчими алкільними радикалами (алкільний радикал краще містить від 1 до 4 атомів карбону), зокрема, аліфатичних карбонових кислот, які містять від 1 до 9 атомів карбону, або перфторалкілкарбонових кислот, тетраметиленсульфон (чи сульфолан), та аліфатичні нітрили, такі якацетонітрил Загалом кращою є оцтова кислота, зокрема, якщо субстратом, який треба окислити, є циклогексан Каталізатор краще містить кобальт, манган, суміш кобальту з одним чи кількома іншими металами, такими як манган, хром, ферум, цирконій, гафній чи купрум, або суміш мангану з одним чи кількома іншими металами, такими як хром, ферум, цирконій, гафній чи купрум Поміж сумішей на основі кобальту особливо кращими є каталізатори, які включають кобальт та хром, кобальт, хром та цирконій, кобальт та ферум, кобальт та манган чи кобальт та цирконій та/або гафній Цей каталізатор використовують для окислення циклогексану у формі сполук цих металів, які є розчинними у реакційному середовищі Реакційна суміш, призначена для обробки способом за винаходом, містить, як приклад, у ваговому співвідношенні, від 1% до 99% неперетвореного вуглеводню, від 1% до 40% карбонових кислот, що утворились, від 0,1% до 10% води, від 0,001% до 5% металу (металів), які входять до каталізатора, та від 0,1% до 10% інших продуктів реакції окислення, а решта складається з розчинника Стадію дистиляції нижньої фази або, якщо треба, реакційної суміші, проводять таким чином, щоб відокремити від адипінової кислоти більшу частину, а якщо можливо, увесь неперетворений циклогексан, який ще може находитись у нижній фазі Проміжні продукти реакції, такі як циклогексанол, циклогексанон, циклогексилацетат та лактони (переважно бутиролактон та валеролактон) також відокремлюють, як і розчинник, що краще включає карбонову кислоту Стадію дистиляції звичайно проводять при температурі від 25°С до 250°С та при абсолютному тиску від ЮПа до атмосферного тиску Краще, температуру суміші під час дистиляції підтримують між70°Ста 150°С Якщо треба, дистиляція може бути проведена у кілька послідовних стадій, зокрема, у кращому режимі, у якому бажано видалити більшу частину, наприклад, більш ніж 90% і навіть більш ніж 99% розчинника на основі аліфатичної карбонової кислоти Один з кращих варіантів способу за винаходом полягає у подачі пари до реакційної суміші перед дистиляцією чи на стадії дистиляції Ця операція може забезпечити краще азеотропне витіснення певних сполук, що входять до суміші, яку піддано дистиляції Вона може також забезпечити частковий чи повний гідроліз ефірів карбонових кислот, що також можуть бути присутніми у суміші, яку слід піддати дистиляції 60380 10 Каталізатор гідрування відокремлюють від середовища наприкінці реакції Зрештою, перекристалізації з води може також передувати операція окислювального доопрацювання з використанням азотної кислоти або, за іншим варіантом, відомий спосіб обробки шляхом адсорбції та знебарвлювання, наприклад, з використанням вуглецевої сажі Спосіб за винаходом дає змогу одержати, зокрема, після перекристалізації з води, адипінову кислоту, яка задовольняє вимогам, встановленим для її використання у синтезі поліаміду 6-6 чи поліуретанів Інші деталі та переваги винаходу стануть зрозумілішими у СВІТЛІ прикладів, описаних нижче і наведених тільки як посібник та для ілюстрації Приклад 1 ОДЕРЖАННЯ МАС ДЛЯ ОКИСЛЕННЯ Титановий автоклав на 1,5 л у оболонці, обладнаний шестилопатевим турбозмішувачем і різними отворами для введення реагентів та рідин або для видалення продуктів реакції та рідин, попередньо продутий азотом, завантажують при кімнатній температурі такими реагентами Ацетат кобальту тетрапдрат 4,0г (16 ммоль) Оцтова кислота 357г Циклогексан 292,5г Циклогексанон 3,2г (32,7 ммоль) Після закриття автоклаву тиск азоту доводять до 20 бар (2000кПа), починають перемішування (1000об/хв) і доводять температуру до 105°С протягом 20хв Потім азот заміщають збідненим повітрям (5% кисню) при 20бар (2000кПа) Витрату газу, що подається, встановлюють 250 літрів на годину Після індукування протягом приблизно десяти хвилин, протягом яких витрачання кисню немає, температура підвищується на 2-3°С і починається витрачання кисню Титр кисню на вході поступово підвищують до 21% Титр кисню на виході реактора залишається менше 5% протягом досліду Температура у автоклаві змінюється у межах від 104,9 до 105,1 °С Після витрачання приблизно 50л кисню (ступінь конверсії приблизно 20%) починають безперервну подачу рідкої фази подачу розчину оцтової кислоти, що містить 1,1% мас тетрапдрату ДУ ацетату кобальту та 1,45% мас циклогексанону зі За таким додатковим окисленням до стадії швидкістю подачі 4,6мл/хв (стабілізований режим) кристалізації адипінової кислоти у органічному та подачу циклогексану зі швидкістю подачі 5мл/хв розчиннику проводиться повне чи часткове відо(стабілізований режим) Рідкий продукт надходить кремлення розчинника на основі карбонової кису безперервному режимі до відстійника на 7л при лоти 70°С Після ЦІЄЇ необов'язкової додаткової операції окислення адипінову кислоту кристалізують, як Через 380 хвилин з початку реакції повітря повказано вище ступово заміняють на азот і вміст автоклаву переносять до відстійника ВІДСТІЙНИК МІСТИТЬ двофазоСпосіб за винаходом може бути також заверву суміш Верхню фаза, що складається по суті з шений шляхом проведення реакції з метою відноциклогексану, яка містить лише невелику КІЛЬКІСТЬ влення відновлюваних домішок, які можуть бути продуктів та кобальту, відокремлюють Нижня оцприсутніми у технічній адипіновій кислоті, одержатова фаза (2675г) містить більшу частину продукній шляхом кристалізації з органічного розчиннику тів окислення та кобальту Таке відновлення є краще гідруванням з використанням водню, після повторного розчинення Оцтову фазу піддають перший дистиляції за технічної адипінової кислоти у розчиннику, такому таких умов як вода, якщо треба, у присутності каталізатора тиск бОкПа гідрування, який не розчиняється у середовищі температура 135°С Дистилят, одержаний в результаті описаної вище операції дистиляції, включає різні леткі сполуки та воду Ці леткі сполуки є досить цінними і тому рециркулюються до нової реакції окислення циклогексану після принаймні часткового видалення води будь-якими відомими засобами, зокрема, азеотропною дистиляцією Згідно З винаходом, органічний розчинник чи суміш, яка включає принаймні один органічний розчинник за винаходом, додають до залишку від дистиляції для розчинення утвореної адипінової кислоти і, необов'язково, для осадження каталізаторів КІЛЬКІСТЬ доданого розчинника становить 0,1-20 від ваги суміші, одержаної після вказаної дистиляції Краще, КІЛЬКІСТЬ доданого розчинника становить 0,5-10 від цієї ваги Таким чином, ця операція полягає у розчиненні адипінової кислоти у мінімальній КІЛЬКОСТІ розчинника, який необов'язково дає змогу відокремити каталізатор гарячим фільтруванням розчину Власне кристалізацію здійснюють за звичайною методикою шляхом поступового охолодження органічного розчину Звичайно, до розчину вводять затравку з використанням кристалів адипінової кислоти Адипінова кислота, яку одержують в результаті цієї кристалізації, може бути потім перекристалізована з води з метою забезпечення показників чистоти, потрібних для основних галузей, у яких вона використовується Можуть бути зроблені варіанти, які не виходять за межі контексту даного винаходу Так, певні операції можуть бути проведені до стадії кристалізації адипінової кислоти з органічного розчинника Краще, наприклад, проводити додаткове окислення проміжних сполук реакції окислення, які входять до полярної рідкої фази, після відокремлення більшої частини, а краще усього, неперетвореного циклогексану, та до того, як будуть відокремлені ІНШІ сполуки та розчинник на основі карбонової кислоти Це додаткове окислення може бути здійснене з використанням молекулярного кисню чи газу, що містить його, причому окислення каталізується вихідним каталізатором, який ще знаходиться у вказаній полярній фазі, або, за іншим варіантом, з використанням донора оксигену, такого як перекису водню чи органічного пдроперокси 11 60380 12 Залишок від дистиляції 1 піддають подальшій тиском ЮкПа дистиляції, за більш жорстких умов, призначеній Одержані результати зведені у наведеній нижвидалити леткі органічні сполуки, що входять до че таблиці його складу, шляхом інжекції пари при 150°С під Сполука Циклогексанон Циклогексилацетат Вільний циклогексанол Глутарова кислота* Бурштинова кислота* Адипінова кислота* Оксикапронова кислота З-Оксіадипінова кислота Бутиролактон Валеролактон Загальна маса Вихідний необроблений матеріал 285 ммоль 19,0 ммоль 245 ммоль 249 ммоль 164,9 ммоль 2115 ммоль 50,0 ммоль 104 ммоль 85,3 ммоль 34,0 ммоль 2675г Залишок від дистиляції 1 90 ммоль 37,0 ммоль 58 ммоль 249 ммоль 164,9 ммоль 2115 ммоль 50,0 ммоль 1 04 ммоль 58,0 ммоль 12,2 ммоль 595г Залишок від дистиляції 2 незначна КІЛЬКІСТЬ незначна КІЛЬКІСТЬ незначна КІЛЬКІСТЬ 249 ммоль 164,9 ммоль 2115 ммоль 50,0 ммоль 104 ммоль незначна КІЛЬКІСТЬ незначна КІЛЬКІСТЬ 452г ^Загальна кислота (вільна та етерифікована) Приклад 2 КРИСТАЛІЗАЦІЯ З ВОДИ Частину залишку від дистиляції 2 (112г) піддавали кристалізації з води (250г) Суміш нагрівали до 70°С і потім поступово охолоджували до кімнатної температури Після фільтрації та промивання водою одержували 60г адипінової кислоти Перекристалізація з води цієї сирової адипінової кислоти давала очищену адипінову кислоту (А), яка містить бурштинової кислоти 0,0003% глутарової кислоти
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюA method for making crystallized carboxylic acid
Назва патенту російськоюСпособ получения кристаллической карбоновой кислоты
МПК / Мітки
МПК: C07C 55/14, C07C 51/215, C07B 61/00, C07C 51/43, C07C 51/42
Мітки: кристалічної, одержання, карбонової, кислоти, спосіб
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/7-60380-sposib-oderzhannya-kristalichno-karbonovo-kisloti.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб одержання кристалічної карбонової кислоти</a>
Наступний патент: Спосіб одержання моноетиленгліколю високої чистоти
Випадковий патент: Спосіб визначення та компенсації магнітної девіації інклінометра