[go: up one dir, main page]

RU2137745C1 - Tert-butyl alcohol production process - Google Patents

Tert-butyl alcohol production process Download PDF

Info

Publication number
RU2137745C1
RU2137745C1 RU98115117A RU98115117A RU2137745C1 RU 2137745 C1 RU2137745 C1 RU 2137745C1 RU 98115117 A RU98115117 A RU 98115117A RU 98115117 A RU98115117 A RU 98115117A RU 2137745 C1 RU2137745 C1 RU 2137745C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
tert
isobutane
butyl alcohol
phthalocyanine
cobalt
Prior art date
Application number
RU98115117A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
С.Ю. Павлов
А.А. Суровцев
О.П. Карпов
З.А. Покровская
Э.А. Суровцева
О.А. Голубчиков
В.Н. Чуркин
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "НТЦ ХТ"
Товарищество с ограниченной ответственностью "Нефтехимстарт"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "НТЦ ХТ", Товарищество с ограниченной ответственностью "Нефтехимстарт" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "НТЦ ХТ"
Priority to RU98115117A priority Critical patent/RU2137745C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2137745C1 publication Critical patent/RU2137745C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: industrial organic synthesis. SUBSTANCE: isobutane is subjected to liquid-phase oxidation with oxygen-containing gas at 80 to 200 C and pressure 1.0 to 10.0 MPa in presence of, as catalyst, 0.001 to 0.2% (based on isobutane weight) of coordination complex of substituted metal phthalocyanine having general formula M-L-Rn wherein M is iron, cobalt, nickel, or ruthenium; L phthalocyanine; R tert-butyl, dibutylaminosulfonyl, butulsulfonyloxy, decylsulfonyloxy, or chlorosulfonyl group; n=2-4. As promoter, 0.02 to 2.5 wt % of organic amide can be added. EFFECT: simplified technology. 2 cl, 28 ex

Description

Трет-бутиловый спирт является важным продуктом нефтехимического синтеза, находит широкое применение как растворитель, как высокооктановый компонент бензина или сырье для получения МТБЭ и концентрированного изобутилена. Tert-butyl alcohol is an important product of petrochemical synthesis and is widely used as a solvent, as a high-octane component of gasoline or as a raw material for MTBE and concentrated isobutylene.

Хорошо известно, что изобутан может окисляться термически в отсутствии катализатора с получением смеси трет-бутилового спирта и гидропероксида, а также небольших количеств ацетона, метанола, муравьиной кислоты и трет-бутилперекиси. It is well known that isobutane can be thermally oxidized in the absence of a catalyst to produce a mixture of tert-butyl alcohol and hydroperoxide, as well as small amounts of acetone, methanol, formic acid and tert-butyl peroxide.

В присутствии растворимых солей кобальта, например стеарата или нафтената кобальта, окисление изобутана проходит быстрее и приводит главным образом к трет-бутиловому спирту. Недостатком этого способа является достаточно низкая скорость окисления изобутана в трет-бутиловый спирт. In the presence of soluble cobalt salts, for example cobalt stearate or cobalt naphthenate, isobutane oxidation proceeds faster and leads mainly to tert-butyl alcohol. The disadvantage of this method is the rather low oxidation rate of isobutane to tert-butyl alcohol.

Наиболее близким к предлагаемому является способ получения трет-бутилового спирта окислением изобутана в присутствии фталоцианинов различных металлов (Vn, Fe, Co, Cu) при температуре 125oC и давлении 600 psi (Пат. США N 3816548 от 11.06.74). При этом за 6 часов реакции конверсия изобутана составляет 55-61% при селективности в трет-бутиловый спирт ~ 80 мол.%.Closest to the proposed is a method for producing tert-butyl alcohol by isobutane oxidation in the presence of phthalocyanines of various metals (Vn, Fe, Co, Cu) at a temperature of 125 o C and a pressure of 600 psi (US Pat. No. 3816548 from 11.06.74). Moreover, for 6 hours of the reaction, the conversion of isobutane is 55-61% with a selectivity of tert-butyl alcohol of ~ 80 mol%.

Недостатком данного способа является то, что фталоцианины металлов практически не растворяются ни в каких органических растворителях, что затрудняет их промышленное применение. А именно: при использовании катализатора в виде суспензии возникает проблема равномерного распределения катализатора в реакционном объеме. Применение катализатора на носителях или подложках снижает полезный реакционный объем аппарата окисления. The disadvantage of this method is that the metal phthalocyanines practically do not dissolve in any organic solvents, which complicates their industrial use. Namely: when using the catalyst in the form of a suspension, the problem of uniform distribution of the catalyst in the reaction volume arises. The use of a catalyst on supports or substrates reduces the useful reaction volume of the oxidation apparatus.

Задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является упрощение технологии процесса за счет применения растворимых катализаторов. The problem solved by the invention is to simplify the process technology through the use of soluble catalysts.

Настоящее изобретение относится к способу получения трет-бутилового спирта жидкофазным окислением изобутана кислородсодержащим газом в гомогенной фазе в присутствии катализатора, представляющего собой координационный комплекс замещенного фталоцианина металла VIII группы Периодической системы элементов. The present invention relates to a method for producing tert-butyl alcohol by liquid-phase oxidation of isobutane with an oxygen-containing gas in a homogeneous phase in the presence of a catalyst, which is a coordination complex of a substituted metal phthalocyanine of group VIII of the Periodic system of elements.

Координационный комплекс имеет общую формулу:
M - L - Rn,
где M - металл (железо, кобальт, никель или рутений);
L -лиганд-фталоцианин;
R - заместитель лиганда (-трет-C4H9; -SO2N(C4H9)2; -SO2OC4H9; -SO2OC10H21; -SO2Cl;
n = 2- 4.
The coordination complex has the general formula:
M - L - R n ,
where M is a metal (iron, cobalt, nickel or ruthenium);
L is a phthalocyanine ligand;
R is a ligand substituent (-tert-C 4 H 9 ; -SO 2 N (C 4 H 9 ) 2 ; -SO 2 OC 4 H 9 ; -SO 2 OC 10 H 21 ; -SO 2 Cl;
n = 2-4.

Предлагаемый комплекс металла может использоваться в широких пределах 0,001-0,2% от загружаемого изобутана, предпочтительно 0,005-0,1%. The proposed metal complex can be used in a wide range of 0.001-0.2% of the loaded isobutane, preferably 0.005-0.1%.

Для улучшения растворимости каталитического комплекса он может быть промотирован амидом органической кислоты. В качестве амида органической кислоты может использоваться, например, диметилформамид. Кроме улучшения растворимости промотор увеличивает скорость образования трет-бутилового спирта. При этом промотирующая добавка амида может использоваться в количестве 0,02-2,5 маc.% от изобутана. To improve the solubility of the catalytic complex, it can be promoted with an amide of an organic acid. As the amide of the organic acid, for example, dimethylformamide can be used. In addition to improving solubility, the promoter increases the rate of formation of tert-butyl alcohol. In this case, the promoting amide additive can be used in an amount of 0.02-2.5 wt.% From isobutane.

Для окисления может быть использован кислород или кислородсодержащий газ, например воздух. При необходимости возможно использование органического растворителя, например трет-бутиловый спирт. For oxidation, oxygen or an oxygen-containing gas, such as air, can be used. If necessary, you can use an organic solvent, for example tert-butyl alcohol.

В качестве инициаторов процесса окисления могут применяться соединения, образующие свободные радикалы, например гидропероксид трет-бутила в количестве 0,5-10,0 мас.% от загружаемого углеводорода. As initiators of the oxidation process, compounds that form free radicals can be used, for example, tert-butyl hydroperoxide in an amount of 0.5-10.0 wt.% Of the loaded hydrocarbon.

Температура реакции окисления 50-200oC, предпочтительно 120-150oC, давление 1,0-10,0 МПа, предпочтительно 3,0-7,0 МПа.The temperature of the oxidation reaction is 50-200 ° C, preferably 120-150 ° C, pressure 1.0-10.0 MPa, preferably 3.0-7.0 MPa.

Процесс может быть осуществлен как в периодическом, так и в непрерывном оформлении. The process can be carried out both periodically and continuously.

Реакционная масса окисления содержит наряду с трет-бутиловым спиртом некоторое количество гидроперекиси трет-бутила. The oxidation reaction mass contains, along with tert-butyl alcohol, a certain amount of tert-butyl hydroperoxide.

Разложение остаточной гидроперекиси трет-бутила может осуществляться в зоне выдержки или дистиллятивным разложением при выделении трет-бутилового спирта из реакционной массы окисления. The decomposition of the residual tert-butyl hydroperoxide can be carried out in the holding zone or by distillative decomposition in the separation of tert-butyl alcohol from the oxidation reaction mass.

Замещенные фталоцианина металлов могут быть получены ниже перечисленными способами. Substituted metal phthalocyanine can be prepared by the methods listed below.

Тетра- третбутилфталоцианин железа - FePc (t-C4H9)4 получали следующим образом. Сначала алкилировали о-ксилол, затем окисляли его до кислоты с дальнейшим переводом ее в ангидрид. Далее полученный ангидрид обрабатывали мочевиной и солью железа [Бундина Н.И., Калия 0.Л., Лебедев 0.Л. и др. Координационная химия, т.2, вып. 7, 1976, с. 940-947].Iron tetra-tert-butylphthalocyanine - FePc (tC 4 H 9 ) 4 was prepared as follows. First, o-xylene was alkylated, then it was oxidized to acid with its further conversion to anhydride. Further, the obtained anhydride was treated with urea and an iron salt [Bundina N.I., Potassium 0. L., Lebedev 0. L. et al. Coordination chemistry, vol. 2, no. 7, 1976, p. 940-947].

Дибутилсульфоаммоний фталоцианин кобальта - CoPc [SO2N(C4H9)2]3-4 получали из фталоцианина кобальта, который сначала хлорировали хлорсульфоновой кислотой с дальнейшим добавлением дибутиламина.Cobalt dibutyl sulfoammonium phthalocyanine - CoPc [SO 2 N (C 4 H 9 ) 2 ] 3-4 was obtained from cobalt phthalocyanine, which was first chlorinated with chlorosulfonic acid with the further addition of dibutylamine.

Синтез бутилового и децилового эфиров дисульфокислоты фталоцианина кобальта - CoPc (SO2OC4H9)2 и CoPc (SO2OC10H21)2- осуществляли реакцией дисульфохлорида фталоцианина кобальта с соответствующим спиртом в токе азота [К.Бюлер, Д.Пирсон, Органические синтезы, ч.2. - М.: Мир, 1973].The synthesis of butyl and decyl esters of cobalt phthalocyanine disulfonic acid — CoPc (SO 2 OC 4 H 9 ) 2 and CoPc (SO 2 OC 10 H 21 ) 2 — was carried out by reacting cobalt phthalocyanine disulfochloride with the corresponding alcohol in a stream of nitrogen [K. Buhler, D. Pearson , Organic Syntheses, Part 2. - M .: Mir, 1973].

Дисульфохлорид фталоцианина кобальта - CoPc (SO2Cl)2 - получали из дисульфокислоты фталоцианина кобальта и тионилхлорида в присутствии диметилформамида [Л.Физер, М.Физер, Реагенты для органического синтеза, т.3. - М.: Мир, 1970, с.331].Cobalt phthalocyanine disulfochloride - CoPc (SO 2 Cl) 2 - was obtained from cobalt phthalocyanine disulfonic acid and thionyl chloride in the presence of dimethylformamide [L. Fizer, M. Fizer, Reagents for organic synthesis, v.3. - M .: Mir, 1970, p.331].

Растворимость замещенных фталоцианинов металлов улучшается в присутствии промотора - органического амида, например диметилформамида. The solubility of substituted metal phthalocyanines is improved in the presence of a promoter, an organic amide, for example dimethylformamide.

Применение предлагаемых катализаторов позволяет сохранить высокую скорость реакции с хорошей селективностью в трет-бутиловый спирт. The use of the proposed catalysts allows you to maintain a high reaction rate with good selectivity in tert-butyl alcohol.

Изобутан загружается в реактор в соответствующем количестве, туда же загружается катализатор и, если необходимо, инициатор и растворитель. Кислородсодержащий газ пропускают постоянно через реакционную смесь. Давление и температура поддерживаются на нужном уровне. Isobutane is loaded into the reactor in an appropriate amount, the catalyst and, if necessary, the initiator and solvent are also loaded there. Oxygen-containing gas is passed continuously through the reaction mixture. Pressure and temperature are maintained at the right level.

Изобретение иллюстрируется примерами 1 - 28. Результаты представлены в таблице. The invention is illustrated in examples 1 to 28. The results are presented in the table.

В приведенных примерах в реактор периодического действия объемом 0,2 л загружали изобутан в количестве 36 г, инициатор - гидроперекись трет-бутила (ГПТБ) в количестве 1,8 г, растворитель - трет-бутиловый спирт (ТБС) в количестве 7,2 г и катализатор с промотором. In the above examples, isobutane in an amount of 36 g was loaded into a batch reactor with a volume of 0.2 l, the initiator was tert-butyl hydroperoxide (GPTB) in an amount of 1.8 g, the solvent was tert-butyl alcohol (TBS) in an amount of 7.2 g and a catalyst with a promoter.

Воздух в реактор подавался со скоростью 15 л/час. Время реакции окисления составляло 3 часа. Температура реакции 145oC, давление 5,0 МПа.Air was supplied to the reactor at a rate of 15 l / h. The oxidation reaction time was 3 hours. The reaction temperature is 145 o C, a pressure of 5.0 MPa.

Claims (2)

1. Способ получения трет-бутилового спирта жидкофазным окислением изобутана кислородсодержащим газом при температуре 50 - 200oC и давлении 1,0 - 10,0 МПа в присутствии катализатора на основе фталоцианина металла VIII группы Периодической системы элементов, отличающийся тем, что в качестве катализатора используют координационный комплекс замещенного фталоцианина металла общей формулы
M - L - Rn,
где М - железо, кобальт, никель или рутений;
L - фталоцианин;
R - трет-C4H9; -SO2N(C4H9)2; -SO2OC4H9; -SO2OC10H21; -SO2CL;
n = 2 - 4,
взятый в количестве 0,001 - 0,2 мас.% от изобутана.
1. The method of producing tert-butyl alcohol by liquid-phase oxidation of isobutane with an oxygen-containing gas at a temperature of 50 - 200 o C and a pressure of 1.0 - 10.0 MPa in the presence of a catalyst based on metal phthalocyanine of group VIII of the Periodic system of elements, characterized in that as a catalyst use the coordination complex of the substituted metal phthalocyanine of the general formula
M - L - Rn,
where M is iron, cobalt, nickel or ruthenium;
L is phthalocyanine;
R is tert-C 4 H 9 ; -SO 2 N (C 4 H 9 ) 2 ; -SO 2 OC 4 H 9 ; -SO 2 OC 10 H 21 ; -SO 2 CL;
n = 2 - 4,
taken in an amount of 0.001 to 0.2 wt.% from isobutane.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительно используют промотор - органический амид в количестве 0,02 - 2,5 мас.% от изобутана. 2. The method according to claim 1, characterized in that the promoter is additionally used - an organic amide in an amount of 0.02 - 2.5 wt.% From isobutane.
RU98115117A 1998-08-04 1998-08-04 Tert-butyl alcohol production process RU2137745C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98115117A RU2137745C1 (en) 1998-08-04 1998-08-04 Tert-butyl alcohol production process

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98115117A RU2137745C1 (en) 1998-08-04 1998-08-04 Tert-butyl alcohol production process

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2137745C1 true RU2137745C1 (en) 1999-09-20

Family

ID=20209373

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU98115117A RU2137745C1 (en) 1998-08-04 1998-08-04 Tert-butyl alcohol production process

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2137745C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2699672C2 (en) * 2015-08-26 2019-09-09 Юоп Ллк Liquid-phase oxidation of lower alkanes to oxygen-containing compounds
RU2715430C1 (en) * 2019-12-06 2020-02-28 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки «Федеральный исследовательский центр «Институт катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения Российской академии наук» (ИК СО РАН, Институт катализа СО РАН) Method of producing tert-butyl alcohol

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3816548A (en) * 1971-04-27 1974-06-11 Mobil Oil Corp Catalytic oxidation process for isoparaffin hydrocarbons
WO1990005126A1 (en) * 1988-11-08 1990-05-17 Exxon Chemical Patents Inc. The oxidation of saturated hydrocarbon chains
US4992602A (en) * 1990-01-29 1991-02-12 Texaco Chemical Company Preparation of tertiary butyl alcohol
WO1998019983A1 (en) * 1996-11-08 1998-05-14 Union Carbide Chemicals & Plastics Technology Corporation Functionalization of hydrocarbyl-containing compounds

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3816548A (en) * 1971-04-27 1974-06-11 Mobil Oil Corp Catalytic oxidation process for isoparaffin hydrocarbons
WO1990005126A1 (en) * 1988-11-08 1990-05-17 Exxon Chemical Patents Inc. The oxidation of saturated hydrocarbon chains
US4992602A (en) * 1990-01-29 1991-02-12 Texaco Chemical Company Preparation of tertiary butyl alcohol
WO1998019983A1 (en) * 1996-11-08 1998-05-14 Union Carbide Chemicals & Plastics Technology Corporation Functionalization of hydrocarbyl-containing compounds

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2699672C2 (en) * 2015-08-26 2019-09-09 Юоп Ллк Liquid-phase oxidation of lower alkanes to oxygen-containing compounds
RU2715430C1 (en) * 2019-12-06 2020-02-28 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки «Федеральный исследовательский центр «Институт катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения Российской академии наук» (ИК СО РАН, Институт катализа СО РАН) Method of producing tert-butyl alcohol

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4955886B2 (en) Method for producing aliphatic carboxylic acid from aldehyde
WO1999024383A1 (en) A process for the catalytic oxidation of hydrocarbons
US3920753A (en) Method of producing glycolaldehyde
KR100849577B1 (en) Catalysts Comprising N-Substituted Cyclic Imides and Processes for Preparing Organic Compounds with the Catalysts
JP2916278B2 (en) Method for producing tert-butyl alcohol
Lin et al. Selective oxidation of styrenes under oxygen catalyzed by cobalt chloride
JP2592922B2 (en) Method for producing tert-butyl alcohol
JPH07196553A (en) Preparation of tert- butyl alcohol from tert- butyl hydroperoxide using supported rhodium catalyst
RU2137745C1 (en) Tert-butyl alcohol production process
EP0019483A1 (en) Method of producing biphenyltetracarboxylic esters
Hosseinpoor et al. Mild and highly efficient transformation of thiols to symmetrical disulfides using urea–hydrogen peroxide catalyzed by a Mn (III)–salen complex.
CA1041521A (en) Process for the production of indole
KR900006442B1 (en) Process for producing trimellitic acid
Bordoloi et al. Tungsten‐and Molybdenum‐Based Coordination Polymer‐Catalyzed N‐Oxidation of Primary Aromatic Amines with Aqueous Hydrogen Peroxide
US4299991A (en) Formation of hydroperoxides
US4379942A (en) Process for manufacturing methyl ketones by oxidation of terminal olefins
US4331612A (en) Carbonylation of olefinically unsaturated compounds
EP0784045B1 (en) A process for the preparation of adipic acid
JPH0557250B2 (en)
US7084307B2 (en) Process for oxidation of alkanes
RU2139272C1 (en) Tert-butyl alcohol production method
US5608106A (en) Preparation of alkoxyalkanoic acids
US1811959A (en) Vinyl derivatives of acetylene and method of preparing the same
FR2485524A1 (en) NEW PROCESS FOR TRANSFORMING OLEFINS TO UNSATURATED ESTERS USING CATALYSTS BASED ON PALLADIUM HYDROXAMATES
US3390173A (en) Solvent-base system and its use in organic reactions

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20080805