Способ получения 3-метилпентена-2

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 3-МЕТИЛПЕНТЕНА-2 путем содимеризации этилена и н-бутилена в присутствии катализатора , содержащего натрий на jf-бкиси алюминия, при температуре 80-120С и давлении 60-120 атм о т личающийся тем, что, с целью повьппения выхода целевого продукта в единицу времени на грамм натрия, используют катализатор, дополнительно содержащий гидроокись или карбонат калия, при следующем соотношении компонентов катализатора , мас.%: Натрий2,2-3,4 Гидроокись или карбонат 10,9-14,2 калия у-окись алюДо 100 миния (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2,2-3,4

Натрий

Гидроокись или карбонат калия

10,9-14, 2 т-окись алюминия

До 100

Ф

° а

° °

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3506158/23-04 (22) 29.09.82 (46) 15.03.85. Бюл. В 10 (72) И.И. Письман, В.И. Иакаров, Д.Г. Исмайлов и В.P. Аншелес (53) 547.313(088.8) (56) 1. Патент Великобритании

В 1163091, кл. С 07 С 3/20, опублик. 1969.

2. Патент Великобритании 9 1221818, кл. С 5 Е, опублик. 1971 (прототип). (54)(57) СПОСОБ .ПОЛУЧЕНИЯ 3-ИЕТИЛНЕНТЕНА-2 путем содимеризации этилена и Н-бутилена в присутствии катализатора, содержащего натрий на -окиси алюминия, при температуре Ъ

„„Я0„„1145013 А

4 (51 C 07 С 2/24; В 01 J 23/04;

С 07 С 11/113

80-120 С и давлении 60-120 атм о т—

Р л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения выхода целевого продукта в единицу времени на грамм натрия, используют катализатор, дополнительно содержащий гидроокись или карбонат калия, при следующем соотношении компонентов катализатора, мас.%:

1145013

Натрий

2, 2-3,4

Гидроокись или карбонат калия

10,9-14,2

До 100 у-Окись алюминия

Изобретение относится к получению гексенов, в частности 3-метилпентена-2, 3-Метилпентен-2 является исходным сырьем для синтеза изогексиловых спиртов — высокоселективных флотореагентов, которые используются при обогащении свинцово-цинковых и медно-молибденовых руд.

Гидроформилированием метилпенте- 1п нов производят.гептиловые спирты, на основе которых синтезируют пластификаторы для поливинилхлорида. Инициированным или термическим разложением мет получают изопрен, при деметанизации 3-метилпентена-2 достигнут наивысший выход изопрена.

Известен способ получения метилпентенов содимеризации этилена с бутеном на катализаторе, содержащем литий или натрий, нанесенный на соединение калия, например на карбонат о лли гидроокись при 40-100 С. Основным продуктом является 3-метилпентен-1, выход же 3-метилпентена-2 очень мал — О, 1-2, 2% (1 ).

Наиболее близким к предлагаемому является способ получения метилпен тенов, в том числе 3-метилпентена-2 путем содимеризации этилена и 30

g-бутилена на катализаторе, содержа.щем 0 2-20 мас,X натрия на г-окиси

У о алюминия при температуре 80-160 С и давлении 35-140 атм (2).

Данных но выходу 3-метилпентена-2 нет, однако экспериментальная проверка показала, что целевой продукт образуется при температуре 100 C и дав- " лении 68 атм с селективностью 80%, при этом выход продукта в единицу 40 времени на грамм натрия невысок—

9,5 г/r Na.÷ вследствие недостаточ.но высокой активности катализатора.

Целью изобретения является повышение выхода целевого продукта в еди-45 ницу времени на грамм натрия.

Добавка соединения калия позволяет повысить активность каталитической композиции, что приводит к повышению выхода целевого продукта в еди. ницу времени на грамм натрия.

Катализатор готовят следующим образом. -Окись алюминия просушивают при

150-200 С. После охлаждения в окись алюминия вводят калийсодержащее соединение К,СО, или КОН. Количество вводимой добавки-определяется из такого расчета, чтобы содержание соединения калия в готовом катализаторе находилось в пределах 10,9-:

14,2 мас.X. При понижении содержания соединения калия менее 10,9 мас.% производительность катализатора падает. Повышение количества соединения калия .более 14,2 мас.X не приводит к заметному возрастанию производительности катализатора.

Полученный носитель обезвоживается в прокалочном аппарате при

350 С и остаточном давлении не более

10 мм рт.ст. в течение 3 ч. Эти условия обеспечивают полное удаление влаги из носителя, после чего в аппарат подается очищенный азот и температура в нем снижается до 100150 С, затем вносится навеска металлического натрия. При встряхивании ! аппарата или его вращении натрий распределяется на поверхности носителя. После охлаждения до комнатной температуры катализатор готов к употреблению.

Процесс содимеризации этилена с н -бутилеыами на этом катализаторе проводят при температуре 80-120 С и давлении 60-120 атм.

Поставленная цель достигается предлагаемым способом получения 3метилпентена-2 путем содимеризации этилена и н-бутилена при температуре 80-120 С и давлении 60-120 атм в присутствии катализатора, срдержащего натрий и гидроокись или карбонат калия на т-окиси алюминия при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Пример 1. у-Окись алюминия марки А-1 высушивают при 150-200 С.

После охлаждения окись алюминия обрабатывают водным раствором К,СО,, а затем вновь высушивают в стеклянном прокалочном аппарате при 350 С и остаточном давлении 10 мм рт.ст. в течение 3 ч, после чего в аппарат подают очищенный азот и вносят навеску металлического натрия. Смесь перемешивают встряхиванием и при этом

013

3-Метилпентен-2 (цис+транс}

3-Метилпентен-1

90,6

0,2

Гексен-2 (цис+

+ транс)

2-Этилбутен-1

4,6

4,6

3-Метилпентена-2 (цис+транс) 40

88,3

3-Метилпентена-1

0,1

Гексен-2 (цис+

+транс) 2-Этилбутена-1

4,0

3-Метилпентен-2 (цис+транс) 90,5

3 1 14.5 натрий распределяется по поверхност% носителя. Готовый катализатор содер- жит: 85,4 мас.X у-Ag20,, 2,2 мас.7 металлического натрия и 12,4 мас.%

2 3 5

Содимеризацию этилена с бутеном-2 проводят в автоклаве при 100 С, наь чальном давлении 64 атм в течение

t0 ч. Полученные продукты содержат

85,6 мас.% гексенов и 14,4 мас.7. октенов.

Гексеновая фракция имеет следующий состав, мас.7:

Производительность катализатора

17,6 r 3-метилпентена-2/г натрия в час. Селективность по 3-метилпентену-2 79,5%.

Пример 2. Катализатор готовят, как описано в примере 1. Полученный катализатор имеет следующий состав, мас.X: у-А220, 83,1 мас.%; металлический натрий 2,7 и К СО, 14,2.30

Содимеризацию этилена бутеном 2 проводят при температуре 100 С и начальном давлении 102 атм, в течение

10 ч. Полученный продукт содержит

88„1 мас.% гексенов и 11,9 мас.X октенов.

Гексеновая фракция содержит, мас.7:

Производительность катализатора

21,4 г 3-метилпентена-2 на 1 г натрия в час. Селективность по 3-метилпентену-2 77,8%.

Пример 3. Катализатор готовят, как описано в примере 1, только для обработки окиси алюминия используют водный раствор КОН. Полученный S5 катализатор содержит: 85,7 мас.% А1 О, 3,4 мас.% металлического ,:натрия и 10 9 мас ° 7. К0Н.

Содимеризацию этилена с бутеном-2 проводят при температуре 100 С и начальном давлении 100 атм в течение

10 ч.

Полученные продукты содержат

89 мас.% гексенов и 11% октенов. Гексеновая фракция содержит 88,1 мас.X

3-метилпентена-2 (цис+транс). Производительность катализатора 19,2 г

3-метилпентена-2/r натрия в час: Селективность по 3-метилпентену-2

78,47.

Пример 4 (для сравнения).

Катализатор готовят аналогично примеру i. Полученный катализатор имеет следующий состав, мас.7.: AE 0 .

90,3, металлический натрий 3 5 и

К,СО, 6,2. Опыт проводят при температуре 100 С, начальном давлении

132 атм в течение 10 ч. Полученный продукт содержит 88,4 мас.7. гексенов и 1 1,6 мас.7 октенов. Концентрация 3-метилпентена-2 (цис+транс) в гексеновой фракции составляет

88,1 мас.X. Производительность хаталнзатора 14 г гексенов/г натрия в час, селективность по З-метилпенте-. ну-2 78,07.

Пример 5 (для сравнения).

Катализатор готовят,как описано в примере 1. Полученный катализатор содержит, мас.%: у-AI Оэ-78; металлический натрий 3,4 и K2СО 18,6.

Опыт проводят при температуре

100 С и начальном давлении 118 атм в течение 10 ч. Полученный продукт содержит 86,8 мас.X гексенов и

13,2 мас.7 октенов. Концентрация

3-метилпентена-2 (цис+транс) в гексеновой фракции составляет 87,5 мас.X.

Производительность катализатора

i6,7 г гексенов/г натрия в час, селективность по 3-метилпентену-2

76, 07..

Пример 6. Исцольэуют ката- лизатор, приготовленный как описанс в примере 1; состав катализатора аналогичный.

Опьт проводят при 120 С, давлении 120 атм и мольном соотношении этилен — бутен-2=1:1 в течение

10 .ч. Полученные продукты содер1каФ

96,9 мас.X гексенов и 3,1 мас.7 октенов.

Гексеновая фракция имеет следую-, щий состав, мас.%:

1145013

3-Метилпентен-1

0,2

Гексен-2 (цис+транс) 2-Этилбутен-1 2,6

Пример 9 (по прототипу) .

Содимеризацию этилена и бутена-2 проводят при температуре 100 С, на10 чальном давлении 68 атм в течение

10 ч при мольном соотношении этилен: .бутен-2=1:1 в присутствии катализатора, содержащего 2,3 мас.X натрия на окиси алюминия.

Полученный продукт содержит91,1 мас.% гексенов и 8,9 мас.% октенов.

Гексеновая фракция содержит, мас.X:

3-Метилпентен-2 (цис+транс) 88,0

3-Метилпентен-1

0,3

Гексен-2 (цис+транс) 7,7

2-Этилбутен-1

4,0

Составитель Н. Кириллова

РедактоР Т. Веселова ТехРед M.Кузьма Корректор С. Шекмар

Заказ 1091/19 Тираж 384 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, E-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Производительность катализатора

30,2 r 3-метилпентена-2/r Nay i. Се-. лективность по 3-метилпентену-2

° 87,5%.

Пример 7. Используют катализатор, приготовленный, как описано в примере 1. Состав катализатора аналогичен.

Опыт проводят при температуре 80 С и давлении 60 атм при мольном отношении этиленйбутен - 2=1:1 в течение l0 ч.

Полученные продукты содержат.

91,8 мас.% гексенов и 8,2 мас.% октенов.

Состав гексеновой фракции аналогичен составу, приведенному в приме.ре 6.

Производительность катализатора

t0,8 г 3-метилпентена-2/r Иа ч. Селективность по 3-метилпентену-2

83,0%.

Пример. 8. Катализатор готовят, как описано в примере 1. Полученный катализатор имел аналогичный состав. Опыт проводят при температуре 100 С и начальном давлении 65 атм в течение 10 ч. В качестве сырья ис пользуют зтилен и бутен-1, взятые в мольном соотношении 1: I.

Полученные продукты имеют состав, аналогичный представленному в. примере

Производительность катализатора

17,8 г 3-метилпентена-2/r Na"÷. Селективность по 3-метилпентену-2

79,5%.

Производительность катализатора

9,5 r гексенов/г Иа-ч. Селектинность по 3-метилпентену-2 80%.

Представленные данные показывают, что предложенный способ позволяет значительно повысить выход целевого продукта в единицу времени на 1 г натрия, что приводит к сокращению расхода катализатора и времени на производство продукта.