Способ получения n-метилпирролидона
Изобретение касается гетероциклических веществ, в частности получения N-метил-пирролидона - полупродукта для синтеза полезных веществ, растворителя мономеров и полимеров. Цель - повышение активности катализатора. Синтез N-метилпирролидона ведут конденсацией избытка металламина с γ-бутиролактоном при 250<SP POS="POST">с</SP> в присутствии катализатора - аморфного алюмосиликата, содержащего 5-30 мас.% оксида алюминия. Для упрощения процесса его ведут при давлении 5 атм (для перевода монометиламина в жидкую фазу). Эти условия повышают длительность работы катализатора до 5 ч при получении 99%-ного выхода N-метилпирролидона, в то время, как в известном способе выход снижается на 20% через 4 ч работы на цеолите типа У. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
4 Ю
РЕСПУБ ЛИК ($1)5 С 07 D 207/267
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Й А ВТОРСНСМУ СВКДЕТЕЛЬСТВУ
1 табл.
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОЫ4ТЕТ
ПО ИЗОБРЕЛ ЕНИЯМ И ОТНРЩ ЩЬ
ПРИ ГННТ СССР
1 (21) 4453434/23-04 (22) 01.07.88 (46) 23.04.90. Бюп. Р 15 (71) Ленинградское научно-производственное объединение по разработке и внедрению нефтехимических процессов
"Леннефтехим" (72) И.И. Якушкин, В,А. Головачев, Э.А. Любимова и Л.Ю. Иарчик (53) 547.745.07(088.8) -(56) Hatada Kou, Ono Yochio. 8Упспе
tic zeolites as catalysts for the ring
conversion of g-butyrolactone into
1-substituted 2-pyrrolidinones.—
Bulli Chem. Soc. Лар 19?7, 7. 50, 0 10, р. 2517. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ N-МЕТИЛПИРРОЛИДОНА (57) Изобретение касается гетероцикИзобретекне относится к усовершенствованному способу получения Н-метилпирролидона (N-ИП), который является полупродуктом органического синтеза и растворителем мономеров и полимеров.
Целью изобретения является увели- чение эффективности катализатора, упрощение технологии процесса получения
N-метилпирролидона.
Цель достигается тем, что проводят конденсацию метиламина с у-бутиролактоном на аморфном алюмосиликатном катализаторе следующего состава, мас.X: оксид алюминия 5-30; оксид кремния
70-95; а также за счет проведения процесса год давлением до 5 ати, что позволяет упростить технологию рецикла метиламина (NA).
„,80„„15589ОЗ А 1
2 лических веществ, в частности получения N-метилпирролидона — полупродукта для синтеза полезных веществ, растворителя мономеров и полимеров. Цель— повышение активности катализатора.
Синтез И-метилпирролидона ведут конденсацией избытка метиламина с у-буо тиролактоном при 250 С в присутствии катализатора — аморфного алюмосиликата, содержащего 5-30 пас.X оксида алюпыния. Для упрощения процесса его ведут при давлении 5 ати (для перевода монометиламина в жидкую фазу). Эти условия повышают длительность рабаты катализатора до 50 ч при получении
997.-ного выхода N-метилпирролидона,в то время, как в известном способе вы- М ход снижается на 207 через 4 ч работы на цеолите типа У. 1 з.п. ф-лы, Пример 1. Конденсацию >-бутиролактона с метиламином проводят на проточной установке, имеющей реактор, изготовленный из стали, диаметром 35 мм и длиной 600 мм.
В реактор загружают 300 мл алюмосиликатного катализатора (приготовленного по ТУ 38. 10226-?8), имеющего состав, мас. 7.: А1лО 5; SiO > 95, предварительно прокаленного прп 500 С в течение 3 ч.
Процесс конденсации осуществляют о при 280 С, объемной скорости подачи
1-бутиролактона 0„2 ч-, при соотношении метилаьщн:у-бутиролактан 3.
Подают 86 мас.ч. Т-бутиролактона с трехмолярным избытком метиламина.
1558903
Получают 140,34 мас.ч. катализата, содержащего, мас. 7 (мас.ч.):
N-ИП 67,0 (94,05)
Вода 12,2 (17,1)
NA 16,6 (23,3)
Промежутоный амид . 4,2 (5,8)
Катализат подвергают вакуумной дистилляции и выделяют N-МП, имеющий
r. следующие характеристики: d 1,030 — -, и 1,4691, т. кип. 201-206 С..
Выход N-МП 95,0%, через 50 ч работы выход И-ИП 94,17.
Пример 2. Алюмосиликатный катализатор состава, мас.7: А1 0з 30;
Si0,7О, испытывают в условиях примера 1.
Загружают 86,0 мас.ч. -бутиролактона. Получают 144,3 мас.ч. катализата, содержащего, мас.Х (мас ч.):
N-МП 67,2 (97,0)
Вода . 12,2 (17,6)
NA 19,0 (27,4)
Промежуточный и побочный продукт 1,6 (2,3)
Катализат подвергают вакуумной рек тификации и выделяют И-ИП с выходом
98Х, через 50 ч работы катализатора
Выход 96 27о
Пример 3. В условиях примера конденсацию -бутиролактона проводят при давлении 5 ати при молярном соотношении метиламин: -бутиролактон
1,5.
Загружают 86,0 мас.ч. 1.-бутиролактона. Получают 146,4 мас.ч. катализата, содержащего, мас. 7. (мас.ч.):
N-ИП 65,1 (94,6)
Вода 11,3 (17,2)
Метиламин 21,2 (31,1)
Промежуточный амид 2,4 (3,5)
Катализат подвергают вакуумной ректификации и выделяют N-МП с выходом
96,07. Через 50 ч работы установки выход N-ИП достигает 93,57.
Пример 4. В условиях примера конденсацию у-бутиролактона с метиламином проводят при 250 С, давлении 5 ати, объемной скорости подачи бутиролактона 0,1 ч
Загружают 86,0 мас.ч. -бутиролактона. Получают 146,6 мас.ч. катализата, содержащего мас. Х (мас.ч.):
N-ИП á3,5 (93 1)
Вода 11,5 (16,9) . Иетиламнн 19,3 (28,3) Промежуточный амид 5,7 (8,3)
Катализат подвергают вакуумной ректификации и выделяют N-ИП с выходом
94Х, через 50 ч работы установки выход
N-МП 92,87.
Пример 5. В условиях примера
1 конденсацию у-бутиролактона q ИА проводят при 320 С, объемной,скорости подачи -.бутиролактона 0,3 ч ", давлении 5 ати.
Загружают -бутиролактона 86,0 мас.ч.
Получают 1 8,6 мас.ч. катализата, который содержит, мас. 7. (мас.ч. j:
N-МП 70,8 (98,1)
Вода 12,8 (17,8)
Метиламин 15,7 (21,8)
Промежуточный амид 0,7 (0,9)
Выход N-MII 99,07,, через 50 ч работы катализата выход 97,5Х.
Пример 6. В условиях примера 1 конденсацию 1 -бутиролактона с метиламином проводят на катализаторе состава, мас. X: Al@0g 9 0; SiO g
91, О.
Загружают 141,2 мас.ч. -бутиролактона. Получают 215,8 мас.ч. катализата следующего состава, мас. 7 (мас.ч.)
N-ИП 72,6 (156,7)
Вода 12,7 (27,4)
Метиламин 14,2 (30,6)
Промежуточный амид 0,5 (1,1)
Выход N-МП 97,6Х. Через 50 ч работы в этих условиях выход N-МП 96,2Х.
Пример 7. Процесс осуществляют аналогично примеру 1 с той лишь разницей, что давление в реакторе
3 ати.
Подают 24,6 мас.ч. г-бутиролактона.
Получают 37,9 мас.ч. катализата, содержащего, мас. Х (мас.ч.):
N-ИП 72,2 (27,4)
Метиламин 12, 1 (4,6)
Вода 12,7 (4,8)
Промежуточный амид 3i0 (1,1)
Выход N-ИП 96,37, после 50 ч работы катализатора выход 95,8Х.
П -р и м е р 8. В условиях примера
1 конденсацию j-бутиролактона с метиламином проводят при давлении 7 ати.
Подают 32,1 мас.ч. у-бутиролактона, получают 43,6 мас.ч. катализата состава, мас. Х (мас.ч.):
N-МП 8 1,1 (35,4)
Иетиламин З,О (1,3) 1558903
14,9 (6,5) Вода
Промежуточный амид 1,0 (0,4)
Выход Б-МП 95,67 после 50 ч рабоо
5 ты катализатора выход,94,87.
Полученные результаты представлены в таблице.
Формула изобретения.
1. Способ получения N-метилпирролидона конденсацией метиламина с
-бутиролактоном на катализаторе при о
50-320 С с использованием избытка метиламина и выделением целевого продукта ректификацией, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью увеличения эффективности катализатора, процесс проводят на аморфном алюмосиликатном катализаторе следующего состава, мас. 7:
Оксид алюминия 5-30
Оксид кремния 70-.-95
2. Способ по и. 1, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью упрощения технологии за счет перевода монометиламина в жидкую фазу, процесс проводят под давлением до 5 атн.
Таким образом, предлагаемый способ позволяет получить N-метилпирролидон с выходом до 99Х при длительности сырьевого цикла на катализаторе до,50 ч, тогда как при применении в качестве катализатора цеолита ти- па Y,âûõîä Н-метилпирролидона снижается за первые 4 ч работы на 207.
Кроме того, применение повышенного давления до 5 ати упрощает технологию рецикла избыточного количества метил- 2О ах-,ина.
Пример
Давление, ТемпеОбъемСостав катализатора, мас. X
Выход И-МП, Х через время ратура, С ная
CK0=
Al Î, Si0<
2ч 50ч рость, ч-1
Составитель И. Бочарова
Техред М.Дидык Корректор О. Ципле
Редактор Н. Гунько
Заказ 816 Тираж 319 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101
1 1
2 1
3 5
4 5
5 5
6 1
7 3
8 7
280 0 2 5
280 0 2 30
280 0,2 5
250 0,1 5
320 0,3 5
280 0 2 9
280 0 2 5
280 0 2 5
91
95,0
98,1
96,0
94,0
99,0
97,6
96,3
95,6
94,1
96,2
93 5
92,8
97,5
96,2
95,8
94,8


