образования и гидрирования кетона не показаны):
|
СН3 |
|
СН3 |
|
С И з-С Н -С Н 2—СН3 + О2 |
С Н д-С -С Н а-С Н з |
(1) |
|
|
|
О -О Н • |
|
|
|
трет-ашшгидроперекись |
|
|
СН3 |
|
100°С, |
|
|
I й |
|
|
С Н з-С —СН2—СН3 + СН2=СН—СН3 |
-?а^— — |
|
|
I |
|
|
|
|
О—ОН |
|
|
|
|
СН3 |
О |
|
|
|
I |
/ \ |
|
(2а) |
---- ►СН3—С—СН2—СН8 +С Н з—СН -СНз |
|
ОН |
|
|
|
|
СН3 |
|
|
|
СНз—С -С Н а-С Н з + < “ > - N 1-1, |
-(-С-—”-0 -—- - |
|
|
О -О Н |
|
|
|
|
СН3 |
|
|
|
|
— > СН3- С - С Н 2-С Н 3 + < ~ > = і \ - О И |
(26) |
|
ОН |
|
|
|
|
СНз |
СНз |
|
|
СНз—С -СН а—СН3 + СН2=С -С Н О —— |
|
|
I |
|
|
|
|
О -О Н |
|
|
|
|
СНз |
|
СНз |
|
|
I |
|
I |
• (2в) |
|
■— ►с н 3— С—с н ,—с н 3+ с и 2= с —с о о н |
|
I |
|
|
|
|
он |
|
|
|
СНз |
|
СНз |
|
СН з-С-СН а—СН3 2- °°-С' АІ2° 3-> НаО + СНз—І=СН -СН 3 |
(3) |
ОН |
|
|
|
СНз |
650°С, Н £0 (пар) |
СНа |
|
|
|
|
СН3-С = С Н -С Н 3 Ре-г0Г м^0 'Си0'Кв° _ н 2 + СН2=С-СН =СН2 |
(4) |
По другому варианту фирмы Халкон в качестве исходного угле водорода берется не изопентан, а менее дефицитный к-гѳксан. Вна чале его изомѳризуют над катализатором, представляющим собой Ni на алюмосиликате, при 370 °С и 25 кгс/см2 в присутствии водорода.
В полученном продукте около 60% составляют изомеры, молекулы которых содержат по одному лѳгкоокисляющемуся атому водорода при третичном атоме углерода: 2-метилпѳнтан и 3-метилпентан. Их отделяют от других продуктов реакции и окисляют кислородом воздуха при 130 °С и 17,5 кгс/см2 в присутствии 0,1 вес. % ди-трет- бутилпѳрѳкиси. Окисление ведется до глубины 20% при селектив ности по гидроперекисям взятых изогексанов 55%. Смесь выделенных гидроперекисей смешивают с пропиленом и по описанной схеме получают окись пропилена и смесь 2-метилпентанола-2 и 3-метил- пѳнтанола-3. Аналогично получают циклогексаноноксим и метакри ловую кислоту. Сконцентрированную фракцию изогексанолов под вергают одновременному крекированию и дегидратации, пропуская через трубку при 675 °С в присутствии НВг и водяного пара при времени контакта 0,2 с. В результате получают изопрен с выходом 45% на пропущенные и 61% на превращенные спирты. Очевидно, что последняя операция аналогична инициированному крекингу 2-метилпѳнтена-2 в рассмотренном выше процессе Гудьир — Сайнтифик дизайн.
С точки зрения целенаправленного получения изопрена большой интерес представляет дальнейшее развитие метода сопряженного окисления изопентана в патентах фирмы Шелл [46], опубликованных практически одновременно с патентами фирмы Халкон. Наиболее существенное отличие метода фирмы Шелл заключается в том, что и вторая ветвь процесса направлена на получение изопрена, который, таким образом, является единственным выводимым из системы основ ным продуктом.
Первая стадия заключается, как и в процессе Халкон, в получе нии тарето-амилгидроперѳкиси окислением изопентана кислородом воздуха или смесью кислорода с инертным газом. Окисление ведется как в присутствии инициатора (триамилоксибороксин или окись бора), так и без него, при 125—140 °С и 30—50 кгс/см2. На второй стадии гидроперекись эпоксидируѳт 2-мѳтилбутѳн-2 (ТМЭ), явля ющийся промежуточным продуктом синтеза. Эта реакция протекает в присутствии молибденовой кислоты при 110 °С по схеме:
СН„ |
СНз |
|
С Н з-С -С Н 2—СНз + СНз—СН=СН—СН3 |
110 °С, H2M0O4 г |
|
О -О Н |
|
|
СН3 |
СНз |
|
СН3—С—СНа—СН3 + СН3—С----- СН—СН3 |
I |
\ / |
|
ОН |
о |
|
|
окись ивоамилена |
Следующей стадией является изомеризация окиси изоамилена в изоамиленовые спирты и одновременная дегидратация по следних до изопрена. Это превращение осуществляется над
стационарным слоем |
окиси тория |
при 300 °С |
с разбавлением |
сырья |
азотом: |
|
|
|
С Н з-С |
С Н -С Н з |
—00°С— -° а-> С5ІІ9ОИ — — ^ СНя=С-СН=СНа |
|
|
у/ |
|
—HjU |
|
|
|
о |
|
|
|
На |
последней стадии процесса |
полученный |
нгрт-амиловый |
спирт, а также продукты его вторичных превращений (например, эфиры амилбората) практически полностью превращаются в ТМЭ контактированием на окиси вольфрама, нанесенной на А120 3, при 200 °С или на окиси алюминия при 165 °С. ТМЭ возвращается на стадию эпоксидирования.
В качестве «второго компонента» при окислении может приме няться этилбензол, в результате описанной схемы реакций превра щающийся в стирол [47]. Высокая селективность образования изоамилгидропѳрѳкиси может быть обеспечена путем фотоокислеиия изопентана в присутствии сенсибилизирующих веществ [48].
Работы по получению изопрена сопряженным окислением изо пентана проводятся в СССР на Стѳрлитамакском опытном заводе и в НИИМСК [49]. По мнению советских специалистов, этим методом, несмотря на сравнительно большое число стадий, может быть получен самый дешевый изопрен из изопентана.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ЛИТЕРАТУРА |
1. |
B a n k s |
R. L. , |
B a i l e y |
G. С., |
Ind. Eng. Chem., Prod. Res. Dev., 3, |
2. |
170 (1964). |
G. C., |
Catal. Revs, |
3, 37 (1969). |
|
|
|
В a i 1 e у |
|
|
|
3. |
X и д e к e л ь М. Л. и др., Усп. хим., 40, 1446 (1971). |
|
|
4. |
Oil Gas J., 69, № И , 80; № 16, 172 (1971). |
|
|
ВИНИТИ), |
5. |
Промышленность |
органического синтеза (экспресс-информация |
6. |
№ 28 (1971). |
М. Л. и др.* |
Изв. АН |
СССР, сер. хим., № 3, |
663 (1971). |
Х и д е к е л ь |
7. |
W і 1 k i n s о n |
G., |
авт. заявка ФРГ 2034909, 1971. |
|
|
8. |
M c G r a t h |
В. Р., |
W і 11 і а m s |
К. V., англ. пат. 1170498, 1969. |
9. |
M c G r a t h |
В. Р., |
фр. пат. 1602364, |
1970. |
|
|
|
10. |
М а г t i n |
D. E. , |
P a l m e r |
В. M., |
авт. заявка ФРГ 2035092, 1971. |
И . B a r d s h a w |
С. Р. S., Р а 1 me г |
В. М., авт. заявка ФРГ 2030574, 1971. |
12. |
А 11 и m |
К. D., |
|
R о b i n s о |
n |
Р. J., авт. заявка ФРГ 2004490, 1971. |
13. |
S t а р р |
Р. R., |
|
C r a i n D. |
L., фр. пат. 1557672, 1969. |
14. |
B a n k s |
R. L., |
пат. США |
3538181, |
1970; |
3590096, 3590098, |
1971. |
15. |
D i X о n |
R. Е., |
|
H u t t o J. |
F.., пат. США 3544649, 1970. |
16. |
Н u 11 о |
|
J. F., |
|
D i x o n R. |
Е., пат. США 3565969, 1971. |
17. |
С г a i n D. L., |
R e u s s e r |
|
R. Е., пат. США |
3590093, |
1971. |
|
18. |
Z u e c h |
Е. А., |
пат. США |
3590095, |
1971. |
3590097, |
1971. |
|
19. |
В a n k s |
R. L., |
R е g і е г |
R. В., |
пат. США |
|
20. |
D a v e n p o r t |
W. Н. и др., |
Ind. Eng. Chem., 60, 10 (1968). |
|
21. |
Z i e g l e r |
|
К., |
|
G e l i e r t |
H. G., |
пат. США 2695327, 1954; Алюминий- |
22. |
органические соединения, пер. с нем., ИЛ, М., 1962, стр. 214. |
|
Г а р м о н о в |
И. В., Ч е в ы ч а л о в а |
К. К., авт. свпд. 117460, 1958. |
23. |
Ф е л ь д б л ю м |
В. Ш. и др., ДАН |
СССР, 172, 111 (1967). |
|
24. |
О б е щ а л о в а |
Н. В. и др., |
ЖОрХ, 3, 1014 (1968). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
25. |
Ф е л ь д б л іо м |
В. Ш. и др., авт. свид. 216696, 1969. |
|
|
26. |
Ф е л ь д б л ю м |
В. Ш. и др., ЖОрХ, |
6, № 5, 1113 (1970). |
|
27. |
С а р и д ж а л и н с к а я Э. Я. и др., Пром. сидт. каучука, № 6, 3 (1970). |
28. |
I m а і |
К., |
A b e |
J., |
Яп. пат. 1362, |
1963. |
1967, Proc., |
5, 107 (1968). |
29. |
I п о ш a t а |
О. и др., |
7-tli World |
Petr. Congr., |
30. |
A n d o |
H. и др.; |
J. Japan Petr. Inst., 11, 448, |
528 (1968); 12, |
356, |
362, 685 |
31. |
(1969). |
|
T. и др., авт. заявка ФРГ 1950312, 1971. |
|
|
W a r a k a i |
|
№ 2, 35 |
32. |
М i t s u t a n i |
A., R u m a n o |
S., |
Chem. Econ. Eng. Rev., 3, |
33. |
(1971). |
|
|
|
|
|
|
90, |
7170 (1968). |
|
|
P u L. S. п др., J. Am. Chem. Soc., |
|
|
34. |
К h e e |
T. E. С., |
англ. пат. 856288, |
1960. |
5638 (1965). |
|
|
35. |
A 1 d e г s о n |
T. н др., J. Am. Chem. Soc., 87, |
|
|
36. |
T a z u m a |
J. J., |
Z'a n d г a M. D., |
пат. США 3432572, 1969. |
|
37. |
P a у n t e r |
J. D., S c l i u e t t e |
W. L., |
Ind. Eng. Chem., Proc. Des. Dev., |
38. |
10, |
2, 250 |
(1971). |
|
|
2, |
№ 5, 409 (1970). |
|
|
В a c k |
M. H., Int. J. Chem. Kinet., |
|
|
39. |
Авт. заявка Голл. 6601699, 1966. |
|
J., |
англ. пат. 1163091, |
1969. |
|
40. |
И a m Ы i n g |
J. K., |
G r e b b e l l |
|
41.Авт. заявка Голл. 6606883/4, 1966; англ. пат. 1128095, 1968.
42.К о 11 а г J., пат. США 3360584, 1967.
43. W i n n і с к С. N., пат. США 3360585, 1967.
44.S с h m i d t J. P., пат. США 3449219, 1969.
45.Hydrocarb. Proc., 46, № 4, 141 (1967).
46.F e 11 e г 1 у L. С., пат. США 3391213/4, 1968; фр. пат. 1582100, 1968.
47. |
G і 1 s о п |
А. и др., авт. заявка ФРГ 2026094, 1970. |
48. |
S h е n g |
М. N., Z a j а с е k J. G., фр. пат. 1579729, 1968. |
49.Б е л я е в В. А. п др., IX научно-техническая конференция НИИМСК (Тезисы докладов), Ярославль, 1970, стр. 61.