способ получения 2-этилгексанола

Формула изобретения

Способ получения 2-этилгексанола путем альдольной конденсации н-масляного альдегида в присутствии 1-3 мас.% водного раствора NaOH с образованием 2-этил-2-гексеналя, который после промывки от остатков щелочи перегоняют с водяным паром в отпарной ректификационной колонне от высококипящих продуктов, а затем гидрируют на медно-хромовом катализаторе в 2-этилгексанол, при этом кубовый остаток перегонки 2-этил-2-гексеналя обрабатывают водным раствором NaOH при 100-120°С в течение 15-60 мин, при объемном соотношении водный раствор NaOH: кубовый остаток, равном 1:4-10, отличающийся тем, что щелочные сточные воды, полученные на стадии альдольной конденсации н-масляного альдегида, упаривают до концентрации NaOH 15-30 мас.% и затем используют для обработки кубового остатка перегонки 2-этил-2-гексеналя, а получаемый при упаривании водяной пар используется как испаряющий агент в отпарной колонне ректификации 2-этил-2-гексеналя.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области нефтехимического синтеза и может найти применение при получении 2-этилгексанола методом альдольной конденсации н-масляного альдегида.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Известен способ получения 2-этилгексанола, согласно которому образующийся в процессе альдольной конденсации н-масляного альдегида в присутствии 1-3 мас.% водного раствора NaOH 2-этил-2-гексеналь промывают водой от остатков щелочи, отделяют от высококипящих продуктов перегонкой с водяным паром в отпарной ректификационной колонне, а затем гидрируют на медно-хромовом катализаторе в 2-этилгексанол (Рыбаков В.А., Елькин А.Л. и др. Технология оксосинтеза и родственных процессов с участием окиси углерода: - ООО «Алекс-Пресс», Пермь, 2004. - с.170-176 (ISBN 5-88345-082-2).

Однако данный способ характеризуется рядом недостатков, а именно:

- повышенным выходом побочных высококипящих продуктов на стадии альдольной конденсации н-масляного альдегида (до 2,5%);

- пониженной производительностью установки;

- повышенными количествами щелочных сточных вод, обусловленными выделением воды по реакции конденсации н-масляного альдегида в 2-этил-2-гексеналь и последующей промывкой продуктов реакции водой от остатков щелочи.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ получения 2-этилгексанола путем альдольной конденсации н-масляного альдегида в присутствии катализатора - водного раствора NaOH с образованием 2-этил-2-гексеналя, который после перегонки гидрируют на медно-хромовом катализаторе в 2-этилгексанол, включающий дополнительную стадию обработки кубового остатка ректификации 2-этил-2-гексеналя 15-20 мас.% водным раствором NaOH при температуре 100-120°С, в течение 15-60 минут, при объемном соотношении водный раствор NaOH:кубовый остаток, равном 1:4-10 (Пат. RU 2155180. Кириллов О.Ю., Чекрышкин Ю.С. и др.).

Однако данный способ характеризуется повышенным расходом щелочи и щелочных сточных вод.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение направлено на решение задачи - повышение технико-экономических показателей процесса (снижение количества отходов - щелочных сточных вод).

Решение данной задачи опосредовано новым техническим результатом. Данный технический результат заключается в дополнительном воздействии упариванием на щелочные сточные воды стадии альдольной конденсации н-масляного альдегида.

СУЩЕСТВЕННЫЕ ПРИЗНАКИ

Получение 2-этилгексанола путем альдольной конденсации н-масляного альдегида в присутствии катализатора -1-3 мас.% водного раствора NaOH с образование 2-этил-2-гексеналя, который после промывки водой от остатков щелочи и перегонки с помощью водяного пара от высококипящих побочных продуктов в отпарной ректификационной колонне гидрируют на медно-хромовом катализаторе в 2-этилгексанол, при этом кубовый остаток перегонки 2-этил-2-гексеналя обрабатывают водным раствором NaOH, при температуре 100-120°С, в течение 15-60 минут, при объемном соотношении водный раствор NaOH:кубовый остаток, равном 1:4-10.

ОТЛИЧИТЕЛЬНЫЕ ПРИЗНАКИ

Способ, ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ по п.1.тем, что щелочные сточные воды стадии альдольной конденсации н-масляного альдегида упаривают до получения концентрации NaOH 15-30 мас.% и затем используют для обработки кубового остатка перегонки 2-этил-2-гексеналя, а полученный при упаривании водяной пар используют как испаряющий агент в отпарной колонне ректификации 2-этил-2-гексеналя.

Согласно предлагаемому способу получение 2-этилгексанола проводят через стадию альдольной конденсации н-масляного альдегида в присутствии 1-3 мас.% водного раствора NaOH с получением 2-этил-2-гексеналя, который после промывки от остатков щелочи отгоняют от высококипящих побочных продуктов в отпарной ректификационной колонне. Очищенный перегонкой с водяным паром 2-этил-2-гексеналь затем гидрируют на медно-хромовом катализаторе в 2-этилгексанол. Остающиеся при перегонке 2-этил-2-гексеналя высококипящие продукты (кубовый остаток) обрабатывают 15-30 мас.% водным раствором NaOH, полученным при упаривании щелочных сточных вод стадии альдольной конденсации, при температуре 100-120°С, в течение 15-60 минут, при объемном соотношении раствор NaOH:кубовый остаток, равном 1:4-10. Получаемый при упаривании щелочных сточных вод водяной пар направляется в отпарную колонну ректификации 2-этил-2-гексеналя как испаряющий агент. Образующийся при обработке водным раствором NaOH высококипящих продуктов 2-этил-2-гексеналь выделяют перегонкой и направляют на стадию гидрирования в 2-этилгексанол.

Сущность предлагаемого способа получения 2-этилгексанола иллюстрируется примерами.

Пример 1

В двухгорлую колбу емкостью 1000 мл, снабженную термометром и водяным холодильником, помещают 600 мл щелочной сточной воды, образующейся на стадии альдольной конденсации н-масляного альдегида. Упаривание сточной воды ведут на электрической плитке до получения концентрации водного раствора NaOH в колбе 10 мас.%. Содержание щелочи в исходном и упаренном растворах определяют титрованием. Полученный таким образом 10 мас.% водный раствор NaOH используют для обработки кубового остатка перегонки 2-этил-2-гексеналя.

Пример 2

В условиях примера 1 упаривание сточной воды ведут до получения концентрации водного раствора NaOH в колбе 15 мас.%.

Пример 3

В условиях примера 1 упаривание сточной воды ведут до получения концентрации водного раствора NaOH в колбе 20 мас.%.

Пример 4

В условиях примера 1 упаривание сточной воды ведут до получения концентрации водного раствора NaOH в колбе 25 мас.%.

Пример 5

В условиях примера 1 упаривание сточной воды ведут до получения концентрации водного раствора NaOH в колбе 30 мас.%.

Результаты упаривания щелочной сточной воды (примеры 1-5) приведены в табл.1.

Как видно из результатов, упаривание щелочных сточных вод стадии альдольной конденсации позволяет расширить, по сравнению с прототипом, верхний концентрационный предел используемого для обработки кубового остатка перегонки 2-этил-2-гексеналя водного раствора NaOH до 30 мас.%, так как это не только не увеличит общий расход щелочи, но и позволит дополнительно снизить общее количество сточных вод.

Температура кипения раствора выше 100°С при упаривании щелочных сточных вод позволяет не конденсировать испаряющийся водяной пар, а использовать его как испаряющий агент в отпарной колонне ректификации 2-этил-2-гексеналя.

Таблица 1 Результаты упаривания щелочных сточных вод стадии альдольной конденсации н-масляного альдегида
№ примера	Исходная концентрация NaOH в сточной воде, мас.%	Исходный объем сточной воды, мл	Температура, °С	Полученная концентрация NaOH, мас.%	Полученный объем водного р-ра, NaOH, мл	Снижение объема щелочной сточной воды, кол-во раз
1	0,75	600	103	10	40	15
2	0,75	600	105	15	26	23
3	0,75	600	109	20	18	33
4	0,75	600	112	25	14	43
5	0,75	600	119	30	11	54

Пример 6

В трехгорлую колбу емкостью 500 мл, снабженную механической мешалкой с гидрозатвором и обратным холодильником, помещают 200 мл кубового остатка перегонки 2-этил-2-гексеналя, полученного в ходе альдольной конденсации н-масляного альдегида, и 10 мл 10 мас.% водного раствора NaOH, полученного упариванием сточной воды (объемное соотношение 1:20). Температуру реакционной смеси поддерживают равной 90°С. После перемешивания компонентов через определенные интервалы времени отбирают по 10 мл смеси, промывают водой и анализируют на газожидкостном хроматографе. Количественный анализ проводят методом внутреннего стандарта (н-амиловый спирт).

Результаты проведения процесса обработки кубового остатка ректификации 2-этил-2-гексеналя водным раствором NaOH (примеры 6-10) приведены в табл.2.

Пример 7

В условиях примера 6 в трехгорлую колбу помещают 300 мл кубового остатка перегонки 2-этил-2-гексеналя и 25 мл 15, 20 и 25 мас.% полученного в условиях примера 1 водного раствора NaOH (объемное соотношение 1:12). Температуру реакционной смеси поддерживают 90, 100, 110, 120 и 130°С. Перемешивание компонентов проводят в течение 15, 30, 45, 60 и 75 минут.

Пример 8

В условиях примера 6 в трехгорлую колбу помещают 250 мл кубового остатка перегонки 2-этил-2-гексеналя и 25 мл 10, 15, 20, 25 и 30 мас.% полученного в условиях примера 1 водного раствора NaOH (объемное соотношение 1:10). Температуру реакционной смеси поддерживают 90, 100, 110, 120 и 130°С. Перемешивание компонентов проводят в течение 15, 30, 45, 60 и 75 минут.

Пример 9

В условиях примера 6 в трехгорлую колбу помещают 200 мл кубового остатка перегонки 2-этил-2-гексеналя и 50 мл 10, 15, 20, 25 и 30 мас.% полученного в условиях примера 1 водного раствора NaOH (объемное соотношение 1:4). Температуру реакционной смеси поддерживают 90, 100, 110, 120 и 130°С. Перемешивание компонентов проводят в течение 15, 30, 45, 60 и 75 минут.

Пример 10

В условиях примера 6 в трехгорлую колбу помещают 150 мл кубового остатка перегонки 2-этил-2-гексеналя и 50 мл 10, 15, 20, 25 и 30 мас.% полученного в условиях примера 1 водного раствора NaOH (объемное соотношение 1:3). Температуру реакционной смеси поддерживают 90, 100, 110, 120 и 130°С. Перемешивание компонентов проводят в течение 15, 30, 45, 60 и 75 минут.

Таким образом, использование предлагаемого способа получения 2-этилгексанола, включающего дополнительную стадию упаривания щелочных сточных вод стадии альдольной конденсации н-масляного альдегида до получения концентрации NaOH 15-30 мас.% и использования их для обработки кубового остатка перегонки 2-этил-2-гексеналя, причем получаемый при упаривании водяной пар используется как испаряющий агент в отпарной колонне ректификации 2-этил-2-гексеналя, обеспечивает снижение количества щелочных сточных вод стадии альдольной конденсации в 20-50 раз.

Таблица 2 Результаты проведения процесса обработки кубового остатка ректификации 2-этил-2-гексеналя водным раствором NaOH*
N примера	Температура, °С	Объемное соотношен. водный р-р NaOH: кубовый остаток	Содержание 2-этил-2-гексеналя в кубовом остатке (в мас.%) после его обработки в течение, мин
			10	15	30	45	60		75
1	2	3	4	5	6	7	8		9
10 мас.% водный раствор NaOH
6	90	1:20	0.8	1.2	1.4	1.4	1.7		1.8
15 мас.% водный раствор NaOH
7	90	1:12	1.2	2.3	3.5	4.0	4.5		5.3
7	100	1:12	7.4	8.5	9.8	11.3	13.1		16.3
7	110	1:12	8.2	10.4	12.7	14.4	17.6		19.1
7	120	1:12	9.3	13.2	14.3	17.2	19.6		20.7
7	130	1:12	8.3	2.4	15.1	15.2	14.0		15.3
20 мас.% водный раствор NaOH
7	90	1:12	3.2	4.6	5.7	6.7	9.1		10.4
7	100	1:12	6.9	8.7	10.9	13.8	15.8		17.9
7	110	1:12	9.4	10.5	12.7	15.4	18.5		20.2
7	120	1:12	8.9	3.8	15.0	19.2	16.1		14.6
7	130	1:12	9.6	13.0	14.8	16.6	14.4		14.4
25 мас.% водный раствор NaOH
7	90	1:12	5.4	7.1	10.5	15.5	20.2		22.4
7	100	1:12	8.0	9.4	12.3	13.8	16.2		18.5
7	110	1:12	9.4	10.2	15.4	18.8	20.2		21.1
7	120	1:12	8.4	12.3	17.3	22.2	22.4		21.0
7	130	1:12	10.7	13.5	18.4	22.4	21.9		20.8
Продолжение табл.2
1	2	3	4	5	6	7		8		9
10 мас.% водный раствор NaOH
8	90	1:10	0.9	1.2	1.5	1.7		1.7		1.8
8	100	1:10	2.2	10.1	12.3	15.5.		17.2		18.0
8	110	1:10	2.4	12.8	16.8	20.1		24.5		25.1
8	120	1:10	6.5	17.7	19.1	23.2		27.4		27.7
8	130	1:10	6.0	16.8	23.4	25.2		25.2		24.3
15 мас.% водный раствор NaOH
8	90	1:10	4.4	6.1	6.3	6.3		6.5		6.3
8	100	1:10	6.8	21.2	23.8	25.4		28.4		28.7
8	110	1:10	10.0	29.2	32.4	36.0		39.9		41.1
8	120	1:10	13.3	37.6	39.9	42.2		44.0		44.7
8	130	1:10	16.2	40.6	41.1	42.5		40.9		39.3
20 мас.% водный раствор NaOH
8	90	1:10	6.1	10.4	10.2	11.7		13.0		13.4
8	100	1:10	9.1	25.8	28.8	34.9		40.1		40.9
8	110	1:10	12.7	38.1	40.7	41.7		42.0		42.1
8	120	1:10	17.3	42.1	43.8	44.0		45.4		44.9
8	130	1:10	20.6	40.0	44.6	45.3		43.4		40.5
25 мас.% водный раствор NaOH
8	90	1:10	16.3	20.2	23.4	25.0		26.1		26.5
8	100	1:10	23.6	26.0	30.2	30.5		32.2		33.0
8	110	1:10	29.5	39.2	41.1	42.1		43.6		42.8
8	120	1:10	32.4	42.1	44.3	44.2		44.7		43.0
8	130	1:10	40.7	43.4	41.7	42.5		41.4		40.5
30 мас.% водный раствор NaOH
8	90	1:10	16.8	21.0	25.2	28.2		28.5		28.2
8	100	1:10	24.3	27.2	32.4	33.7		31.2		31.6
8	110	1:10	29.1	38.7	39.9	41.7		42.4		40.6
8	120	1:10	34.1	44.9	45.7	42.3		41.8		40.3
8	130	1:10	40.8	42.9	40.6	40.6		39.4		39.0
Продолжение табл.2
1	2	3	4	5	6	7	8		9
10 мас.% водный раствор NaOH
9	90	1:4	10.2	11.6	12.5.	15.1	17.9		21.1
9	100	1:4	12.2	14.4	16.7	18.7	21.5		22.8
9	110	1:4	14.1	1.82	18.7	22.2	26.9		28,2
9	120	1:4	16.2	19.5	24.4	27.3	30.1		32.7
9	130	1:4	18.0	27.1	29.1	34.5	34.4		30.6
15 мас.% водный раствор NaOH
9	90	1:4	12.7	18.5	22.1	26.2	28.7		30.2
9	100	1:4	16.2	41.4	44.6	47.7	49.1		49.5
9	110	1:4	16.1	42.1	45.4	46.9	48.8		49.3
9	120	1:4	19.6	42.7	47.2	48.0	49.9		50.0
9	130	1:4	21.4	45.6	50.5	48.2	47.9		46.3
20 мас.% водный раствор NaOH
9	90	1:4	15.1	25.6	27.6	29.4	30.5		32.4
9	100	1:4	19.2	48.8	51.3	53.0	53.3		52.8
9	110	1:4	20.5	49.3	52.7	53.6	54.0		53.5
9	120	1:4	24.7	49.6	53.3	54.0	53.8		53.0
9	130	1:4	25.2	53.6	52.0	51.1	49.7		48.7
25 мас.% водный раствор NaOH
9	90	1:4	12.2	22.7	27.6	31.0	33.2		33.6
9	100	1:4	17.5	47.2	50.8	51.0	49.7		47.2
9	110	1:4	19.2	50.0	50.7	48.7	46.9		45.1
9	120	1:4	24.5	49.7	48.7	47.2	45.9		43.4
9	130	1:4	25.9	49.9	48.6	46.3	45.9		42.5
30 мас.% водный раствор NaOH
9	90	1:4	14.8	25.9	30.2	33.0	35.2		35.6
9	100	1:4	27.0	44.2	52.0	52.0	48.4		48.4
9	110	1:4	28.2	48.9	50.9	48.7	45.2		45.2
9	120	1:4	28.2	49.9	47.6	45.1	44.0		40.1
9	130	1:4	30.9	51.0	46.2	44.8	43.9		40.1
Продолжение табл.2
1	2	3	4	5	6	7		8		9
10 мас.% водный раствор NaOH
10	90	1:3	10.7	18.9	24.4	27.7		30.1		32.2
10	100	1:3	25.2	29.4	32.5	37.3		39.0		39.6
10	110	1:3	26.2	32.7	35.9	39.4		40.3		42.0
10	120	1:3	27.0	33.9	38.0	41.1		44.1		41.1
10	130	1:3	27.9	37.0	40.1	43.6		46.1		46.1
15 мас.% водный раствор NaOH
10	90	1:3	12.4	19.6	24.2	28.4		29.4		30.0
10	100	1:3	26.2	40.2	44.6	47.7		49.1		49.5
10	110	1:3	26.1	42.6	45.0	47.7		47.3		48.6
10	120	1:3	28.6	42.9	46.4	50.9		49.6		49.3.
10	130	1:3	29.4	44.3	48.3	50.5		46.4		40.3
20 мас.% водный раствор NaOH
10	90	1:3	12.7	20.1	23.5	25.3		27.4		30.4
10	100	1:3	25.2	42.3	48.2	49.1		52.8		52.9
10	110	1:3	25.5	43.3	50.6	53.3		53.8		52.4
10	120	1:3	27.8	44.8	50.0	52.5		51.9		50.4
10	130	1:3	28.4	43.6	46.0	45.4		42.6		40.7
25 мас.% водный раствор NaOH
10	90	1:3	13.0	21.7	24.3	28.4		30.1		31.6
10	100	1:3	27.4	45.9	48.2	47.0		46.4		46.2
10	110	1:3	26.2	48.2	47.1	46.8		46.9		44.1
10	120	1:3	23.5	45.8	44.7	42.2		40.7		41.1
10	130	1:3	24.9	43.1	43.0	41.8		39.5		37.6
30 мас.% водный раствор NaOH
10	90	1:3	13.1	24.4	28.9	31.0		33.6		33.8
10	100	1:3	29.0	46.2	47.7	47.7		45.5		44.2
10	110	1:3	33.9	45.9	46.2	46.2		43.8		40.0
10	120	1:3	36.6	45.9	42.8	41.9		39.8		38.2
10	130	1:3	39.7	44.0	40.8	39.6		37.2		36.0
* Исходное содержание 2-этил-2-гексеналя в кубовом остатке 0.49 мас.%