[go: up one dir, main page]

RU2476419C1 - Method of producing alkyl methacrylates - Google Patents

Method of producing alkyl methacrylates Download PDF

Info

Publication number
RU2476419C1
RU2476419C1 RU2011141812/04A RU2011141812A RU2476419C1 RU 2476419 C1 RU2476419 C1 RU 2476419C1 RU 2011141812/04 A RU2011141812/04 A RU 2011141812/04A RU 2011141812 A RU2011141812 A RU 2011141812A RU 2476419 C1 RU2476419 C1 RU 2476419C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
methyl methacrylate
sodium borohydride
amount
potassium
alcohols
Prior art date
Application number
RU2011141812/04A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Алексеевич Долгополов
Татьяна Николаевна Обмелюхина
Сергей Михайлович Данов
Антон Львович Есипович
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "МАКС-НН"
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 "МАКС-НН" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "МАКС-НН"
Priority to RU2011141812/04A priority Critical patent/RU2476419C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2476419C1 publication Critical patent/RU2476419C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention relates to chemical engineering and specifically to an improved method of producing alkyl methacrylates via transesterification of methyl methacrylate with alcohols of general formula CnH2n+1OH, where n≥4, in the presence of potassium or sodium carbonate and sodium borohydride, as well as a radical polymerisation inhibitor with distillation of the formed methanol in form of an azeotrope with methyl methacrylate, wherein the potassium or sodium carbonate in amount of 0.5-1.5 wt % of the total weight of the reactants used is used as a catalyst until achieving alcohol conversion of 40-80%, after which sodium borohydride is added to the reaction mass in amount of 0.005-0.05 wt % of the amount of alcohols used.
EFFECT: fewer steps, high efficiency of the process, high quality of the commercial-grade alkyl methacrylate.
1 dwg, 6 ex

Description

Изобретение относится к химической технологии, в частности к технологии получения эфиров метакриловой кислоты общей формулыThe invention relates to chemical technology, in particular to a technology for the production of methacrylic acid esters of the general formula

Figure 00000001
Figure 00000001

где R-CnH2n+1, n≥4.where RC n H 2n + 1 , n≥4.

Эфиры непредельных карбоновых кислот в последнее время приобретают большое практическое значение, они являются мономерами для получения полиалкил(мет)акрилатов, которые используются в качестве пластификаторов, вязкостных и депрессорных присадок к маслам и топливам, компонентов лакокрасочных покрытий, компонентов клеевых композиций и других полезных продуктов.Esters of unsaturated carboxylic acids have recently gained great practical importance, they are monomers for the production of polyalkyl (meth) acrylates, which are used as plasticizers, viscous and depressant additives to oils and fuels, components of coatings, components of adhesive compositions and other useful products.

Алкилметакрилаты получают этерификацией метакриловой кислоты спиртами, алкилированием метакриловой кислоты олефинами. В настоящее время широкое применение нашел способ получения алкилметакрилатов, основанный на переэтерифиакации метилметакрилата спиртами, этот способ позволяет использовать катализаторы кислотного и основного типа.Alkyl methacrylates are obtained by esterification of methacrylic acid with alcohols, alkylation of methacrylic acid with olefins. Currently, widespread use has been made of a method for the production of alkyl methacrylates based on the transesterification of methyl methacrylate with alcohols; this method allows the use of acidic and basic type catalysts.

В патентах (US 2129722, C08F 20/10, 1938; US 6818791, C07C 67/08, 2004) в качестве катализаторов предложено использовать неорганические кислоты, серную и фосфорную. Использование кислот имеет ряд существенных недостатков, приводит к необходимости нейтрализации и промывки реакционной массы, в результате чего образуется большое количество кислотных сточных вод, создающих серьезную угрозу для окружающей среды. Из-за высокой коррозионной активности кислот возникает необходимость в подборе более дорогостоящих антикоррозионных материалов для реакционного оборудования. Кроме того, кислые катализаторы вызывают протекание побочных реакций, приводящих к образованию трудноудаляемых высококипящих продуктов, ухудшающих качество товарного мономера.In the patents (US 2129722, C08F 20/10, 1938; US 6818791, C07C 67/08, 2004), inorganic acids, sulfuric and phosphoric, are proposed as catalysts. The use of acids has a number of significant drawbacks, which necessitates the neutralization and washing of the reaction mixture, resulting in the formation of a large amount of acidic wastewater, which poses a serious threat to the environment. Due to the high corrosivity of acids, it becomes necessary to select more expensive anticorrosive materials for the reaction equipment. In addition, acidic catalysts cause side reactions that lead to the formation of hard-to-remove high-boiling products that impair the quality of the commodity monomer.

Известны способы получения алкилметакрилатов переэтерификацией метилметакрилата спиртами, катализируемой некислотными соединениями. К таким катализаторам относятся основные соединения, такие как алкоголяты, гидрооксиды, карбонаты, фосфаты, оксиды и комплексы щелочных и щелочноземельных металлов, соединения алюминия, магния, титана, цинка, олова, циркония и другие.Known methods for producing alkyl methacrylates by transesterification of methyl methacrylate with alcohols, catalyzed by non-acid compounds. Such catalysts include basic compounds such as alkoxides, hydroxides, carbonates, phosphates, oxides and complexes of alkali and alkaline earth metals, aluminum, magnesium, titanium, zinc, tin, zirconium compounds and others.

Способ получения алкилметакрилатов переэтерификацией метилметакрилата с использованием в качестве катализатора алкоголята титана описан в ряде патентов (US 3887609, C07C 67/03, 1975; US 6977310, C07C 67/02, 2005). Эффективными катализаторами переэтерификации являются алкоголяты натрия (CH 239750, C07C 67/03, 1945; JP 63-05055, C07C 67/03, 1963). Недостатком способов, основанных на использовании в качестве катализаторов переэтерификации алкоголятов щелочных и щелочноземельных металлов, титана, циркония и других является то, что их использование сопряжено со сложностью отделения катализатора от реакционной массы.The method for producing alkyl methacrylates by transesterification of methyl methacrylate using titanium alkoxide as a catalyst is described in a number of patents (US 3887609, C07C 67/03, 1975; US 6977310, C07C 67/02, 2005). Effective transesterification catalysts are sodium alkoxides (CH 239750, C07C 67/03, 1945; JP 63-05055, C07C 67/03, 1963). The disadvantage of the methods based on the use of alkali and alkaline earth metals, titanium, zirconium and other alcoholates as transesterification catalysts is that their use is associated with the difficulty of separating the catalyst from the reaction mass.

В качестве катализатора переэтерификации может использоваться метоксид магния (CS 262252, C07C 67/02, 1989; CS 259635, C07C 69/54, 1988). Выход алкилметакрилата составляет 97,5%. После завершения процесса катализатор разлагается разбавленной серной кислотой, избыток метилметакрилата (ММА) отгоняют с водяным паром, что приводит к образованию большого количества сточных вод.Magnesium methoxide can be used as a transesterification catalyst (CS 262252, C07C 67/02, 1989; CS 259635, C07C 69/54, 1988). The yield of alkyl methacrylate is 97.5%. After completion of the process, the catalyst decomposes with dilute sulfuric acid, the excess methyl methacrylate (MMA) is distilled off with steam, which leads to the formation of a large amount of wastewater.

Металлорганические комплексы титана и олова предложены в качестве катализаторов переэтерификации в патентах (US 4020010 B01J 31/02, 1977; US 4018708, B01J 31/12, 1977). В качестве катализатора используется ацетилацетонат циркония (DE 3725344, B01J 31/00, 1988; US 4202990, C07C 67/03, 1980), сульфокатиониты (JP 77-39620, C07C 67/03, 1977), соединения лития (FR 2584711, C07C 67/03, 1987), смесь солей и оксидов лития и кальция (US 4745213, C07C 67/02, 1988; DE 3423441, B01J 23/00, 1984) и другие. Данные катализаторы позволяют достигать высоких выходов алкилметакрилатов, однако требуют жестких условий проведения процесса.Organometallic complexes of titanium and tin are proposed as transesterification catalysts in patents (US 4020010 B01J 31/02, 1977; US 4018708, B01J 31/12, 1977). Zirconium acetylacetonate (DE 3725344, B01J 31/00, 1988; US 4202990, C07C 67/03, 1980), sulfocationionites (JP 77-39620, C07C 67/03, 1977), lithium compounds (FR 2584711, C07C are used as catalysts). 67/03, 1987), a mixture of lithium and calcium salts and oxides (US 4745213, C07C 67/02, 1988; DE 3423441, B01J 23/00, 1984) and others. These catalysts make it possible to achieve high yields of alkyl methacrylates, however, they require severe process conditions.

В патенте (РФ 2280652, C08F 120/10, 2006) переэтерификацию метилметакрилата проводят в присутствии карбоната калия. Способ позволяет достигнуть выхода не более 92-93,5% за 15 часов синтеза.In the patent (RF 2280652, C08F 120/10, 2006), the transesterification of methyl methacrylate is carried out in the presence of potassium carbonate. The method allows to achieve a yield of not more than 92-93.5% for 15 hours of synthesis.

Таким образом, известные способы получения алкилметакрилатов и используемые каталитические системы обладают определенными недостатками: низким выходом алкилметакрилата, жесткими условиями синтеза, сложной системой очистки от катализатора, приводящей к образованию большого количества отходов.Thus, the known methods for producing alkyl methacrylates and the catalytic systems used have certain disadvantages: low yield of alkyl methacrylate, harsh synthesis conditions, and a complex catalyst purification system, which leads to the formation of a large amount of waste.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ получения алкилметакрилата, предложенный в патенте РФ 2411231, C07C 67/03, 2011 - прототип. Алкилметакрилаты получают переэтерификацией метилметакрилата спиртами общей формулы CnH2n+1OH, где n≥4, в присутствии ингибитора радикальной полимеризации диэтилгидроксиламина на катализаторах основного типа - боргидрид натрия, его алкиловые эфиры или смеси боргидрида натрия и его алкиловых эфиров. Образующийся метанол удаляется из зоны реакции за счет ректификации в виде азеотропа с метилметакрилатом.The closest in technical essence to the proposed invention is a method for producing alkyl methacrylate, proposed in the patent of the Russian Federation 2411231, C07C 67/03, 2011 - prototype. Alkyl methacrylates are obtained by transesterification of methyl methacrylate with alcohols of the general formula C n H 2n + 1 OH, where n≥4, in the presence of a radical polymerization inhibitor of diethyl hydroxylamine on basic catalysts - sodium borohydride, its alkyl esters or mixtures of sodium borohydride and its alkyl ethers. The resulting methanol is removed from the reaction zone by distillation in the form of an azeotrope with methyl methacrylate.

Перед переэтерификацией реакционную массу, содержащую жирный спирт и метилметакрилат осушают в присутствии связывающих воду карбоната калия или натрия, взятых в некаталитических количествах - не более 0,07 масс.% от загруженного метилметакрилата.Before transesterification, the reaction mixture containing fatty alcohol and methyl methacrylate is dried in the presence of water-binding potassium carbonate or sodium, taken in non-catalytic amounts - not more than 0.07 wt.% Of the loaded methyl methacrylate.

Применение боргидрида натрия и его алкиловых эфиров в больших количествах в качестве катализаторов переэтерификации обладает рядом недостатков.The use of sodium borohydride and its alkyl esters in large quantities as transesterification catalysts has several disadvantages.

Использование боргидрида натрия приводит к частичному гидрированию двойных связей, эфирных групп и другим побочным процессам. Взаимодействие боргидрида натрия с метанолом приводит к его разложению. Высокая активность боргидрида натрия требует проводить процесс при более низких температурах, для чего необходимо создание более глубокого вакуума.The use of sodium borohydride leads to partial hydrogenation of double bonds, ether groups and other side processes. The interaction of sodium borohydride with methanol leads to its decomposition. The high activity of sodium borohydride requires the process to be carried out at lower temperatures, which requires the creation of a deeper vacuum.

Боргидрид натрия реагирует с водой, органическими кислотами и спиртами с потерей каталитической активности. Поэтому использование боргидрида натрия требует дополнительной осушки реагентов от воды. Осушка проводится до остаточной влажности исходной смеси не более 0,03 масс.% (РФ 2411231).Sodium borohydride reacts with water, organic acids and alcohols with a loss of catalytic activity. Therefore, the use of sodium borohydride requires additional drying of the reagents from water. Drying is carried out to a residual moisture content of the initial mixture of not more than 0.03 wt.% (RF 2411231).

Частично боргидрид натрия растворяется в реакционной массе. Получаемая масса с большим трудом отделяется от взвеси катализатора.Partially sodium borohydride is dissolved in the reaction mass. The resulting mass is very difficult to separate from the suspension of the catalyst.

Указанные недостатки приводят к снижению качества товарного алкилметакрилата и снижению производительности процесса.These shortcomings lead to a decrease in the quality of commodity alkyl methacrylate and a decrease in the productivity of the process.

Данное изобретение направлено на совершенствование способа получения алкилметакрилатов переэтерификацией метилметакрилата спиртами.This invention is aimed at improving the method for producing alkyl methacrylates by transesterification of methyl methacrylate with alcohols.

Технический результат - уменьшение количества стадий, увеличение производительности процесса, повышение качества товарного алкилметакрилата.The technical result is a reduction in the number of stages, an increase in the productivity of the process, an increase in the quality of commercial alkyl methacrylate.

Этот технический результат достигается тем, что алкилметакрилаты получают переэтерификацией ММА спиртами общей формулы CnH2n+1OH, где n≥4, в присутствии карбоната калия или натрия и боргидрида натрия, а также ингибитора радикальной полимеризации с отгонкой образующегося метанола в виде азеотропа с метилметакрилатом, отличающийся тем, что карбонат калия или натрия в количестве 0,5-1,5 масс.% от общей массы загруженных реагентов используют в качестве катализатора до достижения конверсии спиртов 40-80%, после чего в реакционную массу вводят боргидрид натрия в количестве 0,005-0,05 масс.% от спирта.This technical result is achieved by the fact that alkyl methacrylates are obtained by transesterification of MMA with alcohols of the general formula C n H 2n + 1 OH, where n≥4, in the presence of potassium or sodium carbonate and sodium borohydride, as well as a radical polymerization inhibitor with distillation of the resulting methanol in the form of an azeotrope with methyl methacrylate, characterized in that the potassium or sodium carbonate in an amount of 0.5-1.5 wt.% of the total weight of the loaded reagents is used as a catalyst until the conversion of alcohols of 40-80% is reached, after which the Borghi are introduced into the reaction mass sodium dride in an amount of 0.005-0.05 wt.% from alcohol.

Использование на первом этапе в качестве катализатора переэтерификации карбоната калия или натрия позволяет, в отличие от прототипа, проводить процесс без предварительной осушки реакционной массы. Вода, содержащаяся в исходных веществах, не влияет на активность карбонатов калия и натрия и будет удаляться из реакционной зоны в процессе переэтерификации метилметакрилата. Это позволяет исключить стадию предварительной осушки исходных веществ и тем самым уменьшить энергетические затраты и повысить производительность процесса.The use of potassium or sodium carbonate as a transesterification catalyst at the first stage allows, unlike the prototype, the process to be carried out without preliminary drying of the reaction mixture. The water contained in the starting materials does not affect the activity of potassium and sodium carbonates and will be removed from the reaction zone during the transesterification of methyl methacrylate. This eliminates the stage of preliminary drying of the starting materials and thereby reduce energy costs and increase the productivity of the process.

Известно, что карбонаты калия и натрия являются достаточно активными катализаторами переэтерификации. На начальном этапе их активность в процессе переэтерификации практически не уступает активности боргидрида натрия и, в отличие от боргидрида натрия, практически не теряют каталитической активности при повторном использовании. Карбонаты калия и натрия не растворяются в реакционной массе и легко отделяются от нее простым фильтрованием. Использование карбоната калия и натрия позволяет проводить процесс при более высоких температурах, при этом сохраняется высокая селективность процесса и высокое качество получаемого алкилметакрилата.It is known that potassium and sodium carbonates are quite active transesterification catalysts. At the initial stage, their activity in the process of transesterification is practically not inferior to the activity of sodium borohydride and, unlike sodium borohydride, practically do not lose their catalytic activity when reused. Potassium and sodium carbonates do not dissolve in the reaction mass and are easily separated from it by simple filtration. The use of potassium carbonate and sodium allows the process to be carried out at higher temperatures, while maintaining high selectivity of the process and high quality of the obtained alkyl methacrylate.

Боргидрид натрия добавляется в значительно меньших количествах, по сравнению с прототипом, только на последнем этапе процесса (после достижения конверсии спирта 40-80%). Это позволяет сократить использование дорогого, плохо хранящегося боргидрида натрия, упростить стадию отделения катализатора и увеличить качество товарного продукта.Sodium borohydride is added in significantly smaller quantities, compared with the prototype, only at the last stage of the process (after reaching the alcohol conversion of 40-80%). This reduces the use of expensive, poorly stored sodium borohydride, simplify the stage of separation of the catalyst and increase the quality of the commercial product.

Получаемый после фильтрации алкилметакрилат можно использовать в процессах полимеризации без дополнительной очистки.The alkyl methacrylate obtained after filtration can be used in polymerization processes without further purification.

Предложенный способ получения алкилметакрилатов можно проиллюстрировать следующими примерами:The proposed method for the production of alkyl methacrylates can be illustrated by the following examples:

Пример 1. Сравнительный (по прототипу)Example 1. Comparative (prototype)

В реактор при работающей мешалке загружают 94.6 г расплавленных жирных спиртов фракции С12-С18 (средняя молекулярная масса 214), 141.9 г метилметакрилата, 0.047 г фенотиазина (0.02 масс.% от суммарного количества загруженных реагентов) и 0.165 г карбоната калия (0.07 масс.% от суммарного количества загруженных реагентов). В системе создают вакуум 0.6 атм, нагревают смесь до кипения при температуре ~80°C и кипятят. Осушку реакционной массы проводят до содержания остаточной влаги не более 0,02 масс.% в течение 1,5 часов. После окончания осушки в реактор добавляют 0.057 г боргидрида натрия (0.06 масс.% от спирта) и кипятят реакционную смесь без отбора дистиллята в течение 30 минут при вакууме 0.6 атм. Далее начинают отбирать дистиллят. Температура паров при этом постепенно снижается до ~40°C. Для поддержания температуры в реакторе ~80°C вакуум постепенно углубляют до значения 0.85-0.9 атм. Окончание реакции определяют по прекращению образования метанола. После завершения реакции избыточный метилметакрилат отгоняют сначала при 80°C, постепенно углубляя вакуум до ~0.95 атм, при этом температура в реакторе повышается до 90-100°C. Далее реакционную массу охлаждают и фильтруют через бумажный фильтр. Выход алкилметакрилатов составил 97.8%. Зависимость выхода алкилметакрилата от времени проведения процесса представлена на рисунке.94.6 g of molten fatty alcohols of the C12-C18 fraction (average molecular weight 214), 141.9 g of methyl methacrylate, 0.047 g of phenothiazine (0.02 wt.% Of the total amount of charged reagents) and 0.165 g of potassium carbonate (0.07 wt.%) Are loaded into the reactor with the stirrer operating. of the total number of loaded reagents). A vacuum of 0.6 atm is created in the system, the mixture is heated to boiling at a temperature of ~ 80 ° C and boiled. The reaction mass is dried to a residual moisture content of not more than 0.02 mass% for 1.5 hours. After the drying is completed, 0.057 g of sodium borohydride (0.06 wt.% Of alcohol) is added to the reactor and the reaction mixture is boiled without distillate selection for 30 minutes under a vacuum of 0.6 atm. Next, distillate begins to be selected. The vapor temperature in this case gradually decreases to ~ 40 ° C. To maintain the temperature in the reactor ~ 80 ° C, the vacuum is gradually deepened to a value of 0.85-0.9 atm. The end of the reaction is determined by the cessation of the formation of methanol. After completion of the reaction, the excess methyl methacrylate is first distilled off at 80 ° C, gradually deepening the vacuum to ~ 0.95 atm, while the temperature in the reactor rises to 90-100 ° C. Next, the reaction mass is cooled and filtered through a paper filter. The yield of alkyl methacrylates was 97.8%. The dependence of the yield of alkyl methacrylate on the time of the process is presented in the figure.

Пример 2. СравнительныйExample 2. Comparative

В реактор при работающей мешалке загружают 94.1 г расплавленных жирных спиртов фракции С12-С18 (средняя молекулярная масса 214), 142.2 г метилметакрилата, 0.045 г фенотиазина (0.02% от суммарного количества загруженных реагентов) и 2.36 г карбоната калия (1% от суммарного количества загруженных реагентов). В системе создают вакуум 0.6 атм, нагревают смесь до кипения и кипятят без отбора дистиллята в течение 30 минут. Далее начинают отбирать дистиллят. Температура паров при этом постепенно снижается до ~40-50°C. При повышении температуры в реакторе выше 100°C постепенно повышают вакуум до 0.85 атм. Окончание реакции определяют по прекращению образования метанола. После завершения реакции избыточный метилметакрилат отгоняют, постепенно углубляя вакуум до ~0,95 атм, при этом температура в реакторе составляет ~100ºС. Далее реакционную массу охлаждают и фильтруют через бумажный фильтр. Выход алкилметакрилатов 94.2%. Зависимость выхода алкилметакрилата от времени проведения процесса представлена на рисунке.94.1 g of molten fatty alcohols of the C12-C18 fraction (average molecular weight 214), 142.2 g of methyl methacrylate, 0.045 g of phenothiazine (0.02% of the total amount of charged reagents) and 2.36 g of potassium carbonate (1% of the total number of charged reagents). A vacuum of 0.6 atm is created in the system, the mixture is heated to a boil and boiled without distillate selection for 30 minutes. Next, distillate begins to be selected. The temperature of the vapor gradually decreases to ~ 40-50 ° C. As the temperature in the reactor rises above 100 ° C, the vacuum is gradually increased to 0.85 atm. The end of the reaction is determined by the cessation of the formation of methanol. After completion of the reaction, excess methyl methacrylate is distilled off, gradually deepening the vacuum to ~ 0.95 atm, while the temperature in the reactor is ~ 100 ° C. Next, the reaction mass is cooled and filtered through a paper filter. The yield of alkyl methacrylates is 94.2%. The dependence of the yield of alkyl methacrylate on the time of the process is presented in the figure.

Пример 3.Example 3

В реактор при работающей мешалке загружают 93.8 г расплавленных жирных спиртов фракции С12-С18 (средняя молекулярная масса 214), 141.5 г метилметакрилата, 0.048 г фенотиазина (0.02% от суммарного количества загруженных реагентов) и 2.37 г карбоната калия (1% от от суммарного количества загруженных реагентов). В системе создают вакуум 0.6 атм, нагревают смесь до кипения и кипятят, без отбора дистиллята в течение 30 минут. Далее начинают отбирать дистиллят. Температура паров при этом постепенно снижается до ~40-50°C. При повышении температуры в реакторе выше 100°C постепенно повышают вакуум до 0.8 атм. При достижении конверсии спиртов 50% вакуум в реакторе повышают до 0.85-0.9 атм, при этом температура в реакторе снижается до ~80°C, далее в реакционную массу добавляют боргидрид натрия в количестве 0.012 г (0.013% от загруженного спирта). Окончание реакции определяют по прекращению образования метанола. После завершения реакции избыточный метилметакрилат отгоняют, постепенно углубляя вакуум до ~0,95 атм, при этом температура в реакторе повышается до 90-100°C. Далее реакционную массу охлаждают и фильтруют через бумажный фильтр. Выход алкилметакрилатов 98.3%. Зависимость выхода алкилметакрилата от времени проведения процесса представлена на рисунке.93.8 g of molten fatty alcohols of the C12-C18 fraction (average molecular weight 214), 141.5 g of methyl methacrylate, 0.048 g of phenothiazine (0.02% of the total amount of charged reagents) and 2.37 g of potassium carbonate (1% of the total amount) are loaded into the reactor with the stirrer operating. loaded reagents). A vacuum of 0.6 atm is created in the system, the mixture is heated to a boil and boiled, without distillate being taken for 30 minutes. Next, distillate begins to be selected. The temperature of the vapor gradually decreases to ~ 40-50 ° C. As the temperature in the reactor rises above 100 ° C, the vacuum is gradually increased to 0.8 atm. When the alcohol conversion reaches 50%, the vacuum in the reactor is increased to 0.85-0.9 atm, while the temperature in the reactor decreases to ~ 80 ° C, then sodium borohydride in the amount of 0.012 g (0.013% of the loaded alcohol) is added to the reaction mass. The end of the reaction is determined by the cessation of the formation of methanol. After the completion of the reaction, excess methyl methacrylate is distilled off, gradually deepening the vacuum to ~ 0.95 atm, while the temperature in the reactor rises to 90-100 ° C. Next, the reaction mass is cooled and filtered through a paper filter. The yield of alkyl methacrylates is 98.3%. The dependence of the yield of alkyl methacrylate on the time of the process is presented in the figure.

Пример 4.Example 4

В реактор при работающей мешалке загружают 98.5 г расплавленных жирных спиртов фракции С12-С18 (средняя молекулярная масса 214), 147.8 г метилметакрилата, 0.049 г фенотиазина (0.02% от суммарного количества загруженных реагентов) и 2.46 г карбоната натрия (1% от от суммарного количества загруженных реагентов). В системе создают вакуум 0.6 атм, нагревают смесь до кипения и кипятят без отбора дистиллята в течение 30 минут. Далее начинают отбирать дистиллят. Температура паров при этом постепенно снижается до ~40-50°C. При повышении температуры в реакторе выше 100°C постепенно повышают вакуум до 0.8 атм. При достижении конверсии спирта 50% вакуум в реакторе повышают до 0.85-0.9 атм, при этом температура в реакторе снижается до ~80°C, далее в реакционную массу добавляют боргидрид натрия в количестве 0.024 г (0.024% от загруженного спирта). Окончание реакции определяют по прекращению образования метанола. После завершения реакции избыточный метилметакрилат отгоняют, постепенно углубляя вакуум до ~0,95 атм, при этом температура в реакторе повышается до 90-100°C. Далее реакционную массу охлаждают и фильтруют через бумажный фильтр. Выход алкилметакрилатов 97.9%.98.5 g of molten fatty alcohols of the C12-C18 fraction (average molecular weight 214), 147.8 g of methyl methacrylate, 0.049 g of phenothiazine (0.02% of the total amount of charged reagents) and 2.46 g of sodium carbonate (1% of the total amount) are loaded into the reactor with the stirrer operating. loaded reagents). A vacuum of 0.6 atm is created in the system, the mixture is heated to a boil and boiled without distillate selection for 30 minutes. Next, distillate begins to be selected. The temperature of the vapor gradually decreases to ~ 40-50 ° C. As the temperature in the reactor rises above 100 ° C, the vacuum is gradually increased to 0.8 atm. When the alcohol conversion reaches 50%, the vacuum in the reactor is increased to 0.85-0.9 atm, while the temperature in the reactor decreases to ~ 80 ° C, then sodium borohydride in the amount of 0.024 g (0.024% of the loaded alcohol) is added to the reaction mixture. The end of the reaction is determined by the cessation of the formation of methanol. After the completion of the reaction, excess methyl methacrylate is distilled off, gradually deepening the vacuum to ~ 0.95 atm, while the temperature in the reactor rises to 90-100 ° C. Next, the reaction mass is cooled and filtered through a paper filter. The yield of alkyl methacrylates is 97.9%.

Пример 5.Example 5

В реактор при работающей мешалке загружают 99.1 г изооктилового спирта, 148.7 г метилметакрилата, 0.05 г фенотиазина (0.02% от суммарного количества загруженных реагентов) и 2.48 г карбоната калия (1% от от суммарного количества загруженных реагентов). В системе создают вакуум 0.6 атм, нагревают смесь до кипения и кипятят без отбора дистиллята в течение 30 минут. Далее начинают отбирать дистиллят. Температура паров при этом постепенно снижается до ~40-50°C. При повышении температуры в реакторе выше 100°C постепенно повышают вакуум до 0.8 атм. При достижении конверсии спиртов 40% вакуум в реакторе повышают до 0.85-0.9 атм, при этом температура в реакторе снижается до ~80°C, далее в реакционную массу добавляют боргидрид натрия в количестве 0.011 г (0.011% от загруженного спирта). Окончание реакции определяют по прекращению образования метанола. После завершения реакции избыточный метилметакрилат отгоняют, постепенно углубляя вакуум до ~0,95 атм, при этом температура в реакторе повышается до 90-100°C. Далее реакционную массу охлаждают и фильтруют через бумажный фильтр. Выход 2-этилгексилметакрилата 98.9%.99.1 g of isooctyl alcohol, 148.7 g of methyl methacrylate, 0.05 g of phenothiazine (0.02% of the total amount of charged reagents) and 2.48 g of potassium carbonate (1% of the total number of charged reagents) are loaded into the reactor with the stirrer operating. A vacuum of 0.6 atm is created in the system, the mixture is heated to a boil and boiled without distillate selection for 30 minutes. Next, distillate begins to be selected. The temperature of the vapor gradually decreases to ~ 40-50 ° C. As the temperature in the reactor rises above 100 ° C, the vacuum is gradually increased to 0.8 atm. When the alcohol conversion reaches 40%, the vacuum in the reactor is increased to 0.85-0.9 atm, while the temperature in the reactor decreases to ~ 80 ° C, then sodium borohydride in the amount of 0.011 g (0.011% of the loaded alcohol) is added to the reaction mass. The end of the reaction is determined by the cessation of the formation of methanol. After the completion of the reaction, excess methyl methacrylate is distilled off, gradually deepening the vacuum to ~ 0.95 atm, while the temperature in the reactor rises to 90-100 ° C. Next, the reaction mass is cooled and filtered through a paper filter. The yield of 2-ethylhexylmethacrylate is 98.9%.

Пример 6.Example 6

В реактор при работающей мешалке загружают 95.6 г децилового спирта, 143.4 г метилметакрилата, 0.048 г фенотиазина (0.02% от суммарного количества загруженных реагентов) и 2.39 г карбоната калия (1% от от суммарного количества загруженных реагентов). В системе создают вакуум 0.6 атм, нагревают смесь до кипения и кипятят без отбора дистиллята в течение 30 минут. Далее начинают отбирать дистиллят. Температура паров при этом постепенно снижается до ~40-50°C. При повышении температуры в реакторе выше 100°C постепенно повышают вакуум до 0.8 атм. При достижении конверсии спиртов 50% вакуум в реакторе повышают до 0.85-0.9 атм, при этом температура в реакторе снижается до ~80°C, далее в реакционную массу добавляют боргидрид натрия в количестве 0.014 г (0.015% от загруженного спирта). Окончание реакции определяют по прекращению образования метанола. После завершения реакции избыточный метилметакрилат отгоняют, постепенно углубляя вакуум до ~0,95 атм, при этом температура в реакторе повышается до 90-100°C. Далее реакционную массу охлаждают и фильтруют через бумажный фильтр. Выход децилметакрилата 98.4%.95.6 g of decyl alcohol, 143.4 g of methyl methacrylate, 0.048 g of phenothiazine (0.02% of the total amount of charged reagents) and 2.39 g of potassium carbonate (1% of the total number of loaded reagents) are loaded into the reactor with the stirrer running. A vacuum of 0.6 atm is created in the system, the mixture is heated to a boil and boiled without distillate selection for 30 minutes. Next, distillate begins to be selected. The temperature of the vapor gradually decreases to ~ 40-50 ° C. As the temperature in the reactor rises above 100 ° C, the vacuum is gradually increased to 0.8 atm. When the alcohol conversion reaches 50%, the vacuum in the reactor is increased to 0.85-0.9 atm, while the temperature in the reactor decreases to ~ 80 ° C, then sodium borohydride in the amount of 0.014 g (0.015% of the loaded alcohol) is added to the reaction mass. The end of the reaction is determined by the cessation of the formation of methanol. After the completion of the reaction, excess methyl methacrylate is distilled off, gradually deepening the vacuum to ~ 0.95 atm, while the temperature in the reactor rises to 90-100 ° C. Next, the reaction mass is cooled and filtered through a paper filter. The yield of decyl methacrylate is 98.4%.

В других примерах изменяли количество добавляемых карбонатов калия и натрия и конверсию спиртов, после которой добавляли боргидрид натрия.In other examples, the amount of potassium and sodium carbonates added and the alcohol conversion were changed, after which sodium borohydride was added.

Уменьшение количества добавляемых карбонатов калия и натрия менее 0,5 масс.% от суммарного количества загруженных реагентов приводило к снижению скорости процесса на начальном этапе. При увеличении количества карбонатов калия и натрия более 1,5 масс.% от суммарного количества загруженных реагентов скорость процесса меняется не существенно и усложняется стадия фильтрации.A decrease in the amount of added potassium and sodium carbonates less than 0.5 wt.% Of the total amount of loaded reagents led to a decrease in the process speed at the initial stage. With an increase in the amount of potassium and sodium carbonates more than 1.5 wt.% Of the total amount of loaded reagents, the process speed does not change significantly and the filtration stage is complicated.

Введение боргидрида натрия при конверсии спирта менее 40% приводило к увеличению время пребывания боргидрида натрия в реакционной массе, в результате чего увеличивался выход побочных продуктов и ухудшалось качество алкилметакрилата. Введение боргидрида натрия после достижения конверсии спирта более 80% приводило к увеличению времени проведения процесса и снижению его производительности.The introduction of sodium borohydride at an alcohol conversion of less than 40% led to an increase in the residence time of sodium borohydride in the reaction mass, as a result of which the yield of by-products increased and the quality of the alkyl methacrylate deteriorated. The introduction of sodium borohydride after reaching an alcohol conversion of more than 80% led to an increase in the process time and a decrease in its productivity.

Кроме того, в примерах меняли количество добавляемого боргидрида натрия. Уменьшение количества боргидрида натрия менее 0,005 масс.% от количества загружаемых спиртов приводило к резкому снижению скорости переэтерификации и увеличению времени проведения процесса, необходимого для достижения высокого выхода алкилметакрилатов. Увеличение количества боргидрида более 0,05 масс.% от количества загружаемых спиртов приводило к снижению селективности процесса и ухудшению качества алкилметакрилата.In addition, in the examples, the amount of sodium borohydride added was changed. A decrease in the amount of sodium borohydride less than 0.005 wt.% Of the amount of charged alcohols led to a sharp decrease in the rate of transesterification and an increase in the time required to achieve a high yield of alkyl methacrylates. An increase in the number of borohydride more than 0.05 wt.% Of the number of loaded alcohols led to a decrease in the selectivity of the process and a deterioration in the quality of alkyl methacrylate.

Как видно из примеров, предложенный нами способ позволяет в отличие от прототипа проводить процесс без предварительной осушки реакционной массы, в результате снижается время проведения процесса и соответственно повышается производительность и снижаются энергетические затраты.As can be seen from the examples, our proposed method allows, in contrast to the prototype, to carry out the process without preliminary drying of the reaction mass, as a result, the process time is reduced and, accordingly, productivity is increased and energy costs are reduced.

Боргидрид натрия добавляется только на последнем этапе процесса (после достижения конверсии спирта 40-80%) в значительно меньших количествах по сравнению с прототипом. Это позволяет сократить использование боргидрида натрия, упростить стадию отделения катализатора и увеличить качество товарного продукта.Sodium borohydride is added only at the last stage of the process (after reaching the alcohol conversion of 40-80%) in significantly smaller quantities compared to the prototype. This reduces the use of sodium borohydride, simplifies the stage of separation of the catalyst and increases the quality of the commercial product.

Claims (1)

Способ получения алкилметакрилатов переэтерификацией метилметакрилата спиртами общей формулы CnH2n+1OH, где n≥4, в присутствии карбоната калия или натрия и боргидрида натрия, а также ингибитора радикальной полимеризации с отгонкой образующегося метанола в виде азеотропа с метилметакрилатом, отличающийся тем, что карбонат калия или натрия в количестве 0,5-1,5 мас.% от общей массы загруженных реагентов используют в качестве катализатора до достижения конверсии спиртов 40-80%, после чего в реакционную массу вводят боргидрид натрия в количестве 0,005-0,05 мас.% от количества загруженных спиртов. A method of producing alkyl methacrylates by transesterification of methyl methacrylate with alcohols of the general formula C n H 2n + 1 OH, where n≥4, in the presence of potassium or sodium carbonate and sodium borohydride, as well as a radical polymerization inhibitor with distillation of the resulting methanol in the form of an azeotrope with methyl methacrylate, characterized in that potassium or sodium carbonate in an amount of 0.5-1.5 wt.% of the total weight of the loaded reagents is used as a catalyst until the alcohol conversion of 40-80% is reached, after which sodium borohydride is introduced into the reaction mass in an amount of 0, 005-0.05 wt.% Of the number of loaded alcohols.
RU2011141812/04A 2011-10-14 2011-10-14 Method of producing alkyl methacrylates RU2476419C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011141812/04A RU2476419C1 (en) 2011-10-14 2011-10-14 Method of producing alkyl methacrylates

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011141812/04A RU2476419C1 (en) 2011-10-14 2011-10-14 Method of producing alkyl methacrylates

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2476419C1 true RU2476419C1 (en) 2013-02-27

Family

ID=49121371

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011141812/04A RU2476419C1 (en) 2011-10-14 2011-10-14 Method of producing alkyl methacrylates

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2476419C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU910598A1 (en) * 1979-04-16 1982-03-07 Предприятие П/Я В-8585 Process for producing esters of methacrylic acid
US5037978A (en) * 1990-03-12 1991-08-06 Rohm And Haas Company Hafnium-catalyzed transesterification
US20070287841A1 (en) * 2006-06-13 2007-12-13 Abraham Benderly Transesterification process for production of (meth)acrylate ester monomers
RU2411231C2 (en) * 2009-04-24 2011-02-10 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие КВАЛИТЕТ" (ООО "НПП КВАЛИТЕТ") Method for synthesis alkyl methacrylates

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU910598A1 (en) * 1979-04-16 1982-03-07 Предприятие П/Я В-8585 Process for producing esters of methacrylic acid
US5037978A (en) * 1990-03-12 1991-08-06 Rohm And Haas Company Hafnium-catalyzed transesterification
US20070287841A1 (en) * 2006-06-13 2007-12-13 Abraham Benderly Transesterification process for production of (meth)acrylate ester monomers
RU2411231C2 (en) * 2009-04-24 2011-02-10 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие КВАЛИТЕТ" (ООО "НПП КВАЛИТЕТ") Method for synthesis alkyl methacrylates

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Krupnova N.G. et al. Ester interchange of methyl methacrylate with fractions of higher fatty alcohols // Russian Journal of Applied Chemistry. - 2006, v.79, п.12, pp.1990-1993. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1084324C (en) Continuous preparation of alkyl esters of (meth) acrylic acid and apparatus for this purpose
RU2425024C2 (en) Method of producing carboxylic alkyl esters
CN1810760A (en) Transesterification process for production of (meth)acrylate ester monomers
KR102207641B1 (en) Method for continuous production of light acrylates by esterification of a raw ester-grade acrylic acid
RU2638836C2 (en) Method of catalytic conversion of ketoacids and their hydroprocessing in hydrocarbons
US9890103B2 (en) Process for the production of (meth)acrylic acid and derivatives and polymers produced therefrom
KR20150003888A (en) A process for the production of methacrylic acid and its derivatives and polymers produced therefrom
CN102229529B (en) Preparation method of (methyl) crylic acid phenylethanol ester compounds
JP6424177B2 (en) Process for producing 2-propylheptyl acrylate by transesterification
RU2476419C1 (en) Method of producing alkyl methacrylates
RU2411231C2 (en) Method for synthesis alkyl methacrylates
JP2015520135A (en) Process for the production of methacrylic acid and its derivatives and polymers produced therefrom
KR101178238B1 (en) Method for preparing alkylacrylate by azetropic ester reaction
CN102372632B (en) The manufacture method of (methyl) acrylic acid hydroxy alkyl ester
EP1173404B1 (en) Acrylate monomer preparation using alkali metal alkoxides as ester interchange catalysts and bromide salt polymerization inhibitors
CN100408546C (en) Ester compounds and theire use in forming acrylates
RU2466146C1 (en) Method of producing polyalkyl methacrylate additives and apparatus for realising said method
SU289083A1 (en) METHOD FOR PRODUCING ACRYLIC OR METHACRYL ETHER SINGLE AND MULTI-ATOMIC ALCOHOLS
KR20240050334A (en) Improved manufacturing method for high purity butyl acrylate
RU2327681C1 (en) Method of obtaining ether product
CN101270046A (en) Technique for preparing octadecyl acrylate with fusion esterification method
CS204600B1 (en) Process for preparing acrylic acid esters
MXPA06001071A (en) Transesterification process for production of (meth)acrylate ester monomers
EP1327622A1 (en) Acrylate monomer preparation using alkali metal alkoxides as ester interchange catalysts

Legal Events

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

Effective date: 20131015

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20140827

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20171015