СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГИДРОПЕРОКСИДА n-ЦИМОЛА
METHOD OF OBTAINING n-CYMENE HYDROPEROXIDE

Изобретение относится к нефтехимической промышленности и может быть использовано в процессе совместного получения крезола и ацетона (Б.Д.Кружалов, Б.И.Голованенко. Совместное получение фенола и ацетона. - М.: Гостоптехиздат, 1963; Г.Д.Харлампович, Ю.В.Чуркин. Фенолы. - М.: Химия, 1974).
Известно, что гидропероксид n-цимола получают окислением n-цимола при повышенной температуре в присутствии щелочных добавок и инициатора окисления с последующим выделением целевого продукта.
Наиболее близким к предлагаемому способу получения гидропероксида n-цимола является жидкофазное окисление n-цимола кислородом воздуха, подаваемого в количестве 3,5-4 мас.% на сырье при температуре 135-138°С в присутствии 0,5% инициатора - гидропероксида n-цимола. Общее время контакта в реакторах окисления - 4 часа. При этом содержание гидропероксида в оксидате не выше 13 мас.%. Конверсия исходного углеводорода - 14-14,7 мас.%. Селективность образования третичного гидропероксида n-цимола - 82 мол.%. Скорость окисления n-цимола составляет примерно 4-6% в час (Г.Д.Харлампович, Ю.В.Чуркин. Фенолы. - М.: Химия, 1974).
Количество побочных продуктов значительно увеличивается при окислении n-цимола по сравнению с окислением изопропилбензола, что в значительной степени связано с образованием изопропилбензойной кислоты - конечного продукта окисления метильной группы в молекуле n-цимола. Содержание данной кислоты в продуктах окисления составляет около 16-18% на прореагировавший цимол.
Для повышения скорости процесса окисление проводят при повышенной температуре. В ряде случаев это приводит к самопроизвольному распаду гидропероксидов, значительным энергозатратам и снижению селективности процесса за счет увеличения образования побочных продуктов, в том числе изопропилбензойной кислоты. Поэтому следует стремиться к уменьшению температуры. Известно, что содержание карбоновых кислот резко снижается, если содержание гидропероксида n-цимола в оксидате не будет превышать 6-8% (при этом очень заметно повышается селективность образования третичного гидропероксида), но такое низкое содержание гидропероксида приведет к усложнению технологической схемы процесса и дополнительным затратам, что не выгодно с экономической точки зрения.
Для повышения селективности процесс проводят в присутствии катализаторов - солей металлов хрома, никеля, титана, марганца и др. Но в этом случае требуется дополнительная очистка продуктов окисления от неорганических отработанных катализаторов.
Задачей данного изобретения является устранение вышеуказанных недостатков, повышение скорости окисления n-цимола, при сохранении высокой селективности, в результате использования однокомпонентного катализатора.
Данная техническая задача решается использованием способа получения гидропероксида n-цимола путем жидкофазного окисления n-цимола кислородом воздуха при атмосферном давлении и температуре 80-110°С, в присутствии в качестве катализатора N-гидроксифталимида в количестве 1-5 мас.%. В указанных условиях удается достичь конверсии n-цимола порядка 25-28% за 1-3 часа реакции при селективности образования гидропероксида n-цимола 92-95%. Также в данных условиях содержание изопропилбензойной кислоты, образующейся при окислении метильной группы, удается снизить до 0-0,2%. Характерной особенностью используемого катализатора является простота его получения и возможность его многократного использования. N-гидроксифталимид исключает использование инициатора и щелочных добавок.
Настоящее изобретение иллюстрируется следующими примерами
Пример 1
3
3
В стеклянный реактор емкостью 10 см загружали 4 см n-цимола и 2,4 мас.% N-гидроксифталимида, подавали кислород при атмосферном давлении, при температуре 90°С в течение 1,5 часа и непрерывном перемешивании.
Содержание гидропероксида n-цимола составило 23,2% при селективности его образования 94,1%. Оксидат анализировали на содержание гидропероксида йодометрическим методом анализа. Патенциометрическое титрование показало, что содержание изопропилбензойной кислоты в оксидате составило 0,14%.
Пример 2
3
3
В стеклянный реактор емкостью 10 см загружали 4 см n-цимола и 2,4 мас.% N-гидроксифталимида, подавали кислород при атмосферном давлении, при температуре 80°С в течение 2,5 часов и непрерывном перемешивании.
Содержание гидропероксида n-цимола составило 25,7% при селективности его образования 95,0%. Оксидат анализировали на содержание гидропероксида йодометрическим методом анализа. Патенциометрическое титрование показало, что содержание изопропилбензойной кислоты в оксидате составило 0,08%.
Пример 3
3
3
В стеклянный реактор емкостью 10 см загружали 4 см n-цимола и 2,4 мас.% N-гидроксифталимида, подавали кислород при атмосферном давлении, при температуре 110°С в течение 1,5 часа и непрерывном перемешивании.
Содержание гидропероксида n-цимола составило 27,8% при селективности его образования 92,4%. Оксидат анализировали на содержание гидропероксида йодометрическим методом анализа. Патенциометрическое титрование показало, что содержание изопропилбензойной кислоты в оксидате составило 0-21%.