Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГИДРОПЕРОКСИДОВ АЛКИЛАРОМАТИЧЕСКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ

Изобретение относится к нефтехимической промышленности и может быть использовано в процессах совместного получения фенола (метилфенолов) 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), стирола и пропиленоксида (Н.Н. Лебедев. Химия и технология основного органического и нефтехимического синтеза. - М.: Химия, 1974).

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ получения гидропероксидов жидкофазным окислением алкилароматических углеводородов, таких как изопропилбензол, этилбензол, пара-цимол, изопропил-орто-ксилол изопропил-мета-ксилол, изопропил-пара-ксилол, кислородом воздуха при атмосферном давлении в присутствии в качестве катализатора N-гидроксифталимида в количестве 1,0-3,0 масс. % от загрузки углеводорода, при температуре 100-140°С. Время реакции составляет 1-3 часа (Курганова Е.А., Кошель Г.Н. Жидкофазное окисление алкилароматических углеводородов и их циклогексильных производных до гидропероксидов в присутствии фталимидных катализаторов // Российский химический журнал. - 2014. - т. LVIII, №. 3, 4 - С. 91-102). Условия проведения и основные параметры процесса представлены в таблице 1.

Для повышения скорости окисления и конверсии углеводородов процесс проводят при повышенной температуре и увеличении времени реакции, но это приводит к нецелевому распаду гидропероксидов, снижению селективности их образования и значительным энергозатратам.

Настоящее изобретение направлено на повышение скорости накопления гидропероксидов в процессе жидкофазного окисления алкилароматических углеводородов, при этом сохраняется высокая селективность их образования.

Сущность изобретения заключается в том, что катализатор N-гидроксифталимид перед проведением реакции предварительно обрабатывают озоно-воздушной смесью для повышения его каталитической активности. Активацию катализатора озоно-воздушной смесью проводили в суспензионном режиме работы реактора при температуре 25°С и атмосферном давлении, объемной скорости подачи воздуха, содержащего озон, 400 ч^-1. Содержание озона в озоно-воздушной смеси при стабильном режиме работы озонатора составляло 0,05-0,3 мг/дм³. При такой предварительной обработке N-гидроксифталимида удается увеличить скорость окисления углеводородов и их конверсию, при этом обеспечивается высокая селективность процесса. После активации катализатора углеводороды окисляют кислородом воздуха при атмосферном давлении, температуре 100-140°С и содержании катализатора в реакционной массе 1-3 % масс. от загрузки углеводорода в течение 0,5-1 часа.

По сравнению с прототипом скорость образования гидропероксидов алкилароматических углеводородов с использованием предлагаемого способа увеличивается в 1,5-2 раза при сохранении высоких показателей селективности (более 92%).

Указанное преимущество разработанной технологии демонстрируются примерами 1-3 (сводная таблица примеров - таблица 2).

Пример 1

В стеклянный реактор окисления загружали изопропилбензола и 2,7% масс. от загрузки углеводорода N-гидроксифталимида, предварительно обработанного озоно-воздушной смесью, подавали воздух при атмосферном давлении, при температуре 110°С в течение 1 часа и непрерывном перемешивании.

Содержание третичного гидропероксида изопропилбензола в продуктах окисления составило 32,4% при селективности его образования 94,1%. Оксидат анализировали на содержание гидропероксида йодометрическим методом анализа.

Пример 2

В стеклянный реактор окисления загружали пара-цимол и 2,5% масс. от загрузки углеводорода N-гидроксифталимида, предварительно обработанного озоно-воздушной смесью, подавали воздух при атмосферном давлении, при температуре 110°C в течение 1 часа и непрерывном перемешивании.

Содержание третичного гидропероксида пара-цимола в продуктах окисления составило 28,2% при селективности его образования 94,8%. Оксидат анализировали на содержание гидропероксида йодометрическим методом анализа.

Пример 3

В стеклянный реактор окисления загружали этилбензол и 3,0% масс. от загрузки углеводорода N-гидроксифталимида, предварительно обработанного озоно-воздушной смесью, подавали воздух при атмосферном давлении, при температуре 130°С в течение 1 часа и непрерывном перемешивании.

Содержание гидропероксида этилбензола в продуктах окисления составило 16,2% при селективности его образования 96,7%. Оксидат анализировали на содержание гидропероксида йодометрическим методом анализа.