Способ получения окиси пропилена Советский патент 1974 года по МПК C07D1/08 

1

Изобретение относится к способу получения окиси пропилена, которая находит широкое применение в промышленности органического синтеза.

Известен способ получения окиси пропилена окислением пропилена в среде растворителя при 145-200°С и давлении 50-100 атм в реакторах из неметаллических или металлических материалов в присутствии фторсодержащего катализатора, например нерастворимых фторсодержаших солей, с последующим выделением целевого продукта известными приемами.

Селективность процесса 28-52%; содержание уксусной кислоты 1-3 вес. %; муравьиной 1,2-2,0 вес. %.

Низкая селективность процесса и высокое содержание побочных продуктов делают этот способ малоэффективным.

Предлагается способ получения окиси пропилена окислением пропилена в среде растворителя, окисляющегося в процессе с образованием гидроперекиси, при 120-200°С и давлении 30-100 атм в реакторах из устойчивых к коррозионному действию муравьиной и уксусной кислот материалов, в присутствии оксифторидных соединений молибдена или вольфрама или их солей.

Селективность процесса 91%. Содержание уксусной кислоты 0,04-0,7 вес. %; муравьиной 0,05-0,5 вес. %.

Пример 1. Процесс окисления пропилена проводят на установке из нержавеющей стали, снабженной водяным и углекислотным холодильником, магнитной мешалкой падающего типа и устройством для отбора пробы. Объем реактора 280 мл. В реактор из нержавеющей стали заливают 100 мл бензола, 30 мл пропилена и помещают 0,3 г катализатора (1ЧП4)2МоО2Р4. Установку герметизируют и подают воздух из баллона до давления 50 атм. Реактор разогревают до 170°С, доводят давление в реакторе до 80 атм, после чего начинают барботаж воздуха с расходом 30 л/час. Перед поступлением в реактор воздух проходит через специальное устройство, где насыщается нарами пропилена. Таким образом

обеспечивается постоянная концентрация пропилена, растворенного в бензоле.

По ходу процесса окисления пропилена отбирают пробы из реактора, которые анализируют методом газо-жидкостной хроматографии и химическими методами.

В табл. 1 приведен состав и выходы продуктов окисления пропилена, соответствующие продолжительности реакции 30 мин. Выходы продуктов рассчитаны на 1 т превращенного

пропилена.

Степень конверсии пропилена 16 мол. % Выход окиси пропилена на прореагировавший пропилен 66 мол. %.

Пример 2. Опыт ведут по примеру 1, за исключением того, что реактор, холодильник и другие части установки экранируют тефлоном {фторопластом-4).

Температура во время реакции 170°С, давление 50 атм, растворитель - ацетон, катализатор {ЫН4)2МоО2Р4 в количестве 0,3 г.

В табл. 2 приведен состав и выходы продуктов окисления пропилена, соответствующие времени реакции 45 мин.

Таблица 2

Степень конверсии пропилена 16 мол. %. Выход окиси пропилена на прореагировавший пропилен 63 мол. %

Пример 3. Опыт ведут по примеру 1, только в реактор из нержавеющей стали вставляют оболочку из молибдена. ТемператуПримечание. Ннзкокипящие продукты представляют собой сумм} ацетальдегида, ацетона, изопропанола, метанола, метилформиата, аллилового спирта.

ра во Бремя реакции 145°С, давление 50 атм, растворитель - бензол, катализатор ()2МоО2Р4 в количестве 0,1 г.

В табл. 3 приведен состав и выходы продуктов окисления пропилена, соответствующие максимальной концентрации окиси пропилена в реакционной смеси. Время реакции 2 час.

Таблица 3

Степень конверсии пропилена 19,5 мол. %. Выход окиси пропилена 62 мол. %.

Пример 4. Опыт ведут по примеру 1, только вместо реактора из нержавеющей стали берут реактор из титана. Температура во время реакции 170°С, давление 50 атм, растПример 5. Опыт ведут по примеру 1, но вместо реактора из нержавеющей стали используют реактор из сплава титана с молибденом (сплав содержит около 8% молибдена). Температура во время реакции 145°С, давление 50 атм, растворитель - хлорбензол, каталиПримечание. Ннзкокипящие продукты представляют собой сумму ацетальдегида, ацетона, изопропанола, метанола, метилформиата, аллнлового спирта.

Степень превращения пропилена 21 мол. %. Выход окиси пропилена на прореагировавший пропилен 67 мол. %.

Пример 6. Опыт ведут по примеру 1, только вместо реактора из нержавеющей стали берут эмалированный реактор. Температура во время реакции 170°С, давление 50 атм,

6

бензол,

воритель - бензол,катализатор

(МН4)2Мо02Р4 в количестве 0,2 г.

В табл. 4 приведена концентрация окиси пропилена в реакционной смеси в зависимости от времени реакции, а также выход окиси пропилена на прореагировавший пропилен в зависимости от степени конверсии пропилена.

Таблица 4

затор (МН4)2Мо02Р4 в количестве 0,15 г и КЬ2 УоО2Р4 в количестве 0,15 г. В табл. 5 приведен состав и выходы продуктов окисления пропилена, соответствующие максимальной концентрации окиси пропилена в реакционной смеси. Время реакции 2 час.

Таблица 5

растворитель - хлорбензол, катализатор (NH4)2Mo02F4 в количестве 0,1 г.

В табл. 6 приведен состав и выходы продуктов окисления пропилена, соответствующие максимальной концентрации окиси пропилена в реакционной смеси. Время реакции 1 час.

Таблица 6

Степень конверсии пропилена 14 мол. %. Выход окиси пропилена 67 мол. %.

Пример 7. Опыт ведут по примеру 1. Реактор берут из титана, температура во время реакции 170°С, давление 50 атм, раствориСтепень превращения пропилена 19,5 мол. %. Выход окиси пропилена 63 мол. %.

Пример 8. Опыт ведут по примеру 1. Реактор берут из сплава титана с молибденом.

В качестве растворителя применяют этилбензол (100 мл), который окисляется во время

Степень конверсии пропилена 14 мол. %. Выход окиси пропилена на превращенный пропилен 92 мол. %.

Пример 9. Опыт ведут по примеру 1. Реактор берут из титана. В качестве растворителя применяют изопропилбензол, который окисляется во время реакции.

тель-фторбензол, катализатор (ЫН4)2МоО2Р4 в количестве 0,1 г.

В табл. 7 приведен состав и выходы продуктов окисления пропилена, соответствующие максимальной концентрации окиси пропилена в реакционной смеси. Время реакции 2 час.

реакции. Пропилен берут в количестве 30 мл. Температура реакции 160°С, давление 50 атм, катализатор КЬ2МоО2Р4 в количестве 0,2 г. В табл. 8 приведен состав и выходы продуктов окисления пропилена, соответствующие максимальной концентрации окиси пропилена в реакционной смеси. Время реакции 2 час.

Таблица 8

Пропилен берут в количестве 30 мл. Температура во время реакции 160°С, давление 50 атм, катализатор С82МоО2Р4 в количестве 0,2 г.

В табл. 9 приведен состав и выходы продуктов окисления пропилена, соответствующие максимальной концентрации окиси пропилена в реакционной смеси. Время реакции 2 час.

Таблица 9

Степень конверсии пропилена 18 мол. %. Выход окиси пропилена на прореагировавший пропилен 92 мол. %.

Пример 10. Опыт ведут по примеру 1. Реактор титановый. В качестве растворителя Степень конверсии пропилена 14 мол. %. Выход окиси пропилена 92 мол. %. Пример 11. Опыт ведут по примеру 2. Реактор берут из титана. В качестве раство-15 рителя применяют изопропилбензол. ТемпераСтепень конверсии пропилена И мол. %. Выход окиси пропилена на прореагировавший Пропилен 98 мол. %.

Пример 12. Опыт ведут по примеру 1. Реактор из титана. В качестве растворителя применяют изопропилбензол. Температура реСтепень превращения пропилена 14 мол. %. Выход окиси пропилена на превращенный пропилен 91 мол. %.

применяют изопропилбензол. Температура реакции 160°С, давление 50 атм, катализатор К2МоО2Р4 в количестве 0,2 г.

В табл. 10 приведен состав и выходы продуктов окисления пропилена, соответствующие времени реакции 2 час.

Таблица 10

акции 160°С, давление 50 атм, катализатор CsзW2O F в количестве 0,1 г. В табл. 12 приведен состав и выходы продуктов окисления пропилена, соответствующие времени реакции 2 час.

Таблица 12

Пример 13. Опыт ведут по примеру 1.

Реактор - из сплава титана с молибденом

25 (сплав содержит около 8% молибдена). В катура реакции 160°С, давление 50 атм, катализатор (NH4)2W02F4 в количестве 0,2 г. В табл. 11 приведен состав и выходы продуктов окисления пропилена, соответствующие времени реакции I час. Таблица 11

11

честве растворителя применяют этилбензол. Температура реакции 125°С, давление 50 атм, катализатор (ЫН4)2МоО2Р4 в количестве 0,15 г.

Степень конверсии пропилена 5 мол. %. Выход окиси пропилена на прореагировавший пропилен 91 мол. %:.

Пример 14. Опыт ведут по примеру 1. Реактор из титана. В реактор заливают 100 мл

Степень конверсии пропилена 12 мол. %. Выход окиси пропилена на превращенный пропилен 64 мол. %.

Предмет изобретения

12

В табл. 13 приведен состав и выходы продуктов окисления пропилена, соответствующие времени реакции 3 час.

Таблица 13

изобутана, 30 мл пропилена, 100 мл ацетона и помещают 0,15 г катализатора (МН4)2МоО2Р4. Температура реакции 150°С, давление 50 атм. В табл. 14 представлен состав и выходы продуктов окисления пропиле на, соответствующие времени реакции 1 час

и давлении 30-100 атм, отличающийся тем, что, с целью увеличения селективности процесса и снижения процентного содержания побочных продуктов - муравьиной и уксусной кислот, в качестве растворителя используют органические соединения, окисляющиеся в условиях реакции с образованием гидроперекиси.

2. Способ по п. 1, от л и ч а ю щ и йся тем, что используют реактор из титана или сплава титана с молибденом.