Способ получения фтористого винила и 1,1-дифторэтана Советский патент 1975 года по МПК C07C17/08 C07C21/18 

1

Изобретение относится к способу получения фтористого винила и 1,1-Дифторэтана, которые используют в качестве мономеров и исходных соединений для получения мономеров.

Известен способ получения фтористого вниила и 1,1-Дифторэтана путем гпдрофтори ювания ацетилена фтористым водородом при 325-350°С в присутствии у-окиси алюминия, модифицироваппой фтористым водородом, получением фторидов алюминия ла у-окисп алюминия. Ко нверсия апетилена составляет около 97%.

Недостатком известного способа является пеполпая конверсия исходного сырья-ацетилена, из-за чего значительно усложняется процесс очистки целевого продукта, так как кзвестио, что примесь небольшого количества ацетилена в целсвом продукте резко снижает качество полимера. В качестве катализатора используют у-окись алюминия, модифицированную фтористым водородом, на модифицирование тратят около 4-6 ч, что также усложпяет технологическую схему процесса. Кроме того, процесс осуществляют при высокой температуре, до 350°С, что приводит к снижению срока службы катализатора из-за усиленного углеотложения па его новерхности.

С целью упрощения технологического процессса предлагается использовать в качестве катализатора трехфтористую сурьму в количестве 1-40 вес. % в расчете на у-окись алюминия и процесс проводить при 170 - -300°С. Желательно иснользовать катализатор, содержащий 10-25 вес. % трехфтористой сурьмы в расчете на у-окись алюминия. Для приготовления катализатора используют у А12Оз с удельной поверхностью

280 м-/г и химически чистую трехфтористую сурьму. Сиачала y пропитывают водным раствором трехфтористой сурьмы определенной концентрации, затем воду выпаривают ири перемещивапии и получепный продукт сущат в сушильном шкафу при 510°С, затем прокаливают в муфельной печи при 550 - 600°С в течение 3-4 ч.

Каталитическое гидрофторированне ацетплепа проводят в газовой фазе в проточном

стальном реакторе. Катализатор перед реакцией сушат в реакторе в потоке сухого азота при 170°С в течение 1 - 1,5 ч.

Для изучения кинетикн гпдрофторирования ацетилена применяют катализаторы, содержащие 1-40% SbFs и 60-99% у А12Оз. Опыты проводят в интервале температур 170 - 350°С, молярном соотиошепин ацетилена и фтористого водорода 1:1 - 1 : 20. Продукты реакции отмывают от непрореагнровавщего фтористого водорода 20%-пым раствором едкого кали и просушивают, пропуская через плавленный хлористый кальций и твердое едкое кали, затем аиализируют на газохроматографе.

Установлено, что наиболее оптимальными условиями, обеспечивающими высокую KO«версию ацетилена, являются молярное соотношеиие ацетилена и фтористого водорода 1,0:1,0 - 1,0:4,0, температура 260-340°С, состав катализатора, вес. %: 75-90 АЬОз и 10 - 25 SbFs- Катализатор в течан-ие 230 ч непрерывной работы не теряет своей активности.

Пример 1. В стальиой реактор с внутреииим диаметром 17 м-м, длиной 145 мм, загружают 10 г катализатора состава, вес. %: 80 Y Al2O3 и 20 SbFs. Катализатор сушат при 170°С в течение 1,5 ч в токе сухого а-зота, затем температуру поднимают до 275°С, в нижнюю часть реактора подают 18 г (0,7 моль) тщательно очищенного и высущенного ацецилеиа со скоростью 0,2 моль/ч и 40 г (2 моль) безводного фтористого водорода со скоростью 0,6 моль/ч (молярное соотношение ацетилена и фтористого водорода 1:3). Продукты реакции после отмывки от непрореагировавшего фтористого водорода 20%-ным раствором едкого кали и просушки пропусканием через плавленый хлористый кальций и твердое едкое кали анализируют на хроматографе.

По газохроматографическим данным через 17 мин после процуюка.ния в реактор исходных веществ в составе выходящего газа появляются в небольших количествах вииилфторид и 1,1-дифторэтан, а через 50-55 мин конверсия ацетилена доходит почти до 100%. При этом продукт реакции имеет состав, вес. %: 31,1 винил фторида и 68,9 1,1-дифторэта«а. В продуктах реаКции нопрореагиро.вавший ацетилен и возможный побочный продукт этилеи отсутствуют.

Пример 2. Условия такие же, как в примере 1, но реакцию гидрофторирования ацетилена проводят при 340°С. Продукт реакции после отмывки от непрореагировавшего фто1ристого водорода имеет состав, вес. %:

53,1 винилфторида, 40,3 1,1-дифторэтана, 4,9 этилена и 1,7 ацетилена.

Пример 3. Условия такие же, как в примере 1, за исключением того, что молярное соотношение ацетилена и фтористого водорода составляет 1:1. Продукт реакции после отмывки от нелрореагировавшегося фтористого водорода состоит (вес. %) из 72,5 винилфторида, 14,2 1,1-дифторэтана и 13,3 непрореагировавшего ацетилена.

П р и м е р 4. Условия такие же, как в примере 1, за исключением того, что для реакции используют катализатор, состоящий (вес. %) из 92 у А12Оз и 8 SbFs. Продукт реакции после отмытаки от неирореагировавшего фтористого водорода состоит (вес. %) из 16,1 винилфторида, 52,0 1,1-дифторэтана и 31,9 непрореагировавшего ацетилена.

Предмет изобретения

1.Способ получения фтористого винила и 1,1-дифторэтана путем гидрофторирования ацетилена фтористым водородом в присутствии катализатора на основе фторидов металлов .иа .носителе-у-окисн алюминия при повышенной температуре с последующим выделением целевого продукта известными приемами, отличающийся тем, что, с целью упрощения технологического процесса и повышения конверсии исходных реагентов, в качестве катализатора используют трехфтористую сурьму в количестве 1-40 вес. % в расчете па у-окнсь алюминия и процесс проводят при 170 - 300°С.

2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют катализатор, содержащий 10 - 25 вес. % трехфтористой сурьмы в расчете на у-окись алюминия.