DE1493144A1 - Verfahren zur Herstellung von Tetrafluoraethylenoxyd und Polymeren,welche die sich wiederholende Struktureinheit-CF2O-aufweisen - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von Tetrafluoraethylenoxyd und Polymeren,welche die sich wiederholende Struktureinheit-CF2O-aufweisenInfo
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Description
Societa Edison
Mailand / Italien
Mailand / Italien
Verfahren zur Herstellung von Tetrafluoräthylenoxy^und Polymeren,
welche die sich wiederholende Struktureinheit -CFp0"* aufweisen
Die vorliegende Erfindung bezieht sich aUf ein Verfahren zur
Herstellung von Tetrafluoräthylenoxyiiund Polymeren, welche die
sich wiederholende Struktureinheit -CFgO- aufweisen, durch katalytische
Oxydation von '.Petrafluoräthylen«
Tetrafluor-äthylenoxyd wird erst seit kurzer Zeit hergestellt
und begegnet zusammen mit einigen anderen neuen fluorierten organischen Verbindungen wegen seiner industriellen
Bntwicklungsmöglichkeiten und seiner Verwendbarkeit
grösserem Interesse.
Tetrafluor-äthylenoxyd iet zuerst durch 0"x.y&a.-bion von
ietrafluoräthylen unter Einwirkung ultravioletter Strahlen
erhalten worden. Ein solches Verfahren zur Herstellung von Tetrafluor-äthylenoxyd ist aus einer älteren Anmeldung derselben
Anmeklerin bekannt geworden· Nach diesem Verfahren wird
ein Gemisch aus Tetrafluoräthylen und molekularem Sauerstoff
mit ultraviolettem Licht kurzer Wellenlänge bestrahlt. Neben Tetrafluor-äthylenepoxyd bestehen die bei diesem Verfahren
2 Nr.l 8at* 3 dta Änderung* ****** Μ*Φ
H93U4
erhaltenen Produkte aus CarbonyIfluorid, kleinen Mengen Perfluorcyclopropan
und Polymeren mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht über 1000, die eine Polyoxyperfluormethylen-Struktur
aufweisen,,
Für die grosstechnische Durchführung sind Verfahren, die mit
Ultr-aviolettstrahlen arbeiten, nicht besonders geeignet,, weil
sie nur schwierig durchzuführen und infolge der grossen Anzahl der erforderlichen Strahlungsquellen verhältnismässig
kostspielig sind. Weitere Verfahren zur Herstellung von Tetrafluor—äthylenoxyd
sind bisher nicht bekannt geworden» Die vorliegende Erfindung zeigt einen ganz neuen Weg zur Herstellung von
Tetrafluor—äthylenoxyd, nämlich die Herstellung auf katalytischem
Wege, bei der die Verwendung von Strahlungsquellen nicht nötig ist.
Gemäss vorliegender Erfindung lässt sich Tetrafluor-äthylenoxyd in einfacher und billiger Weise mit hohen Umwandlungsgraden
und in guten Ausbeuten erhalten« Die verwendeten Vorrichtungen sind einfach konstruiert; die verwendeten Katalysatoren sind
nicht kostspielig und in grossen Mengen am Markt erhältlich. Weitere Vorteile des erfindungsgemässen Verfahrens ergeben
sich aus der besonderen Wirksamkeit und Selektivität der verwendeten Katalysatoren sowie durch die besondere Wirtschaftlichkeit
infolge der langen Lebensdauer und hohen Aktivität derselben.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Tetrafluor-äthylenoxyd und Polymeren, welche die sich wieder- . ,
holende Struktureinheit -GPpO" aufweisen, durch Oxydation von
Tetrafluoräthylen mit molekularem Sauerstoff oder molekularen Sauerstoff enthaltenden Gasen, das dadurch gekennzeichnet
ist, dass man ein Gemisch von Tetrafluoräthylen und molekularem Sauerstoff oder molekularen Sauerstoff enthaltenden Gaeen bei
einer Temperatur von 80° bis 150°C, vorzugsweise 100° bis 1300C,
mit einer au& metallischem Silber und/oder desaen anorganische
Verbindungen enthaltenden Katalysatormaese in Berührung bringt»
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H93H4
Arbeitet man nach dem Verfahren gemäss vorliegender Erfindung, so
erhält· man ,Tetrafluor—äthylenoxyd. in folgender Weise:
>.·.■>:-·· ■ In einen^ an: ,beiden Enden offenen rohrförmigen Mickelreaktor' '··■···'"
tfird ein in geeigneter "Weise aktivierter Katalysator eingebracht. Der Katalysator besteht aus Silber oder Silberoxyden
oder Silbersalzen, die entweder allein oder in Mischung mit anorganischen Verbindungen oder anderen Metallen verwendet
•werden und entweder auf £'rager aufgebracht sind oder als solche'
' - , .·.·.·■■.!■·.- , ---ι· ■■■.■■■.■ ■-■■·..
in Körnchenform vorliegen; eine'gasförmige Mischung, die aus
Tetrafluoräthylen und molekularem Sauerstoff im Molverhäitnis
G2IV ί Op zwischen 0,1 und 0,50 besteht, wird in den Reaktor
und durch die granuläre Katalysatormasse geleitet, und zwar
bei einer Temperatur zwischen 80 und 150 G und bei einem
Druck, der unter dem Atmosphärendruck liegt« Die Fliessgeschvindigkeit"
des C2?, wird auf 1 η cm5/h bis 1000 η cm5/h
pro g Katalysator eingestellt. Die Mischung der gasförmige*1
Reaktionsprodukte, die den Reaktor verlässt, besteht aus Tetrafluor-äthylenoxyd, COFg., geringen Mengen CO2 und Perfluoro-cyclo-propan
neben nichtumgesetztem Tetrafluoräthylen
und O2; während der Umsetzung bilden sich ausserdem geringe
Menguii. eines .flüssigen Produktes, welches aus einer Pplymermischung
best.eht; diese Polymeren weisen eine iolyoxyperfluormethy
1 en-Strukturr(CF2.Oi-)n auf und. haben neutralen Charakter;
dieses Produkt ist in, der bereits erwähnten älteren Patent- .
anmeldung derselben,Anmelderin beschrieben. Die gasförmigen
Reaktionsprodukte, die den Reaktor verlassen, werden durch .
einen Behälter geleitet, in dem etwa Raumtemperatur herrscht und in dem dl«; flüssigen Polymere abgelagert werden. Um das
Auffangen:dern flüssigen Polymere zu erle ichtern, ist der Reaktor
in ledacht .gßwAiaäcelter Stellung oder senkrecht zu dem behälter
angeordneJfcpieÄ'!dass ein Teil des flüssigen Polymeren, welches
sich a^'ieteSeakt^rwänden abeetzt, in den Sammelbehälter fliessen'
■kann:,-.cPJLJeii<g&#;fÖ!rmigeK.;. Produkte, die aus dem zum Auffangen des '·
flüssi-igeA-i^Ürmeren dienenden behälter austreten, werden bei ' :
Temperaturen zwischen .—11.0, und -120 C kondensiert; man erreicht::
so eine . pr&kt'lsch-vp.ll«ständige. Kondensation von betraf luor- äthylenoxyd
.,zusarFiinen mit geringen viengen an1 betrafluoräthylen, ' -;
9.0 9$ 0 7 /10,7 0
BAO
Perfluorocyclopropan und Oarbonylfluorid; die nicht kondensierten
Gase bestehen- aus nichtumgesetztem Tetrafluoräthylen und 0g
sowie Carbonylfluorid; diese werden durch einen Absorptionsturm
geleitet,, der alkalische Verbindungen enthält, welche praktisch alles vorhandene Carbonylfluorid aufnehmen} die Mischung aus
Tetrafluorätnylen und Sauerstoff wird auf diese weise gereinigt
und kanu erneut zur Umsetzung verwendet werden. Die zuvor kondensierten
Gase bilden eine mit Ifeftafluor-äthylenoxyd angereicherte
Mischung, die der fraktionierten Destillation aur
Gewinnung dee reinen Epoxydes unterworfen wird»
Die Heaktionsmischung kann aus CJ2P. und molekularem Sauerstoff
oder dpi1, undliuft bestehen; in einigen Fällen wird,,mit
besonderem Vorteil Sauerstoff mit sehr geringem Ozongehalt verwendet.
Das Molverhältnis C2 1V ^ °2 lie^ ^1 der Eeaktioiismischung,
die erfindungsgemäss verwendet wird,; zwischen 0,1 und 0,43, wenn reiner Säuerptoff verwendet, und zwischen 0,1 und 1,
wenn Luft verwendet wird. Im allgemeinen verwendet man einen Sauerstoffüberschuss, bezogen auf 'l'etrafluoräthylen, um eine
Verlängerung der Lebensdauer des Katalysators zu erreichen.
"Die erfindungsgemäss verwendeten katalysatoren bestehen aus
metallischem Silber, Silberoxyden und Silberoxyfluoriden,
die entweder allein oder in Mischung mit Oxyden oder Salzen anderer Elemente verwendet werden. Als besonders vorteilhaft
hat sich die Verwendung eines Silberoxydes erwiesen, das durch Ausfällung aue einer Silbernitratlösung mit alkalischen Verbindungen
gewonnen und anschliessend an der luft oder im Vakuum
bei Temperaturen zwischen 80 und 1500C zwei biß zehn Stunden
getrocknet worden ist. Gute Ergebnisse erhält man auch, wenn man den Katalysator einer vorherigen Aktivierung im Sauerstoffetrom
bei Temperaturen zwischen 100 und 1500C aussetzt; man kann
einfach einen Sauerstoffstrom bei den genannten Temperaturen durch die granuläre Katalysatormasse in dem .tfeaktor leiten.
Auch die Verwendung von Mischungen aus Silberoxyd mit Oxyden oder falzen anderer Metalle oder Silber selbst ist vorteilhaft.
Folgende Kombinationen können beispielsweise verwendet werden:
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H93U4
Ag2O - I4nO2, Ag2O - Cr2O3, Ag3O - PbO31 Ag£0 - BaO2, Ag2O Ag2S2Og,
Die vorstehend genannten Mischungen können entweder lurch geemeinsame Ausfällung oder durch Ausfällung von Silber-.jxyd
aus Lösungen erhalten werden, in denen daa Cokatalysatoroxyd,
welches in daa Katalysatorpaar eintreten soll, suspendiert ist.
Die vorstehend genannten Katalysatoren können auf geeigneten Trägermaterialien zum Einsatz gebracht werden; beispielsweise
kann man metallisches Silber auf Carbor-und als Trägermaterial verwenden; die Katalysatoren werden vorzugsweise mit
einem ozonisierten Sauerstoff bei Temperaturen zwischen 100 und 150°C aktiviert.
Obwohl die Oxydationsreaktion an den genannten Katalysatoren auch abläuft, wenn diese vorher nicht aktiviert worden sind, ist die
vorherige Aktivierung des Katalysators ratsam. Diese kann — wie
bereits gesagt - durchgeführt werden, indem man einen Strom aus molekularem Sauerstoff bei Temperaturen zwischen 100 und
1500O und bei Atmosphärenäjrack: oder vermindertem Druck durch
die ^atalysatormasae streichen lässt; bei einer anderen Ausfü&my
form der Aktivierung wirdl ozonisierter Sauerstoff bei denselben Temperaturen durch die Katalysatormasse geleitet.
Bei einer nach vielen Betriebasttmden durchgeführten Analyse
des Katalysators zeigt eich, dass (bezogen auf das als Ausgangsmaterial
verwendete Silberoxyd) ein 5?eil des Sauerstoffe, dei
an Silber gebunden ist, durch Fluoratome ersetzt worden ist,
ohne dass hierdurch die Aktivität des Katalysators gelitten hätte.
Ss kann auoh nützlich sein, einen Sauerstoffstrom durch die
Katalysatormasse zu leiten, naohdera diese bereite eine gewisse
Zeit gebraucht worden ist; hierdurch werden aus der Katalysatormaase
flüssige Polymerspuren entfernt, die sich wahrend der Umsetzung in ihr absetzen können. Sie rufen zwar keine nennenswerte
Veränderung der Katalysatoraktivität hervor; trotzdem ist es ratsam, sie au entfernen. Derselbe Effekt lässt sich - ohne
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H931V4
— b —
die Reaktion zu unterbrechen — erreichen, wenn man "bei vermindertem
Druck oder mit einem niedrigeren C2F.-Partialdruck arbeitet.
Bin sehr wichtiger Paktor des erfindungsgeniässen Verfahrens
ist die Katalysatortemperatur, die zwischen 80 und 150°ö,
vorzugsweise zwischen 100 und 1300CT liegen soll; innerhalb
dieses Temperaturbereiches erreicht man die optimale Leistung. des Katalysators, TJm gute und gleicianässige Resultate erzielen
zu können, soll diese '^einperatur während des gesagten Heaktaionsablaufes
eingehalten und die verschiedenen Wänaever—
teilungsfaktoren und Fliessgeschwindigkeiten der Heaktionsteilnehmer
genau unter Kontrolle gehalten werden· D>urcii unkontrollierten
Temperaturanstieg kann die Umsetzung leicht in eine Richtung gedrängt werden, in welcher Verbindungen mit
höherem °xyäations£ra<*» als iffl Epoxyd vorliegt, beispielsweise
COP2 1^d CO2, gebildet werden.
Die Kontaktzeiten zwischen .Reaktionsmischung und katalysator
hängen von der Temperatur ab: Im allgemeinen sollte die Durch—
Satzgeschwindigkeit von 0n$A »wischen 1 η cm /h und *1000 η ca/hf
vorzugsweise zwischen 10 η em /h und 100 η cm /h pro g Katalysator
liegen»
Der Arbeitsdruck ist nicht kritisch; man kann das erfindungegemässe
Verfahren bei verminderten Druck und auch bei Atmosphärendruck
durchführen*
Die nachfolgenden Beispiele dienen der weiteren Erläuterung
dee erfindungsgemässen Verfahrens·
Um die Bedeutung des Katalysators bei der Oxydation von lf
fluoräthylen gemäss vorliegender Erfindung näher zu erläutern»
wurden einige Versuche durchgeführt, in welchen die Oxydation
von Setrafluoräthylen. mit molekularem Sauerstoff in Abwesenheit von Katalysatoren durchgeführt wurde} in diesem Fall
bestanden die Beaktionsprodukte aueaehliesslich aus Carbonylverbindungen
wie CO?2 und CO2J Epoxyd WUrde nicht gebildet.
Weiterain wurde ein Versuch zur Herstellung von Tetrafluor-
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äthylenoxyd mit ozonisiertem Sauerstoff, jedoch ohne Verwendung von Katalysatoren durchgeführt; in diesem'Fall enthielt
das Reaktionsprodukt eine geringe Menge Tetrafluor-äthylenepoxyd;
die Ausbeute war sehr gering; daa Hauptreaktionsprodukt bestand
aus
Durch die.erfindungsgemässen Katalysatoren wird bei der
Oxydation von ^etrafluoräthylen die '^etrafluor-ätnylenepoxyd^
Bildung selektiv gegenüber der Bildung anderer möglicher Oxy-1
dationsprodukte begünstigt.
Ein Nickelrohr mit einem Durchmesser van' 10-mm und einer Länge
von 1200 nött wurde auf eine Länge von 900*mm mit 50 g eines
Silberoxyd^K&talysafors gefeilt, 4er'in Po ns kleiner zylindrischer Körnchen mit Abmessungen von Z χ 4 mm vorlag.
Dieser katalysator wurde wie folgt hergestellt: 384 g KOH-Lösung
mit einer"Konzentration von 6,4 % wurden tropfenweise . ■
untrer lebftäftem Rühren bei einer Temperatur von 350C zu
433 g einer t? fiigeri AgNO,-Lösung zugesetzt. Der gebildete \
Niederschlag aus Silberoxyd wurde mit destilliertem Wasser gewaschen, "zu Körnchen geformt und bei 800C an der Luft
zwei Stunden teilweise getrocknet.
Der rdhrförmige Reäktbr wurde gefüllt und in einen Ofen
eingesetzt und auf eine konstante1 Temperatur von 120®C aufgeheizt. Bevor mit der Umsetzung begonnen wurde, liess man
einen Sauerstoffstrom mit einer Geschwindigkeit von 10 l/h
etwa 50 Stunden durch den Katalysator streichen. Danach wuxd«^ eine wa^aerfriBie Mischung, die 25 Volumenprozent ^S^
und<-^iYoJLuBienpro.zent 0« enthielt, bei Atmoephärendruck durch
des^iReaktor geleit,et>
und zwar mit einer Gesamtdurchsatzge-Bchwindigkeit
von 8 η 1/h,
Unterhalb des Katalysatoxfbetteia war das Nickelrohr mit einem "
Konäensatlorisbehälter, der bei Raumtemperatur gehalten wurde,
9 Θ $ S Ο ? ^ 19 ? 0
verbunden· In diesem behälter hatten sich nach zehnstündiger
Betriebsdauer 0,5 g einer farblosen Flüssigkeit angesammelt. Ein I.R.-Spektrum dieses Produktes entsprach genau dem einer
Probe eines flüssigen Polymeren mitmder Struktur (-CFg "" ° ^n
und wies praktisch keine Absorption im Bereich der Carbonylgrup-*
pen auf. ,
Über den Sammelbehälter für die flüssigen Polymeren floss eine gasförmige Mischung hinaus, die folgende molare Zusammensetzung
aufwies (nur die organischen Komponenten wurden durch chromatographische Analyse bestimmt)i
C2?4 65,9 i
CPa-CF9 13,6*
(+CO2) 20,4 t
Fg Spuren·
Aue den vorstehenden Werten ergibt sich «ine letrafluoräthylen-Umwandlung
von 26,6 # und eine Nettoausbeute an betrafluoräthylenoxyd
von 57 ^.
Die Heaktionsbedingungen wurden 200 Stunden kpnstant gehalten;
eine Untersuchung nach dieser Zeit bewies, dass die Katalysatoraktivität
nicht gelitten hatte.
Seispiel 2
In einen Reaktor der in Beispiel 1 beschriebenen Art wurden 104 g granuliertes Silberoxyd mit einer Teilchengröeee enteprechend
DIK-Prüfsieben mit 5 bie 25 Maechen/ca (Tyler-Siebeι
7 ble 14 Maschen/inch) eingefüllt. Dieser Katalysator
war durch Auefällen unter den in Beispiel 1 besphriebenen Be- I dingungen hergestellt, zu Körnchen verformt, unter Vakuum bei |
800C fünf Stunden teilweise getrocknet und schliesslich gemahlen
und gesiebt worden.
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1493H4
Zunächst lieas man einen Sauerstoffstrom zwei !Cage mit
einer Plieasgeachwindigkeit von 10 l/h durch den katalysator
streichen, der bei einer Temperatur von 1200C gehalten wurde.
Anschliesaend leitete man eine wasserfreie Mischung, mit einem
Gehalt an C2F- von 20 Volumenprozent und einem behalt an O2
von Θ0 Volumenprozent durch den Reaktor, und zwar mit einer Gesamtflieasgeachwinigkeit von 12 η l/h. Die temperatur an der
äuaserem Reaktorwand in der mit Katalysator gefüllten Zone betrug
1150C; der Druck lag bei 1 atü.
Die Umsetzung wurde mehr als 200 Stunden fortgesetzt! Gasproben,
die von Zeit zu Zeit am Ende des üeaktora entnommen und auf organische Verbindungen durch Gaachromatographie analysiert
wurden, wiesen die nachfolgend angegebene Zusammensetzung in Molprozent auf»
pjr. . ■. , iö, I ft
pjr. . ■. , iö, I ft
2 10,30 *
COP2 (+CO2) 11,5 £
Spuren.
Aue den vorstehenden -Zahlen ergibt sich eine Tetrafluoräthylen-Umwandlung
von 17 # und eine Nettoausbeute an Tetrafluor-äthylenoxyd
von 64 £·
Unterhalb des Sammelbehälters für das Polymerprodukt wurden die
(Jae· teilweise kondensiert und zwar in einem Behälter, der in
•in· Mischung aus Diehlorfluormethan und 'Ürichlprf luorme than
eingetaucht war, diemit flüssiger Luft auf eine temperatur von
-1150C gekühlt wurde. Man gewinnt auf die·· Wet·· eine Mischung,
die vorsagiweiae *u» Tetrafluor--äthylenoxy4 und Tetrafluoräthylen
besteht, die dann der fraktionierten Destillation unterworfen
wird.
Die in dem Kühlbad bei -1150C nicht-kondensierten Ga·· liees man
in einen Turm mit wässriger KOH-Iösung eintreten, in der COF2
109807*1070 BAD ORlQiNAL
H937U
und COp vollständig absorbiert werden. Die aus diesem Gasstrom '
auetretenden Gase bestanden aus -"-'etrafluoräthylen und Sauerstoff
und wurden zur erneuten Umsetzung zurückgeleitet.
Ein. aus Glas bestehender Mikroreaktor (ein Zylinder mit einem
inneren Durchmesser von 10 mm und einer Höhe von 220 τάχα,
an dessen unterem Teil ein Kolben mit einem !fassungsvermögen
von 5 cm und mit einem Abgasrohr angeschweisst ißt) wird
senkrecht in einem auf konstanter Temperatur gehaltenen ölbad angeordnet. Ein Spiralrohr mit einem Durchmesser von 4 mm» welches ebenfalls in das Bad eintaucht, wird zum Vorheizen der umzusetzenden
G-aae verwendet und ist mit dein oberen Ende des Mikroreaktors
verbunden. Aus dem Abgasrohr unterhalb des Mikro—
reaktors werden kontinuierlich Gase abgezogen und gaschromatographiach
analysiert.
In dem Zylinderteil des Mikroreaktora wurden 10 g Katalysator,
der aus 95 °/° Silberoxyd und 5 $> MnOp bestand, angeordnet» Dieser
Katalysator wurde durch Ausfällen aus einer AgNC^-Lösung,
die Mangandioxyd enthielt, mit Hilfe von IiaOH~I»ösung gewonnen.
Der niederschlag wurde filtriert, gewaschen, zu Körnchen geformt,
in fünf Stunden bei 800C unter Vakuum teilweise getrocknet, schliesslich gemahlen und gesiebt; es wurde der An-.„
teil mit einer Körnchengrösse entsprechend DIN—Prüfsieben #
mit 5 bis 25 Kaschen/cm2 (Tyler-Siebe: 7 bis 14 Wasohen/inch)
verwendet· Nach Einführung in den Mikroreaktor wurde der Katalysatcr
mit einem Sauerstoffstrora 60 Stunden bei 1100O aktiviert, wobei die Fliessgeeohwindigkeit dee Sauerstoff·· 5 -l/k
betrug»
Anschliessend wurda eine wasserfreie Mischung aus 2C Volumen—
proeent 02*4 und 80 ^olumBnprozBnt O2 bei einem Druok von
800 mm Hgü und einer iliessgeschwindigkeit von 5 η l/h durch 4·η
Reaktor geschickt, wobei das Bad auf einer l'eiaperstar vpn
1050O gehalten wurde.
Die Analyse der aus dem Mikroreaktor austretenden '^ase ergab
9GS807/T070
BAD ORIGINAL
U93U4
eine Umwandlung von betrafluoträthylen von 9 %, bei einer
Nettoausbeute an 1^etrafluor-äthylenoxyd von 56 'M der Rest des
Reaktionsproduktes bestand hauptsächlich aus
wurde eine Apparatur der im vorausgehenden .Beispiel ausführlich
beschriebenen Art verwendet. Dieser Mikroreaktor wurde mit 11g eines Katalysators beschickt, der aus 95 i»
Silberoxyd und 5 £ ®r2®1 ^08*011* un<i hinter den im Beispiel 3
angegebenen Bedingungen hergestellt worden war; der katalysator war zu einer Teilchengrösse entsprechend DIN-PrUfsieben mit
5 bis 25 flaschen/gm2 (Tyler-Siebe* 7 bie H Maschen/inch)
gemahlen worden. Vor Beginn der Umsetzung wurde der Katalysator mit Sauerstoff behandelt, und zwar insgesamt 24
Stunden bei 135°C bei einer Durchsatzgeschwindigkeit von 5 l/h.
Anschiiessend wurde eine wasserfreie Mischung aus.20 Volumenprozent
ΟρΓί und 80 Volumenprozent O2 mit einer Geschwindigkeit von 3(5 η l/h über den Katalysator geleitet; der
Betriebsdruck lag bei 800 mm Hgti; das Bad wurde konstant auf einer Temperatur von 1100C gehalten.
Bei der Analyse der aua dem Mikroreaktor austretenden ergibt" eich eine i'etrafluoräthylen-Umwandlung von 6 i>
und eine Nettoausbeute an ^etrafluor—äthylenoxyd von 57 Ί*·
Es wurde wiederum der Mikroreaktor gemäss Beispiel 3 verwendet.
Dieser wurde mit 10,8 g eines Katalysators gefüllt, der aus metallischem Silber auf Carborund bestand« Das
Silber war auf dem Trägermaterial elektrolytisch niedergeschlagen Worden· Der Katalysator wies eine Teilchengröße
entsprechend DIK-Prüfsieben mit 25 bis 64 Maschen/cm2
(Tyler-Siebe: H bis 24 Maschen/inch) auf. Die Silbenaenge
auf dem träger betrug etwa 1 96, Der Katalysator wurde bei
909807/1010 BAD ORIGINAL^, :,
14931U
12 -
1200C mit einem ozonisierten Sauerstoffstrom (O--Gehalt
im Strom = 0,28 g) aktiviert. Diese Aktivierung wurde durchgeführt,
nachdem festgestellt wurde, dass die Behandlung mit molekularem Sauerstoff allein für die Aktivierung des Katalysators
nicht ausreichte.
Anschliessend wurde eine wasserfreie Mischung aus C2F^ 1^10* °2
(0,1 η l/h an ersterem und 0,4 η l/h an letzterem) kontinuierlich
bei Raumtemperatur in den Mikroreaktor, der bei einer Tempe ratur von 1200C gehalten wurde, eingeleitet. Die aus dem Mikroreaktor
austretende gasförmige Reaktionsmiechung wies folgende
Zusammensetzung auf:
C2P4 85,8 9b
2 5 #
COP2 (+CO2) 9,1 *
c-C-Pg Spuren,
Die Tetrafluoräthylen-Umwandlung ist 10$ und die Netto-Ausbeute
an Tetrafluoräthylenoxyd entspricht 52$·
In einer Apparatur der in Beispiel 3 beschriebenen Art wurden mehrere
Versuche durchgeführt, die jeweils eine Stunde in Anspruch nahmen und dazu dienten, die Bedeutung des Katalysators und der
Ozonzufuhr bei der Oxydation von Tetrafluoräthylen zu beweisen. Die Arbeitsbedingungen und die Ergebnisse sind in der nachfolgenden
Tabelle I zusammengestellt. Die Versuche 1 und 2 wurden ohne Katalysator durchgeführt; der Mikroreaktor war mit Penske-R-ingen
gefüllt worden. Die Versuche 3 bis 7 wurden jeweils mit demselben Katalysator (Silberoxyd, welches durch Fällung in der
in Beispiel 1 beschriebenen Weise hergestellt und in einem Muffelofen
zunächst bei 800C 15 Stunden und dann bei 1200C 2 Stunden
getrocknet worden war) durchgeführt; die verwendeten Katalysatoren waren in keinem Fall durch Behandlung mit Sauerstoff aktiviert
worden. Alle Versuche* wurden bei Normaldruck durchgeführt.
909807/1070
■ ;:'..■ BADORIQfNAL
Versuch Nr. |
g Silberoxyd- Katalysator |
Fliessgeschvjindig- keiten |
°2 η 1/h |
g/h | Temperatur | Umwandlung C2P4 (Mol. |
Ergebnisse | Prozentnetto ausbeute an |
|
η 1/h | 0,4 0,4 |
fehlt | 0C | O 10,4 |
von | O 26 |
|||
1606 | 1 2 |
fehlt fehlt |
0,1 0,1 |
0,4 | 10"3 | 120 120 |
11,4 | I 39 OJ |
|
*AS O ■»J |
3 | 4 | 0,1 | 0,4 0,4 0,4 |
ΙΟ"* ίο-5 ΙΟ"6 |
120 | 8,1 5,3 5,5 |
43 ! 47 47 |
|
tr* | • 4 5 6 |
4 4 4 |
0,1 0,1 0,1 |
0,4 | fehlt | 120 120 120 |
4 | 48 | |
S | 7 | 4 | 0,1 | 120 | |||||
S δ |
|||||||||
Claims (13)
1. Verfahren zur Herstellung von Tetrafluoräthylenoxyd
und Polymeren, welche die sich wiederholende Struktureinheit -CI'V.G- aufweisen, durch Oxydation von 1J-'etrafluoräthylen
mit molekularem Sauerstoff oder molekularen Sauerstoff enthalt enden Gasen, dadurch gekennzeichnet, dass man ein Gemisch
von Tetrafluoräthylen und molekularem Sauerstoff oder molekularen Sauerstoff enthaltenden Gasen bei einer 'i'einperatur
von 80° bis 1500G, vorzugsweise 100° bis 1300C, mit einer
aus metallischem Silber und/oder dessen anorganische Verbindungen enthaltenden Katalysatormasse in Berührung bringt.
,?. Veri'ji'ir-sn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die
Reaktionsmischung, die aus CpP^ und molekularem Sauerstoff
besteht, ein iiol-Veraältnis von C2I1, : O2 zwischen 0,1 und 0,43,
vorzugsweise zwischen 0,17 und 0,33 aufweist.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die
Reaktionsmischung aus CpF, und Luft besteht und ein ^pF. : Op-Mol-Verhältnis
zwischen 0,1 und 1, vorzugsweise 0,25 und 0,5 aufweist,
4« Verfahren nr.ch einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, da33 der Katalysator aus metallischem Silber,
Silberoxyden und Silberoxydfluoriden besteht.
5. Verfahren nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet,
dass die katalysatoren einzeln verwendet werden.
6. Verfahren nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Aatalys^t^ran in M-iüchang untereinander verwandet
werder»
303807/1070
BAD ORIGINAL
f *» O *J ITT
7, Verfahren nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet,
dass die Katalysatoren in Mischung mit anderen die katalytische Wirkung unterstützenden Verbindungen verwendet werden·
8, Verfahren nach Anspruch 1 und 7» dadurch gekennzeichnet,
dass als die katalytische V/irkung unterstützende Verbindungen anorganische Oxyde wie MnO2, Cr2°3» 51j02» Ba02 vervlende'fc
werden,
9, Verfahren nach Anspruch 1 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass auch die die katalytische Wirkung unterstützenden Verbindungen
anorganische Silbersalze sind.
10· Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dans die Katalysatoren als solche oder auf entsprechenden
Trägermaterialien verwendet werden.
11. Verfahren nach Anspruch 1 und 8, dadurch gekennzeichnet,
dass der Katalysator aus metallischem Silber auf Carborundum besteht.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Katalysatoren vor der Verwendung
durch Behandlung mit molekularem Sauerstoff bei Temperaturen von 100 - 1500C aktiviert werden.
13. Verfahren nach Anspruch 1, 9, 11 und 12, dadurch gekennzeichnet,
dass der aus metallischem Silber auf Carborundum bestehende Katalysator mit ozonisiertem Sauerstoff bei Temperaturen
zwischen 100 und 1500C aktiviert wird.
14· Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischung der gasförmigen Reaktionsteilnehmer
mit einer Durchsatzgeschwindigkeit durch die
809807/1070
1493U4
Katalysatormasse geleitet wird, die für C0P. zwischen
•7. "Z ^- T"
1 η cm /h und 1000 η cm /h je Gramm Katalysator, Vorzugsweise
10 η cm /h und 100 η cm /h je Gramm Katalysator liegt,
Für Societa Edison
Mailand / Italien
Re cntsanwalt
909807^1070
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E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
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