DE2810857C3 - Verfahren zur Herstellung von Propylenoxid und Essigsäure - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von Propylenoxid und Essigsäure

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DE2810857C3
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Sergej Alekseevič Maslov
Aleksandr υrigorjevitč Meršanov
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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Propylenoxid und Essigsäure, die als Ausgangsstoffe zur Herstellung von polymeren Stoffen, Kunstfasern und Lösungsmitteln in der chemischen. Leicht- und Nahrungsmittelindustrie verwendet werden können.
Gegenwärtig ist ein Verfahren zur Herstellung von Propylenoxid und Essigsäure durch Oxydation von Propylen und Acetaldehyd mit einem sauerstoffhaltigen Gas in der flüssigen Phase in Gegenwart eines homogenen Katalysators bei einer Temperatur von 150—250"C bekannt. Als homogener Katalysator werden Kobalt-, Mangan-, Rutheniumsalze verwendet
Die Selektivität der Bildung von Propylenoxid, umgerechnet auf den eingesetzten Acetaldehyd, beträgt 35 Mol-% (DE-OS 15 68 846).
Nachteil des obengenannten Verfahrens ist eine niedrige Selektivität der Bildung von Propylenoxid, umgerechnet auf den eingesetzten Acetaldehyd.
Bekannt ist ferner ein Verfahren zur Herstellung von Propylenoxid und Essigsäure durch Oxydation von Propylen und Acetaldehyd mit einem sauerstoffhaltigen Gas in Gegenwart eines heterogenen Katalysators, und zwar von Silberoxid bei einer zwischen 70 und 1500C liegenden Temperatur und einem Druck von 2.026— 60.795 bar. Die Selektivität der Bildung von Propylenoxid, umgerechnet auf den eingesetzten Acetaldehyd, übersteigt nicht 70 Mol-% (Urheberschein der USSR Nr. 334 825). Ein Nach'eil dieses Verfahrens ist eine geringe Selektivität der Bildung von Propylenoxid, umgerechnet auf den eingesetzten Acetaldehyd.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Beseitigung des genannten Nachteils der bekannten Verfahren.
In Übereinstimmung mit dem Zweck wurde die Aufgabe gestellt, im Verfahren zur Herstellung von Propylenoxid und Essigsäure durch die Auswahl eines entsprechenden Katalysators die Selektivität der Bildung von Propylenoxid, umgerechnet auf den eingesetzten Acetaldehyd, zu vergrößern.
Die Aufgabe wurde dadurch gelöst, daß man im Verfahren zur Herstellung von Propylenoxid und Essigsäure durch die Oxydation von Propylen und Acetaldehyd mit einem sauerstoffhaltigen Gas in der flüssigen Phase in Gegenwart eines Katalysators bei einer Temperatur von 70— 100°C und einem Druck von 40.53 —50.663 bar als Katalysator erfindungsgemäß Tantal-, Molybdän-, Zirkonium- oder Stickstoffborid in einer Menge von 0,1 —0,2%, bezogen auf das Gewicht des Reaktionsgemisches, verwendet.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Propylenoxid und Essigsäure wird wie folgt durchgeführt:
ίο
Man trägt in ein metallisches Reaktionsgefäß die verflüssigten Ausgangskomponenten und den pulverförmigen Katalysator, d. h. Tantal-, Molybdän-, Zirkonium- oder Stickstoffborid in einer Menge von 0,1 — 0,24Vb, bezogen auf das Gewicht des Reaktionsgemisches, ein, steigert den Druck auf 40.53—50.663 bar und die Temperatur auf 70— 100°C wonach man ein sauerstoffhaltig^ Gas mit einem O2-Gehalt von 10—100 Vol.-% mit einer Geschwindigkeit von 10—121/Std. durchleitet Die Reaktion wird während 1 — 1,5 Stunden durchgeführt Nach Beendigung der Reaktion werden die Endprodukte durch Rektifikation getrennt Man verwendet als Oxydationsgas vorzugsweise Luft ufid führt die Oxydation bei einer Temperatur von 70—80° C und einem Druck von 40.53 bar durch. Den Katalysator erhält man durch die Hochtemperatursynthese aus entsprechenden Stoffen.
Die Anwendung von Tantal-, Molybdän-, Zirkoniumoder Stickstoffborid als Katalysator im obengenannten Verfahren ermöglicht es, die Selektivität der Bildung von Propylenoxid, umgerechnet auf den eingesetzten Acetaldehyd, bis auf 93 Mol-% zu erhöhen.
Zum besseren Verstehen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend konkrete Beispiele der Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens angeführt:
Beispiel 1
In ein metallisches Reaktionsgefäß von 200cm3-Inhalt bringt man 40 ml (24 g) verflüssigtes Propylen, 10 ml (7,5 g) Acetaldehyd und 40 ml (35 g) Benzol (Lösungsmittel) ein und setzt 0,1 g Tantalborid zu. Die Anlage wird hermetisch verschlossen. Luft bis auf den Druck 40.53 bar zugeführt und auf 70° C erwärmt. Danach fängt man die Luftbarbotage im Reaktionsgefaß mit einer Geschwindigkeit von 10—121/Std. an. Nach 1,25 Stunden wird die Oxydation eingestellt, es wird entspannt und das in der Reaktion nicht umgesetzte Propylen bei Raumtemperatur verdampft. Aus dem übriggebliebenen flüssigen Teil (Oxydat) werden Propylenoxid und Essigsäure durch Rektifikation abgetrennt. Der übriggebliebene flüssige Teil (Oxydat) wird analysiert.
Nachstehend wird die Zusammensetzung von Oxydat und die Ausbeute an Propylenoxid und Essigsäure angeführt.
Das im Oxydat enthaltende Propylenoxid 4,6 g
Die im Oxydat enthaltende Essigsäure 5,0 g
Der im Oxydy t enthaltende Acetaldehyd 4,0 g
Umwandlungsgrad, bezogen auf den
Acetaldehyd 49%
Umwandlungsgrad, bezogen auf das
Propylen 13,8%
Selektivität der Bildung von Propylenoxid,
bezogen auf den Acetaldehyd 93 Mol-%
Selektivität der Bildung der Essigsäure,
bezogen auf der. Acetaldehyd 96 Mol-%
Beispiel 2
Das Beispiel wird analog dem im Beispiel 1 erwähnten Verfahren durchgeführt.
Als Katalysator wird Stickstoffborid eingesetzt Nachstehend wird die Zusammensetzung des Oxydats und die Ausbeute an Propylenoxid und Essigsäure angeführt.
Propylenoxidgehalt im Oxydat
Essigsäuregehalt im Oxydat
4,5 g
4,9 g
Acetaldehydgehalt im Oxydat 4,2 g
UmwandJungsgrad, bezogen auf den Acetaldehyd 46%
Umwandlungsgrad, bezogen auf das Propylen 13,5%
Selektivität der Bildung von Propylenoxid, bezogen auf den Acetaldehyd 93% Selektivität der Bildung der Essigsäure, bezogen auf den Acetaldehyd 98%
Beispiel 3
Das Beispiel wird analog dem im Beispiel 1 erwähnten Verfahren verwirklicht
Als Katalysator verwendet man Molybdänborid, die Reaktion wild im Laufe von 1,5 Stunden durchgeführt.
Nachstehend wird die Zusammensetzung des Oxydates und die Ausbeute an Propylenoxid und Essigsäure angeführt
Propylenoxydgehalt im Oxydat 3,2 g
Essigsäurcgehalt im Oxydat 4,2 g
Acetaldehydgehalt im Oxydat 4,8 g
Umwandlungsgrad, bezogen auf den
Acetaldehyd 38%
Umwandlungsgrad, bezogen auf das
Propylen 9,7%
Selektivität der Bildung von Propylen
oxid, bezogen auf den Acetaldehyd 80 Mol-%
Selektivität der Essigsäurebildung,
bezogen auf den Acetaldehyd 95 Mol-%
Beispiel 4
Das Beispiel wird analog dem im Beispiel 1 erwähnten Verfahren verwirklicht.
Als Katalysator verwendet man Zirkoniumborid, die Oxydation wird im Laufe von 1,5 Stunden durchgeführt.
Nachstehend wird die Zusammensetzung des Oxydates und die Ausbeute an Propylenoxid und Essigsäure angeführt.
Propylenoxydgehalt im Oxydat 3,6 g
Essigsäuregehalt im Oxydat 4,7 g
Acetaldehydgehalt im Oxydat 4,1 g
Umwandlungsgrad, bezogen auf den
Acetaldehyd 47%
Umwandlungsgrad, bezogen auf das
Propylen 10,9%
Selektivität der Propylenoxydbildung,
bezogen auf den Acetaldehyd 78 Mol-%
ι ο Selektivität der Essigsäurebildung,
bezogen auf den Acetaldehyd 95 Mol-%
Beispiel 5
In ein metallisches Reaktionsgefäß von 200cmMn-
is halt bringt man 40 ml (24 g) verflüssigtes Propylen, 10 ml (7,5 g) Acetaldehyd und 40 ml (35 g) Benzol (Lösungsmittel) ein und fügt 0,2 g Tantalborid zu. Die Anlage wird hermetisch verschlossen, die Luft wird bis auf den Druck 50.663 bar eingeleitet und auf die Temperatur 1000C erhitzt. Danach fängt man die Luftbarbotage durch den Reaktionsapparat mit einer Geschwindigkeit von 10—121/Std. an. Nach 1 Stunde wird die Oxydation eingestellt, es wird entspannt und nicht umgesetztes Propylen bei Raumtemperatur verdampf».
Aus dem übriggebliebenen flüssigen Teil (Oxydat) werden Propylenoxid und Essigsäure durch Rektifikation abgetrennt.
Der übriggebliebene flüssige Teil (Oxydat) wird
analysiert. Nachstehend wird die Zusammensetzung des Oxydates und die Ausbeute an Propylenoxid und Essigsäure angeführt.
Propylenoxydgehalt im Oxydat 4,7 g
is Essigsäuregehal». im Oxydat 5,1 g
Umwandlungsgrad, bezogen auf den
Acetaldehyd 50%
Umwandlungsgrad, bezogen auf das
Propylen 14,0%
-to Selektivität der Propylenoxidbildung,
bezogen auf den Acetaldehyd 75 Mol-%
Selektivität der Essigsäurebildung,
bezogen auf den Acetaldehyd 92 Mol-%

Claims (1)

  1. Patentanspruch:
    Verfahren zur Herstellung von Propylenoxid und Essigsäure durch Oxydation von Propylen und Acetaldehyd mit einem sauerstoffhaltigen Gas in der flüssigen Phase in Gegenwart eines Katalysators bei einer Temperatur von 70 bis 100° C und einem Druck von 40,53 bis 50,663bar, dadurch gekennzeichnet, daß man als Katalysator Tantal-. Molybdän-, Zirkonium- oder Stickstoffborid in einer Menge von 0,1 bis 0,2%, bezogen auf das Gewicht de-, Reaktionsgemisches, verwendet
DE2810857A 1978-03-13 1978-03-13 Verfahren zur Herstellung von Propylenoxid und Essigsäure Expired DE2810857C3 (de)

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