DE3221173C2 - Verfahren zur Herstellung von Isobutyrylfluorid - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Carbonylierungsverfahren für die Herstellung eines Acyliumanionen-Additionsprodukts, beispielsweise Säurefluoriden, bei dem Kohlenmonoxid und wasserfreie Säure, wie Fluorwasserstoff, unter Bildung einer einzigen, flüssigen Phase vorvermischt werden, die in einem zweiten Reaktor mit der organischen Verbindung, beispielsweise Propylen, unter Bildung eines organischen Kohlen mon oxid-Säureanion-Additionsproduktes, beispielsweise Isobutyrylfluorid, umgesetzt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Isobutyrylfluorid durch Carbonylierung von Propylen mit Kohlenmonoxid in wasserfreiem Fluorwasserstoff.

In der Literatur, wie in der GB-PS 9 42 367 und der DE-PS 27 50 719, wird insgesamt die Forderung von Systemen mit einer Gas-Flüssigkeits-Phase und einem wäßrigen, sauren Katalysatorreaktionsmedium für die Herstellung von Carbonsäuren aus Verbindungen mit einer oder mehreren Doppelbindungen oder Estern, die anschließend weiter hydrolysiert werden, um Carbonsäuren zu erhalten, betont. Bei diesen Verfahren treten verschiedene, ernste, irreversible Polymerisationen auf, und das wäßrige, saure Medium wirkt korrodierend, so daß teure Vorrichtungen erforderlich sind.

Beispielsweise wird in der Literatur (US-PS 28 31 877) beschrieben, daß Säurefluoride durch Umset-7ung von Olefinen mit Kohlenmonoxid und wasserfreiem Fluorwasserstoff gebildet werden können. Diese Reaktion ist eine Reaktion in zwei Phasen, wobei das Kohlenmonoxid in gasförmigem Zustand und das Olefin und der Fluorwasserstoff in flüssigem Zustand vorliegen. Wie bei den meisten Reaktionen, die in zwei Phasen ablaufen, treten Schwierigkeiten, bedingt durch das Erfordernis des zusätzlichen Vermischens und des Ersatzes von Kohlenmonoxid in der Flüssigkeit, wenn es verbraucht ist, auf. Dies ist extrem wichtig, da die Olefine bei diesen Bedingungen dimerisieren oder polymerisieren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der bekannten Verfahren zu überwinden und insbesondere die Bildung von Oligomeren von Propylen zu verhindern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Verfahren der obengenannten Art dadurch gelöst, daß man

(a) ein erstes flüssiges Gemisch aus Kohlenmonoxid und wasserfreiem Fluorwasserstoff bei Temperaturen im Bereich von 0 bis 100⁰C und einem Druck im Bereich von 14 bis 682 bar bildet und daß man

(b) das in (a) erhaltene flüssige Gemisch mit Propylen in einem Reaktor in flüssiger Phase bei Temperaturen von 40 bis 60⁰C und Drücken von 34 bis 340 bar umsetzt, wobei das Molverhältnis von Kohlenmonoxid zu Propylen 1:1 bis 5 :1 und das Molverhältnis von Fluorwasserstoff zu Propylen 10:1 bis 20:1 beträgt

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die Carbonylierung von Propylen in wasserfreiem Fluorwasserstoff rasch und unter Bildung von weniger Nebenprodukten abläuft, wenn man ein flüssiges Gemisch aus Kohlenmonoxid und wasserfreier Fluorwasserstoffsäure bildet und dieses flüssige Gemisch in einem anderen Reaktor mit flüssigem Propylen umsetzt

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden Kohlenmonoxid und Fluorwasserstoff in einem ersten Reaktor unter Bildung einer flüssigen Phase vorvermischt, die bevorzugt mit Kohlenmonoxid gesättigt ist Diese wird schnell in einem zweiten Reaktor mit Propylen, das das Kohlenmonoxid addiert unter Reaktionsbedingungen der flüssigen Phase umgesetzt, wobei sich ein Acyliumanionenprodukt, nämlich Isobutyrylfluorid, mit wesentlichen Ausbeuten bildet Isobutyrylfluorid kann weiter mit überschüssigem Wasser unter Bildung der Carbonsäure, d. h. Isobuttersäure, umgesetzt werden, welche ihrerseits unter Bildung von Methacrylsäure, oxydehydriert werden kann.

Anhand der Zeichnungen wird die Erfindung näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 ein Diagramm der Löslichkeit von Kohlenmonoxid in wasserfreiem Fluorwasserstoff; und
Fig.2 ein schematisches Diagramm eines Reaktors für das erfindungsgemäße Verfahren.

Durch die Erfindung wird auch die Verwendung des so hergestellten Isobutyryifluorids durch Hydrolyse mit Wasser unter Bildung von Isobuttersäure und Oxydehydrierung unter Bildung von Methacrylsäure in Betracht gezogen.

Somit kann das erhaltene Isobutyrylfluorid unter Bildung der entsprechenden Carbonsäure, d. h. von Isobuttersäure, bei solchen Bedingungen hydrolysiert werden, bei denen die Carbonsäure geb'Jdet v. ird. Die wasserfreie Säure kann regeneriert werden. Bevorzugt wird die Carbonsäure aus dem hydrolysierten Gemisch abgetrennt und das verbleibende, hydrolysierte Gemisch, das keine nachteilige Menge an Wasser und andere Nebenprodukte enthält und das wasserfreie Säure, z. B. Fluorwasserstoff, und/oder Kohlenmonoxid und/oder nichtumgesetztes Isobutyrylfluorid enthält, wird zu dem flüssigen Gemisch aus wasserfreier Säure und Kohlenmonoxid recyclisiert.

Die so erhaltene Isobuttersäure kann durch Oxydeso hydrierung in der Dampfphase und in Anwesenheit eines Sauerstoff enthaltenden Gases, Luft oder von Sauerstoff selbst in Methacrylsäure umgewandelt werden. Die Umsetzung kann mit Wasser bei einer Temperatur von 300 bis 500⁰C und einem Druck von 0,49 bis 1,96 bar in Anwesenheit eines Katalysators, der Eisen, Phosphor und Sauerstoff enthält und durch die empirische Formel FeP.O, dargestellt wird, wobei, relativ zu 1 Atom Eisen, χ 0,25 bis 3,5 Atome Phosphor und ζ die Zahl der Sauerstoffatome bedeuten, die erforderlich sind, um die Wertigkeitserfordernisse des Katalysators zu erfüllen, erfolgen.

Reaktionsteilnehmer

Das Kohlenmonoxid kann aus irgendeiner Quelle stammen, es muß jedoch im wesentlichen frei von Wasser sein, d.h. weniger als 1000 ppm Wasser enthalten. Das Kohlenmonoxid kann mit anderen Verbindungen,

die die Reaktion nicht stören, verdünnt sein. Beispielsweise kann man trockenes Synthesegas oder trockene Kohleverbrennungsgase verwenden. Es ist bevorzugt, trockenes Kohlenmonoxid selbst einzusetzen.

Das Propylen, das mit dem Kohlenmonoxid und der wasserfreien Säure reagieren kann, kann andere Verbindungen und/oder sehr geringe Mengen an Wasser enthalten, beispielsweise weniger als 1000 ppm Wasser, die die Reaktion in flüssiger Phase nicht stören und/oder nicht bewirken, daß sich zwei Phasen bilden.

Die Fluorwasserstoffsäure, die für das Verfahren zur Herstellung von Isobutyrylfluorid verwendet wird, sollte im wesentlichen kein Wasser enthalten, d. h. wasserfrei sein; der Ausdruck »wasserfrei«, wie er in der vorliegenden Beschreibung und in den Ansprüchen verwendet wird, bedeutet eine Säure, die im wesentlichen wasserfrei ist, d. h. weniger als 1000 ppm Wasser enthält, oder, wenn sie Wasser enthält, stört es die Reaktion bei der Bildung des Isobutyrylfluorids oder des Carbonsäureesters daraus nicht.

Reaktionsbedingungen zur Bildung von
Isobutyrylfluorid

Die Umsetzung von Kohlenmonoxid mit der organischen Verbindung und der wasserfreien Säure erfolgt bei Temperaturen von 40 bis 60⁰C, bevorzugt etwa 50°C. Der Kohlenmonoxid-Druck kann von 34 bis 340 bar variieren und beträgt vorzugsweise 170 bis 340 bar. Der Druck wird erhöht, wie es die Löslichkeit des Kohlenmonoxids in der wasserfreien Säure erfordert, wie es beispielsweise in F i g. 1 gezeigt wird, wo die Erhöhung in der Menge an Kohlenmonoxid, gelöst in wasserfreiem Fluorwasserstoff, bei Druck- und Temperaturerhöhungen dargestellt ist

Das Molverhältnis von Fluorwasserstoff zu Propylen beträgt 10:1 bis 20 :1, bevorzugt etwa 15:1. Das Molverhältnis von Kohlenmonoxid zu Propylen liegt bei 1 :1 bis 5 :1, bevorzugt 1,5 :1 bis 1:1. Das Maximum entspricht der Sättigungsgrenze von Kohlenmonoxid in dem Reaktionsgemisch während und bei Beendigung der Reaktion.

Das gesamte Kohlenmonoxid (CO) und der gesamte wasserfreie Fluorwasserstoff, der mit der organischen Verbindung, d. h. Propylen, umgesetzt werden soll, sollten gut in dem ersten Reaktor unter Bildung eines flüssigen Gemisches vermischt werden, in dem das CO gelöst ist Bevorzugt ist das flüssige Gemisch mit CO gesättigt. Das Vermischen sollte erfolgen, bevor das Gemisch mit dem Propylen umgesetzt wird. Das Propylen wird dann in flüssiger Phase schnell unter Mischen mit der Vormischung aus Kohlenmonoxid und Säure in dem zweiten Reaktor umgesetzt. Im allgemeinen verläuft die Umsetzung, abhängig von dem Druck und der Temperatur, innerhalb von Minuten unter Biidung des Isobutyrylfluorids. Das Propylen selbst kann mit Kohlenmonoxid oder mit anderen inerten Verdünnungsstoffen, z. B. Methan, Ethan, Propanol etc, in der flüssigen Phase unter Bildung eines flüssigen Gemisches, das das Propylen und CO und/oder Inertstoffe enthält, vor der Umsetzung mit dem flüssigen Gemisch aus wasserfreier Säure, die mit dem Kohlenmonoxid verdünnt ist, verdünnt werden. Der zweite Reaktor kann ein Stöpselströmungsreaktor, ein Rückmischreaktor oder ein anderer Reaktor sein, der dem Fachmann geläufig ist. Bevorzugt wird ein Stöpseiströmungsreakior verwendet.

Nach Beendigung der Reaktion, bei der das Isobutyrvlfluorid gebildet wurde, was von den Reaktionsbedingungen, die dem Fachmann bekannt sind, abhängt, werden 1 bis 100% des gebildeten Isobutyrylfluorids von dem Produktgemisch abgetrennt Bevorzugt werden 80 bis 100% des Isobutyrylfluorids abgetrennt, und das verbleibende Produktgemisch wird in den ersten oder zweiten Reaktor recyclisiert, d. h. das Kohlenmonoxid, die wasserfreie Säure und das Propylen. Es können auch 1 bis 100%, bevorzugt 80 bis 100%, der wasserfreien Säure aus dem das Isobutyrylfluorid enthaltenden Produktgemisch nach Beendigung der Reaktion unter Bildung des Isobutyrylfluorids abgetrennt werden, und die abgetrennte, wasserfreie Säure kann zurück in den ersten Reaktor zum weiteren Vermischen mit Kohlenmonoxid recyclisiert werden.

Die Abtrennung kann nach irgendeinem an sich bekannten Verfahren zur Abtrennung, wie durch Destillation, erfolgen.

Hydrolyseverfahren unter Bildung der entsprechenden Carbonsäure

Die Hydrolysereaktion des Isobutyryifluorids mit überschüssigem Wasser kann bei Temperaturen von 20 bis 150⁰C und bei Drucken von 1 bis 340 bar durchgeführt werden. Normalerweise wird sie jedoch bei Temperaturer, von 40 bis 70° C und Drucken von 24 bis 200 bar durchgeführt Die Temperatur und der Druck werden so ausgewählt, daß eine Zersetzung der gewünschten Produkte vermieden wird.

Die Gesamtmenge an zugegebenem Wasser kann in das Reaktionsgemisch injiziert werden, nachdem die Reaktion unter Bildung des Isobutyrylfluorids beendigt ist. Die Hydrolysestufe verläuft exotherm und somit kann ein Kühlen erforderlich sein.

Veresterungsverfahren unter Bildung von
Carbonsäureestern

Die Veresterungsreaktion des Isobutyrylfiuoridi mit einem Alkohol insbesondere kann bei Temperaturen von 20 bis 150⁰C und bei Drucken von 1 bis 340 bar erfolgen. Normalerweise erfolgt sie bei Temperaturen von 40 bis 70° C und bei Drucken von 3 bis 6 bar. Die Temperatur und der Druck werden so eingestellt, daß die Zersetzung der gewünschten Produkte vermieden und eine Abtrennung der Produkte erleichtert wird.

Es ist bevorzugt, daß die Reaktanten während der Veresterung gerührt werden. In vielen Fällen, wenn schnelles Vermischen verwendet wird, kann die Veresterungsreaktion mit der gleichartigen Regeneration mit der wasserfreien HF innerhalb von Sekunden bis Minuten beendet sein.

1 bis 100%, bevorzugt SO bis 100%, der wasserfreien Saure werden von dem Veresterungsproduktgemisch abgetrennt und für die Reaktion zur Bildung von weiterem Jsobutyrylfluoridprodukt recyclisiert. Der recyclisierte Strom kann geringe Mengen von nicht-abgetrenntem, nicht-verestertem Isobutyrylfluorid und/oder Carbonsäureester und/oder nicht-umgesetzter organischer Verbindung enthalten.

Die Trennung kann nach irgendeinem der an sich bekannten Verfahren für die Abtrennung, wie Destillation oder Lösungsmittelextraktion, erfolgen; bevorzugt wird die Destillation verwendet.

Bildung der Acrylsäure und der Methacrylsäure
Die Isobuttersäure, die aus dem lsobutvrvlfluorid ze-

bildet wird, kann nach der Hydrolyse gemäß den US-PS

35 85 248, 35 85 249, 35 85 250, 36 34 494, 36 52 654,

36 60 514, 37 66 191, 37 81336, 37 84 483, 38 55 279,

39 17 673, 39 48 959, 39 68 149, 39 75 301, 40 29 695,

40 61 673,40 81 465, 40 88 602 und der GB-PS 14 47 593 beschriebenen Verfahren oxydehydriert werden.

Der Reaktor für die Herstellung des Isobutyrylfluoridproduktes

Die Reaktion kann in einem beliebigen Reaktor durchgeführt werden, der Einrichtungen aufweist, um ein Gemisch in flüssiger Phase aus Kohlenmonoxid und wasserfreiem Fluorwasserstoff, z. B. in einem Mischdrucktank, zu ergeben, und der Einrichtungen umfaßt, um das Gemisch in flüssiger Phase aus Kohlenmonoxid und wasserfreiem Fluorwasserstoff mit einer flüssigen Phase. Hi? Has Pronvlpn pnthäjt/7. R. ein Röhrenreaktor* getrennt zu behandeln, wobei das ein Isobutyrylfluorid enthaltende Produktgemisch gebildet wird. Er kann weiter eine Einrichtung zur Abtrennung des Isobutyrylfluorid-Produktes aus dem Produktgemisch, z. B. eine Destillationssäule, oder eine Einrichtung zur Abtrennung des Isobutyrylfluorid-Produktes aus dem Produktgemisch und Einrichtungen, um das aus dem Produktgemisch abgetrennte Isobutyrylfluorid getrennt zu hydrolysieren oder zu verestern, wobei eine Carbonsäure oder ein Ester gebildet wird (z. B. eine Destillationssäule, die mit dem Reaktor verbunden ist) aufweisen. Er kann weiterhin eine Einrichtung aufweisen, um das Isobutyrylfluorid-Produkt in dem Produktgemisch zu einer Carbonsäure oder einem Ester getrennt zu hydrolysieren oder zu verestern. Eine Einrichtung zur Abtrennung der Carbonsäure oder des Esters kann an dem Reaktor vorgesehen sein (z. B. eine Destillationssäule). Einrichtungen zum Einleiten der Reaktionsteilnehmer in den Reaktor (z. B. Pumpen) können an dem Reaktor angebracht sein.

F i g. 2 zeigt ein schematisches Diagramm eines typischen Reaktionssystems, welches bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann. Ein solches System enthält Quellen für die Fluorwasserstoffsäure 10, eine Quelle für Kohlenmonoxid 11 und eine Quelle für Propylen 12. Das Kohlenmonoxid wird mit einer Abmeßvorrichtung, wie einem Abmeßventil 13, über die Leitung 14 in den Druckmischtank 15, der unter Druck steht, geleitet Die Fluorwasserstoffsäure wird in den Mischtank über die Leitung 16 mittels einer Einleitvorrichtung, wie einer Pumpe 17, geleitet. Der unter Druck stehende Mischtank 15 sollte ebenfalls mit einer Rührvorrichtung, wie einem Rührer 18, ausgerüstet sein. Der unter Druck stehende Mischtank kann im allgemeinen eine flüssige Phase 19 und eine Gasphase 20 aufweisen, in der das Kohlenmonoxid, das nicht in dem Fluorwasserstoff gelöst ist, aufrechterhalten wird.

Die flüssige Phase umfaßt ein Gemisch aus Kohlenmonoxid und Fluorwasserstoff. Das Gemisch wird über die Leitung 21 unter Druck in den Einlaß eines Reaktors geleitet, wie eines Stöpselströmungs- oder Röhrenreaktors 22.

Das Propylen wird über die Leitung 23 in den Reaktoreinlaß über eine Flüssigkeits-Flüssigkeits-Mischdüse geleitet. Eine Abmeßpumpe 24 sollte ebenfalls verwendet werden, um das Propylen mit der gewünschten Geschwindigkeit und dem gewünschten Reaktionsdruck einzuleiten.

Der erfindungsgemäße Reaktor muß den hydraulischen Druck des Systems aufrechterhalten können und muß eine ausreichende Verweilzeit für den Ablauf der Reaktion gewährleisten. Die Reaktionszeit wird im allgemeinen in Abhängigkeit von der Reaktionstemperatur variieren. Erhöhte Temperaturen erhöhen die Reaktionsgeschwindigkeit. Im allgemeinen sollte die Reaktionszeit nicht länger als ungefähr 120 s betragen, obgleich es dem Fachmann geläufig ist, die bevorzugte Reaktionszeit für besondere Reagentien, Temperaturen und Drucke genau zu bestimmen.

Das Reagensgemisch, das die Säure, die Fluorwasserstoff-Kohlenmonoxid-Lösung und das Propylen enthält, geht durch den Reaktor und tritt durch ein Druckentspannungsventil oder ein Ablaßventil 25 aus.

Dies ist ein einfaches, schematisches Diagramm eines Reaktionssystems, das für die vorliegende Erfindung geeignet ist. Bei der vorliegenden Erfindung können verschiedene Arten von Reaktoren verwendet werden, und der Fachmann kann ohne Schwierigkeiten, einen geeigneten Reaktor, der für den besonderen, gewünschten Zweck geeignet ist, auswählen.

Nachdem die Reaktionsteilnehmer durch das Ablaßventil 25 hindurchgegangen sind, kann die zusätzliche Stufe für die Hydrolyse oder Veresterung des Isobutyrylfluorids in einem zweiten Reaktor 26 oder in einer Verlängerung des Röhrenreaktors 22 erfolgen. Die Hydrolyse wird einfach durchgeführt, indem man Wasser zu dem staifHen organischen Kohlenmonoxid-Isobutyrylfluorid-Produkt zugibt. Dabei werden die Isobuttersäure und der Fluorwasserstoff gebildet, die dann mit einer Destillationsvornchtung 27 getrennt und erneut gegebenenfalls unter Bildung eines zusätzlichen stabilen organischen Kohlenmonoxid-Säureanionen-Additionsproduktes verwendet werden können. Die Säure kann ebenfalls mit anderen Verbindungen, wie einem Alkohol, unter Bildung eines Esters umgesetzt werden.

Bei der vorliegenden Erfindung ist es äußerst wichtig, daß die entsprechende Menge an Kohlenmonoxid in Lösung aufrechterhalten wird. Aus dem Diagramm der F i g. 1 folgt, daß die Menge an Kohlenmonoxid, die in wasserfreiem Fluorwasserstoff gelöst werden kann, bestimmt werden kann. Diese Werte wurden empirisch bestimmt und der Fachmann kann ähnlich die Löslichkeit von Kohlenmonoxid in irgendeiner wasserfreien oder im wesentlichen wasserfreien Säure bei einer bestimmten Temperatur und einem bestimmten Druck bestimmen. Bezogen auf die molare Menge an organischer Verbindung, die umgesetzt werden soll, kann die für die Reaktion benötigte Menge an Kohlenmonoxid bestimmt werden.

Andere erforderliche Informationen sind die gewünschten Reaktionsbedingungen, z. B. der Druck und die Temperatur im Reaktor. Daraus kann der molare Prozentgehalt an Kohlenmonoxid, das in der Säure, z. B. Fluorwasserstoff, gelöst ist, bestimmt werden. Hieraus kann die Menge an Säurelösung, z. B. aus Fluorwasserstoff, die erforderlich ist, um ausreichend Kohlenmonoxid zuzuführen, das mit der organischen Verbindung reagiert, ebenfalls bestimmt werden.
Wenn beispielsweise die gewünschten Reaktionsbedingungen 341 bar und 8O⁰C betragen, ist es in Fig. 1 bekannt oder man kann empirisch feststellen, daß bei diesen Bedingungen sich 635 kg Kohlenmonoxid in 95,4 kg wasserfreiem Fluorwasserstoff lösen werden.

Genauer gesagt beträgt beispielsweise bei der BiI-dung von Isobutyrylfluorid aus Propen die gewünschte Strömungsgeschwindigkeit von Propen 103 kg-mol/h oder 4320 kg/h. Es ist bevorzugt einen etwa lO°/oigen Überschuß an Kohlenmonoxid sicherzustellen, damit

ausreichend Kohlenmonoxid für das Olein verfügbar ist. Daher sind etwa 113 kg-mol/h (3161 kg/h) Kohlenmonoxid erforderlich. Da die Löslichkeit des Kohlenmonoxids in Fluorwasserstoff bei den Reaktionsbedingungen 14 kg CO/lOOkg HF beträgt, ist es bekannt, daß 22 580 kg/h HF ausreichen, um das Kohlenmonoxid, das für di«· Umsetzung mit dem Propen erforderlich ist, zu lösen. Dies entspricht 1128 kg-mol/h, was ein Mol verhältnis von Fluorwasserstoff zur Propen von 11:1 ergibt.

Bei 201 bar und 80⁰C lösen sich 4,08 kg Kohlenmonoxid in 45,4 kg Fluorwasserstoff. Daher berechnet sich das minimale Molverhältnis bei diesem Fall als 17 : 1 HF zu Propen.

Nachdem man einmal die geeigneten Verhältnisse von Propylen und Säure-Kohlenmonoxid-Lösungen bestimmt hat, wird die Lösung aus Kohlenmonoxid und Säure in den Mischbehälter bei den gewünschten Reaktionsbedingungen injiziert bzw. eingeleitet. Die Lösung aus Kohlenmonoxid in Säure, d. h. Fluorwasserstoff, die sich in dem Mischbehälter bildet, wird in den Reaktor abgemessen. Der Mischbehälter muß bei einer ausreichend hohen Temperatur und ausreichend hohem Druck gehalten werden, um das Kohlenmonoxid in Lösung zu halten. Die gewünschte Menge an Propylen wird ebenfalls in den Reaktor abgemessen, wo sie in Kontakt mit der Lösung aus Kohlenmonoxid in dem Fluorwasserstoff kommt und sich damit vermischt.

Die Reagentien werden durch den Reaktor geleitet, währe ..d der Druck und die Temperatur aufrechterhalten werden. Da diese Reaktion im allgemeinen exotherm abläuft, kann es erforderlich sein, den Reaktor mit einem Kühlmantel auszurüsten. Für die Reaktion von Kohlenmonoxid, Fluorwasserstoff und Propylen ist dies besonders wichtig, da die Reaktion bei einer Temperatür unter 90° C durchgeführt werden sollte.

Die Reagentien werden, nachdem sie einmal durch den Reaktor durchgelaufen sind, durch ein Ablaßventil entnommen und gegebenenfalls weiter gereinigt oder weiter umgesetzt. Eine typische Reaktion wäre, wie oben beschrieben, die Hydrolyse des stabilen organischen Säurefluorids unter Bildung einer Carbonsäure und der Säure, d. h. Fluorwasserstoff.

Das folgende Beispiel erläutert die Erfindung.

45 Beispiel

Als Reaktor wird in diesem Beispiel ein 1-l-Monel-Autoklav verwendet, der mit einem Turbinenschaufelrührer ausgerüstet ist und zwei Einlasse und einen Bodenauslaß aufweist, der mit einem Reaktor verbunden ist Der Reaktor ist ein Röhrenreaktor, der ein 12,2 m langes Rohr mit einem Durchmesser von 1,27 cm aufweist, das an einem Ende mit dem Auslaß des Autoklaven und an dem Entlüftungsende mit einem Ablaßventil verbunden ist Die Reaktionstemperatur wird bei etwa 30° C und der Druck bei einem Wert von 201 bar gehalten.

Bei dieser Reaktion wird Propen unter Bildung von Isobutyrylfluorid umgesetzt Das Kohlenmonoxid wird in den Autoklaven mit einer Geschwindigkeit von 3,5 gmol/h und der Fluorwasserstoff mit einer Geschwindigkeit von 55 g-mol/h injiziert, und dann wird unter Bildung einer flüssigen Phase aus Kohlenmonoxid in Fluorwasserstoff, die in den Röhrenreaktor injiziert wird, vermischt Die Strömungsgeschwindigkeit von Propen in den Röhrenreaktor beträgt 2,6 g-mol/h. Die Gesamtströmungsrate der Reagentien durch den Röhrenreaktor beträgt 1198 g/h. Unter Verwendung dieses Verfahrens werden 2,05 g-mol/h Isobutyrylfluorid gebildet. In dem Abstrom verbleiben 1,0 g-mol/h Kohlenmonoxid, 52,4 g-mol/h Fluorwasserstoff und Spuren an Propen. Der verbleibende Abstrom enthält andere unerwünschte organische Verbindungen. Die Selektivität dieser Reaktion zu Isobutyrylfluorid beträgt ungefähr 75%.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zur Herstellung von Isobutyrylfluorid durch Carbonylierung von Propylen mit Kohlenmonoxid in wasserfreiem Fluorwasserstoff, dadurch gekennzeichnet, daß man

   (a) ein erstes flüssiges Gemisch aus Kohlenmonoxid und wasserfreiem Fluorwasserstoff bei Temperaturen im Bereich von 0 bis 100⁰C und einem Druck im Bereich von 14 bis 682 bar bildet und daß man

   (b) das in (a) erhaltene flüssige Gemisch mit Propylen in einem Reaktor in flüssiger Phase bei Temperaturen von 40 bis 60" C und Drücken von 34 bis 340 bar umsetzt, wobei das Molverhäitnis von Kohlenmonoxid zu Propylen 1:1 bis 5 :1 und das Molverhältnis von Fluorwasserstoff zu Propylen Ί0 :1 bis 20 :1 beträgt