EA029427B1 - Process for the hydrohalogenation of an unsaturated hydrocarbon - Google Patents

Process for the hydrohalogenation of an unsaturated hydrocarbon Download PDF

Info

Publication number
EA029427B1
EA029427B1 EA201591183A EA201591183A EA029427B1 EA 029427 B1 EA029427 B1 EA 029427B1 EA 201591183 A EA201591183 A EA 201591183A EA 201591183 A EA201591183 A EA 201591183A EA 029427 B1 EA029427 B1 EA 029427B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
unsaturated hydrocarbon
catalyst
reaction
equal
hydrohalogenation
Prior art date
Application number
EA201591183A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
EA201591183A1 (en
Inventor
Марко Пиччинини
Армин Т. Либенс
Доминик Бальтазар
Original Assignee
Солвей Са
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Солвей Са filed Critical Солвей Са
Publication of EA201591183A1 publication Critical patent/EA201591183A1/en
Publication of EA029427B1 publication Critical patent/EA029427B1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C17/00Preparation of halogenated hydrocarbons
    • C07C17/07Preparation of halogenated hydrocarbons by addition of hydrogen halides
    • C07C17/08Preparation of halogenated hydrocarbons by addition of hydrogen halides to unsaturated hydrocarbons
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J31/00Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
    • B01J31/02Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides
    • B01J31/0277Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides comprising ionic liquids, as components in catalyst systems or catalysts per se, the ionic liquid compounds being used in the molten state at the respective reaction temperature
    • B01J31/0278Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides comprising ionic liquids, as components in catalyst systems or catalysts per se, the ionic liquid compounds being used in the molten state at the respective reaction temperature containing nitrogen as cationic centre
    • B01J31/0281Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides comprising ionic liquids, as components in catalyst systems or catalysts per se, the ionic liquid compounds being used in the molten state at the respective reaction temperature containing nitrogen as cationic centre the nitrogen being a ring member
    • B01J31/0284Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides comprising ionic liquids, as components in catalyst systems or catalysts per se, the ionic liquid compounds being used in the molten state at the respective reaction temperature containing nitrogen as cationic centre the nitrogen being a ring member of an aromatic ring, e.g. pyridinium
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J31/00Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
    • B01J31/02Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides
    • B01J31/0277Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides comprising ionic liquids, as components in catalyst systems or catalysts per se, the ionic liquid compounds being used in the molten state at the respective reaction temperature
    • B01J31/0292Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides comprising ionic liquids, as components in catalyst systems or catalysts per se, the ionic liquid compounds being used in the molten state at the respective reaction temperature immobilised on a substrate
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C17/00Preparation of halogenated hydrocarbons
    • C07C17/07Preparation of halogenated hydrocarbons by addition of hydrogen halides
    • C07C17/087Preparation of halogenated hydrocarbons by addition of hydrogen halides to unsaturated halogenated hydrocarbons
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2231/00Catalytic reactions performed with catalysts classified in B01J31/00
    • B01J2231/30Addition reactions at carbon centres, i.e. to either C-C or C-X multiple bonds
    • B01J2231/32Addition reactions to C=C or C-C triple bonds
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2531/00Additional information regarding catalytic systems classified in B01J31/00
    • B01J2531/80Complexes comprising metals of Group VIII as the central metal
    • B01J2531/82Metals of the platinum group
    • B01J2531/824Palladium

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

Described is a process for the hydrohalogenation of an unsaturated hydrocarbon using a catalyst comprising at least one ionic liquid (IL) and at least one metal, according to which said IL and metal are encapsulated inside a porous solid carrier.

Description

изобретение относится к способу гидрогалогенирования ненасыщенного углеводорода, предпочтительно гидрогалогенирования ацетилена, для того, чтобы получить винилхлорид (ВХ).

Производство ВХ реакцией между ацетиленом и хлоридом водорода обычно осуществляется в газовой фазе, в реакторе с неподвижным слоем, в присутствии гетерогенного твердого катализатора на основе хлорида ртути на носителе. Главным образом по соображениям токсичности в настоящее время возрастает интерес к каталитическим системам с пониженным содержанием ртути или к каталитическим системам, которые не содержат соединений ртути.

Были разработаны разнообразные катализаторы, предназначенные заменить катализаторы, используемые в настоящее время в газофазных способах.

Например, в нерассмотренной заявке на патент Японии 52/136104 описан способ гидрохлорирования ацетилена в газовой фазе в присутствии неподвижного каталитического слоя, состоящего из галогенидов благородных металлов, осажденных на активированном угле. Однако на сегодняшний день срок службы таких альтернативных катализаторов, предназначенных для применения в газофазных способах, остается значительно более коротким, чем таковой катализаторов на основе соединений ртути.

Кроме того, в литературе имеются некоторые примеры гидрохлорирования ацетилена в присутствии жидкой каталитической среды.

В патенте Германии 709000 описан способ получения винилгалогенидов путем приведения ацетилена в контакт при высоких температурах с расплавленной массой галогеноводородных солей органических оснований, содержащей стандартный катализатор. В качестве органических оснований предусматриваются алифатические, ароматические или гетероциклические амины и их смеси.

В авторском свидетельстве СССР 237116 описано применение водного раствора кислоты, содержащего 46 мас.% хлорида одновалентной меди и от 14 до 16 мас.% гидрохлорида метиламина, диметиламина или триметиламина.

В заявке на европейский патент ЕР-А-0340416 раскрыт способ получения ВХ реакцией ацетилена с хлоридом водорода в присутствии соединения палладия в качестве катализатора в растворителе, состоящем из алифатического или циклоалифатического амида, при температуре выше комнатной температуры. Хотя он и позволяет получить высокие выходы, данный способ, однако, имеет некоторые существенные недостатки: выяснилось, что в условиях реакции жидкая каталитическая система постепенно разлагается, образуя черноватые продукты внешне похожие на уголь. Кроме того, в присутствии хлорида водорода амид превращается в гидрохлорид, температура плавления которого обычно намного выше комнатной температуры. Например, гидрохлорид Ν-метилпирролидона является жидким только выше 80°С. На практике это может вызывать серьезные проблемы при практической реализации, проблемы, связанные с агломерацией каталитической среды при остановках реактора, или блокировку линий в наиболее холодных точках установки. Тогда температуру всего реактора, а также линий, в которых течет реакционная среда, необходимо постоянно поддерживать выше температуры плавления гидрохлорида.

Данные различные проблемы, кажется, были решены благодаря системам каталитического гидрохлорирования, описанным в заявках на европейский патент ЕР-А1-0519548 и ЕР-А1-0525843, которые содержат по меньшей мере одно соединение металла группы VIII и либо гидрохлорид амина, температура плавления которого составляет менее или равна 25°С, либо гидрохлорид жирного амина, содержащий более 8 атомов углерода, температура плавления которого выше 25°С, и органический растворитель, выбранный из алифатических, циклоалифатических и ароматических углеводородов и их смесей. Тем не менее, каталитические системы, которые описаны в данных заявках, в особенности таковые, где соединение металла группы VIII представляет собой хлорид платины(11) или хлорид палладия(П), не являются вполне удовлетворительными, если рассматривать достигаемые при их использовании рабочие характеристики в плане производственной эффективности по ВХ, получаемому гидрохлорированием ацетилена, и в плане долгосрочной стабильности.

В публикации \УО 2008/77868 раскрыта система каталитического гидрохлорирования, содержащая по меньшей мере один гидрохлорид амина и по меньшей мере одно соединение металла группы VIII, выбранное из группы, состоящей из смесей соединения платиныДУ) с хлоридом 8и(П), смесей соединения платины(П) с оксидом трифенилфосфина и смесей соединения палладия(П) с трифенилфосфином. Данные каталитические системы показывают улучшенную производственную эффективность по сравнению с системами, описанными в заявках на европейский патент ЕР-А-0519548 и ЕР-А-0525843.

Другим примером раскрытия, относящегося к жидкой каталитической среде для гидрохлорирования ацетилена в ВХ, является заявка на патент Китая 102671701, в которой раскрыты катализаторы, предотвращающие высвобождение ртути за счет того, что они образованы особым носителем, нагруженным ионной жидкостью с закрепленной ртутью, причем ионная жидкость химически связана с поверхностью носителя посредством силанового связывающего агента - силикатного эфира, а хлорид ртути связан с имидазольным кольцом ионной жидкости координационной связью. Утверждается, что каталитическое гидрохлорирование ацетилена осуществляется в слое ионной жидкости, закрепленном на поверхности

- 1 029427

носителя, и позволяет достигать высокой степени конверсии ацетилена.

Наконец, в заявке на патент Китая 101716528 (автор изобретения Ζ1ιίνοη§ Уи) раскрыты каталитические системы для получения ВХ гидрохлорированием ацетилена, содержащие ионную жидкость (ИЖ) на основе имидазолия (который является непротонированным катионом) с хлоридным, бромидным, гексафторфосфатным или тетрафторфосфатным ионом в качестве аниона и один или более из хлоридов золота, платины, палладия, олова, ртути, меди или родия.

Оказывается, что последняя вышеупомянутая каталитическая система ведет к относительно высокой селективности и высоким степеням конверсии, по меньшей мере когда ее используют в лабораторной установке, изготовленной из химически инертного материала (такого как стекло или Ругех). В этой связи публикация в Огееп Сйет.. 2011, 13, 1495, одним из авторов которой является Ζ1ιί\Όη§ Уи, явным образом описывает стеклянный реактор без упоминания какой-либо проблемы коррозии. Фактически, стекло не выбирали намеренно для учета проблем коррозии, но оно представляло собой лишь резервный материал, используемый в многоцелевой лабораторной установке.

Однако заявитель отметил, что неожиданно материалы, используемые в промышленном оборудовании, работающем со способами вышеупомянутого патента, в которых используется гидрохлорид амина, подвергались быстрой и сильной коррозии, если на них воздействовала вышеописанная среда гидрохлорирования, содержащая имидазолий. Кроме того, на основе некоторых испытаний заявитель отметил, что данная проблема, кажется, является общей по меньшей мере для ИЖ, содержащих по меньшей мере один непротонированный катион и НС1.

Следовательно, патентная заявка заявителя (АО 2012/113778) нацелена на защиту оборудования в способе гидрогалогенирования ненасыщенного углеводорода (предпочтительно ацетилена), использующего ИЖ в качестве катализатора, который также по меньшей мере частично проводят в установке, изготовленной из материалов, которые стойки к галогенированным кислотам в диссоциированной форме, или покрытой такими материалами.

Теперь заявитель обнаружил, что неожиданно катализаторы согласно изобретению значительно уменьшают вышеупомянутую проблему коррозии в ходе гидрогалогенирования ненасыщенного углеводорода с использованием катализатора, представляющего собой ИЖ.

Следовательно, настоящее изобретение относится к способу гидрогалогенирования ненасыщенного углеводорода с использованием катализатора, содержащего по меньшей мере одну ионную жидкость (ИЖ) и по меньшей мере один металл, согласно которому указанные ИЖ и металл инкапсулированы внутри пористого твердого носителя.

В способе по изобретению может быть использован любой ненасыщенный углеводород. Предпочтительно он является газообразным при температуре реакции гидрогалогенирования.

Под ненасыщенным углеводородом подразумевается компонент, образованный углеродом и водородом и имеющий по меньшей мере одну двойную и/или тройную связь между двумя атомами С; примерами являются ацетилен, этилен и тому подобное.

В рамках изобретения ацетилен дает хорошие результаты и является особенно предпочтительным.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения реакция гидрогалогенирования представляет собой гидрохлорирование. Данный вариант осуществления особенно интересен, когда ненасыщенный углеводород представляет собой ацетилен.

Способ согласно изобретению, следовательно, предпочтительно представляет собой способ гидрохлорирования ацетилена для получения ВХ.

В настоящем описании термин "ацетилен" следует понимать как источник ацетилена, который может представлять собой либо "чистый" ацетилен (доступный коммерчески), либо смеси, содержащие ацетилен, которые могут в дополнение к ацетилену содержать другие компоненты.

Такие другие компоненты могут представлять собой побочные продукты синтеза ацетилена, например, этилен или другие ненасыщенные углеводороды, газы, такие как Ν2, СО2, Н2, СО, Н2О и так далее.

Ацетилен производят частичным сжиганием метана, окислительным крекингом углеводородного источника, используя дуговой разряд в угольной печи, плазму в угольной печи, или же он присутствует как побочный продукт в потоке этилена, получаемом в результате крекинга углеводородов.

Другим способом производства ацетилена является гидролиз карбида кальция

Производство СаС2 из СаО или СаСО3 и С требует чрезвычайно высоких температур, составляющих приблизительно 2000°С, что приводит к необходимости применения электрической или тому подобное.

Когда используют смеси, содержащие ацетилен и этилен, их можно использовать непосредственно как таковые, то есть без необходимости разделения компонентов, поскольку более высокая реакционная способность ацетилена по сравнению с этиленом должна обеспечивать в первую очередь осуществление гидрохлорирования ацетилена с отделением получаемого ВХ и последующим использованием этилена. Этот этилен можно было бы хлорировать с получением 1,2-дихлорэтана (ДХЭ) в способе, совмещенном

- 2 029427

с получением ВХ. Пиролиз ДХЭ может давать хлорид водорода для первой реакции с ацетиленом.

Альтернативно, поскольку такой хлорид водорода, получаемый в результате пиролиза ДХЭ, обычно содержит малое количество ацетилена, который обычно гидрируют перед тем, как хлорид водорода рециркулируют в процесс, такой ацетилен может быть подан в способ согласно настоящему изобретению.

Следовательно, согласно одному варианту изобретения предпочтительный способ гидрохлорирования согласно настоящему изобретению осуществляют после пиролиза ДХЭ в способе получения ДХЭ и ВХ из этилена в качестве альтернативы гидрированию ацетилена, иногда используемому в таком способе.

В первом подварианте катализатор изобретения помещают внутрь или ниже по потоку относительно охлаждающего устройства, используемого для быстрого охлаждения пиролизных газов.

Во втором подварианте катализатор изобретения помещают в колонну, используемую для отделения НС1 от ВХ и других составляющих быстро охлаждаемых газов.

В третьем подварианте катализатор изобретения помещают в боковой поток, отбираемый из колонны, используемой для отделения НС1 от ВХ и других составляющих быстро охлаждаемых газов. Боковой поток отбирают из любого положения колонны ниже или выше точки подачи, предпочтительно выше точки подачи. Боковой поток можно было бы отбирать из паровой фазы или из жидкой фазы, или из обеих фаз, циркулирующих в колонне. Предпочтительно боковой поток отбирают из паровой фазы. Прореагировавший газ (то есть газ, в котором ацетилен превратился в ВХ) рециркулируют ниже по потоку относительно пиролиза в любом подходящем участке. Подходящие участки рециркуляции представляют собой, например, участок быстрого охлаждения, участок подачи колонны или саму колонну.

В четвертом подварианте катализатор изобретения помещают в поток, отделяемый вверху колонны, предпочтительно после подходящей термической обработки и/или обработки под давлением указанного потока.

В данных вариантах катализатор предпочтительно относится к ячеистому типу и предпочтительно имеет крупные каналы с тем, чтобы избегать закупоривания указанных каналов смолами.

В контексте настоящего изобретения выражение "инкапсулированные внутри пористого твердого носителя" следует понимать как означающее, что ионная жидкость и металл, оба, физически локализованы главным образом в пористом твердом носителе; другими словами, они находятся главным образом в клетке, образованной пористым твердым носителем, они главным образом локализованы/удерживаются в пористом твердом носителе - нанопорах геля относительно прочно, но предпочтительно без какой-либо химической связи.

Согласно настоящему изобретению под словом "главным образом" подразумевается, что по существу вся ионная жидкость и весь металл находятся в пористом твердом носителе, но это не исключает того, что малая их часть может присутствовать на внешней поверхности пористого твердого носителя, но в любом случае предпочтительно без какой-либо химической связи.

Пористый твердый носитель предпочтительно содержит диоксид кремния или оксид алюминия. Предпочтительнее пористый твердый носитель содержит диоксид кремния и еще предпочтительнее он по существу состоит из диоксида кремния.

Катализатор, использованный в способе по изобретению, предпочтительно получают путем смешения предшественника пористого твердого носителя со спиртом и получения их смеси; нагрева такой смеси и затем добавления к ней ИЖ и металла, предпочтительно предварительно

смешанных;

после получения прозрачной и гомогенной жидкой смеси добавления кислоты к такой смеси и предоставления ей возможности коагулировать; и

состаривания коагулировавшей смеси, чтобы получить катализатор, предпочтительно в форме порошка.

Данный способ может быть классифицирован как золь-гель-способ, учитывая то, что он обеспечивает возможность того, что ионная жидкость и металл физически локализуются/инкапсулируются в матрице пористого твердого носителя-геля.

В другом варианте осуществления катализатор может быть также получен путем

получения катализатора (А) согласно методике, раскрытой в патентной заявке ЕР2617698 на имя

заявителя, содержание которой включено путем ссылки в настоящую заявку, причем указанный катализатор содержит твердый носитель, металл и ионную жидкость;

смешения катализатора (А) с раствором (В), в котором ионная жидкость предпочтительно нерастворима, причем указанный раствор (В) содержит предшественник пористого твердого носителя и спирт, чтобы получить суспензию (С);

добавления кислоты к данной суспензии (С) и предоставления ей возможности коагулировать; и состаривания коагулировавшей смеси, чтобы получить катализатор, предпочтительно в форме порошка.

Предшественник пористого твердого носителя может быть выбран среди доступных предшественников.

Когда пористый твердый носитель представляет собой диоксид кремния, предшественник предпоч- 3 029427

тительно выбирают из соединений, отвечающих формуле δΐ(Ο-Κ.ι)(Ο-Κ.2)(Ο-Κ.3)(Ο-Κ4), в которой К1, К2, К3 и К4 представляют собой алкильные цепи, одинаковые или разные, предпочтительно насыщенные, содержащие от 1 до 8 атомов углерода, предпочтительно от 1 до 4 атомов углерода и предпочтительнее от 1 до 3 атомов углерода. Предпочтительно, когда пористый твердый носитель представляет собой диоксид кремния, предшественник выбирают из соединений, отвечающих формуле δί(Ο-Κ1)(Ο-Κ2)(ΟΚ3)(Ο-Κ4), в которой К1, К2, К3 и К4, все, представляют собой этильную группу (тетраэтоксиортосиликат).

Когда пористый твердый носитель представляет собой оксид алюминия, предшественник предпочтительно выбирают из алкоксидов алюминия формулы Α1(ΟΚ)3, причем К представляют собой три алкильные группы, одинаковые или разные, предпочтительно одинаковые.

Любой спирт может быть выбран для получения катализаторов, используемых в способе по изобретению. Предпочтительными спиртами являются спирты, содержащие от 1 до 8 атомов углерода, предпочтительно насыщенные. Предпочтительнее спирты представляют собой таковые, содержащие от 1 до 6 атомов углерода, предпочтительно насыщенные. Наиболее предпочтительными спиртами являются таковые, содержащие от 1 до 4 атомов углерода, предпочтительно насыщенные. Очень хорошие результаты дает этанол.

Нагрев смеси предшественника пористого твердого носителя со спиртом может быть проведен при любой температуре, подходящей для присутствующих компонентов. Предпочтительно нагрев проводят при температуре в диапазоне от 40 до 75°С, предпочтительно от 50 до 70°С и предпочтительнее при 60°С.

Кислота, подлежащая добавлению, может быть выбрана среди любого соединения, рассматриваемого как кислота Бренстеда. Примерами кислот, которые можно упомянуть, являются НР, НВг, ΗΙ, НС1, Η2δΟ3, Η2δΟ4, ΗΝΟ2, ΗΝΟ3, Η2ί'.’Ο3. Η3ΡΟ3, Η3ΡΟ4 и соответствующие им аммонийные соли, а также уксусная кислота. Предпочтительно кислота представляет собой ΗΟ или ΝΗ4Ρ.

Состаривание коагулировавшей смеси может быть осуществлено при любой температуре, требуемой для получения катализатора в подходящей форме. Предпочтительно данное состаривание осуществляют при температуре в диапазоне от 40 до 80°С, предпочтительно от 50 до 70°С и предпочтительнее при 60°С.

В зависимости от содержания ненасыщенного углеводорода, предпочтительно ацетилена, в источнике ненасыщенного углеводорода, предпочтительно ацетилена, реакция гидрогалогенирования, предпочтительно гидрохлорирования, может быть осуществлена предпочтительно при температуре в диапазоне от -30 до 230°С. Более высокие температуры не рекомендуются, поскольку каталитическая система имеет тенденцию к разложению.

В способе по настоящему изобретению

когда источник ненасыщенного углеводорода, предпочтительно ацетилена, имеет содержание ненасыщенного углеводорода, предпочтительно ацетилена, равное или большее 10%, реакцию гидрогалогенирования, предпочтительно гидрохлорирования, проводят предпочтительно при температуре от 40 до 200°С;

когда содержание ненасыщенного углеводорода, предпочтительно ацетилена, в источнике ненасыщенного углеводорода, предпочтительно ацетилена, составляет ниже 10%, реакцию гидрогалогенирования, предпочтительно гидрохлорирования, проводят предпочтительно при температуре от -30 до 200°С.

Когда источник ненасыщенного углеводорода, предпочтительно ацетилена, имеет содержание ненасыщенного углеводорода, предпочтительно ацетилена, равное или большее 10%, предпочтительная температура реакции, то есть таковая, обеспечивающая наилучший компромисс между производительностью, выходом и стабильностью каталитической среды, составляет более либо равна 40°С. Тогда наилучшие результаты получаются при температурах более либо равных 50°С, предпочтительнее при температурах более либо равных 80°С и наиболее предпочтительно при температурах более либо равных 110°С. Предпочтительно температура реакции не превышает 200°С. В определенных случаях предпочтительной оказалась температура реакции, не превышающая 170°С или даже не превышающая 130°С. При пониженных температурах наблюдаются меньшие скорости коррозии и уменьшенное образование кокса, однако при более высоких температурах могут наблюдаться более высокие степени конверсии.

В способе по изобретению

когда источник ненасыщенного углеводорода, предпочтительно ацетилена, имеет содержание ненасыщенного углеводорода, предпочтительно ацетилена, равное или большее 10%, реакцию гидрогалогенирования, предпочтительно гидрохлорирования, проводят предпочтительно при давлении ниже 10 МПа, предпочтительно ниже 5 МПа, предпочтительнее ниже 2,5 МПа;

когда содержание ненасыщенного углеводорода, предпочтительно ацетилена, в источнике ненасыщенного углеводорода, предпочтительно ацетилена, составляет ниже 10%, реакцию гидрогалогенирования, предпочтительно гидрохлорирования, проводят предпочтительно при давлении ниже 5 МПа, предпочтительно ниже 2,5 МПа и предпочтительнее ниже 1 МПа.

Однако давление предпочтительно превышает 5 Па, предпочтительно превышает 8 Па и предпочтительнее превышает 10 Па.

Гидрогалогенирование, предпочтительно гидрохлорирование, ненасыщенного углеводорода, пред- 4 029427

почтительно ацетилена, можно было бы осуществлять в газовой или в жидкой фазе, предпочтительно в газовой фазе. Гидрогалогенирование, предпочтительно гидрохлорирование, ненасыщенного углеводорода, предпочтительно ацетилена, осуществляют предпочтительно приведением газообразных реагентов предпочтительно ацетилена и хлорида водорода - в контакт с катализатором в любом подходящем реакторе.

Реакция гидрогалогенирования, предпочтительно гидрохлорирования, может быть проведена традиционным образом в любом оборудовании, способствующем контакту газа или жидкости на твердых материалах. Такое оборудование представляют собой увлекаемый слой, пневматический перенос, циклон, псевдоожиженный слой, вибрирующий слой, неподвижный слой, подвижный слой, кипящий слой, фонтанирующий слой или любое их сочетание.

В первом варианте осуществления реакцию проводят в неподвижном слое и/или в предварительно собранных структурах, в которых отношение внешней поверхности к объему (δ/У) для катализатора предпочтительно составляет менее либо равно 6-104 м-1, предпочтительно менее либо равно 3-104 м-1, предпочтительнее менее либо равно 2-104 м-1 и предпочтительно более либо равно 10 м-1, предпочтительно более либо равно 20 м-1 и предпочтительнее более либо равно 25 м-1, причем указанный способ включает в себя непрерывную подачу в реакционную зону, содержащую катализатор, по меньшей мере ненасыщенного углеводорода, предпочтительно ацетилена, и реагента гидрогалогенирования, предпочтительно гидрохлорирования, обоих в газообразной форме, при суммарной линейной скорости, предпочтительно составляющей более либо равной 0,005 м/с, предпочтительно более либо равной 0,008 м/с, 0,01 м/с, предпочтительнее более либо равной 0,02 м/с и предпочтительно менее либо равной 20 м/с, предпочтительно менее либо равной 15 м/с, предпочтительнее менее либо равной 12 м/с, и при перепаде давления в реакционной зоне, который предпочтительно составляет менее либо равен 50 кПа/м, предпочтительно менее либо равен 40 кПа/м и предпочтительнее менее либо равен 35 кПа/м.

Оборудование для такого первого варианта осуществления может представлять собой статистический неподвижный слой, структурированный неподвижный слой, каталитическую структурированную насадку, ячеистую структуру и тому подобное или любое сочетание данного оборудования.

Во втором варианте осуществления реакцию проводят в псевдоожиженном потоке, в котором отношение внешней поверхности к объему (δ/У) для катализатора предпочтительно составляет менее либо равно 105 м-1, предпочтительно менее либо равно 8-104 м-1, предпочтительнее менее либо равно 5-104 м-1 и более либо равно 100 м-1, предпочтительно более либо равно 200 м-1 и предпочтительнее более либо равно 250 м-1, причем указанный способ включает в себя непрерывную подачу в реакционную зону, содержащую катализатор, по меньшей мере ненасыщенного углеводорода, предпочтительно ацетилена, и реагента гидрогалогенирования, предпочтительно гидрохлорирования, обоих в газообразной форме, при суммарной линейной скорости, предпочтительно составляющей более либо равной 0,15 м/с, предпочтительно более либо равной 0,25 м/с, предпочтительнее более либо равной 0,4 м/с и предпочтительно менее либо равной 6 м/с, предпочтительно менее либо равной 4 м/с, предпочтительнее менее либо равной 3 м/с, и при перепаде давления в реакционной зоне, который предпочтительно составляет менее либо равен 100 кПа/м, предпочтительнее менее либо равен 60 кПа/м.

Оборудование, обеспечивающее возможность реализации псевдоожиженного потока, может представлять собой псевдоожиженный слой, подвижный слой, вибрирующий слой, фонтанирующий слой, кипящий слой и тому подобное или любое сочетание данного оборудования.

В третьем варианте осуществления реакцию проводят в увлекаемом потоке, в котором отношение внешней поверхности к объему (δ/У) для катализатора предпочтительно составляет менее либо равно 2-106 м-1, предпочтительно менее либо равно 1,2-106 м-1, предпочтительнее менее либо равно 6-105 м-1 и предпочтительно более либо равно 100 м-1, предпочтительно более либо равно 200 м-1 и предпочтительнее более либо равно 250 м-1, причем указанный способ включает в себя непрерывную подачу в реакционную зону, содержащую катализатор, по меньшей мере ненасыщенного углеводорода, предпочтительно ацетилена, и реагента гидрогалогенирования, предпочтительно гидрохлорирования, обоих в газообразной форме, при суммарной линейной скорости, предпочтительно составляющей более либо равной 0,25 м/с, предпочтительно более либо равной 0,4 м/с, предпочтительнее более либо равной 0,5 м/с и предпочтительно менее либо равной 20 м/с, предпочтительно менее либо равной 15 м/с, предпочтительнее менее либо равной 12 м/с, где перепад давления в реакционной зоне предпочтительно составляет менее либо равен 50 кПа/м, предпочтительно менее либо равен 20 кПа/м и предпочтительнее менее либо равен 5 кПа/м.

Оборудование, обеспечивающее возможность реализации увлеченного потока, может представлять собой пневматический перенос, увлекаемый слой, циркулирующий слой, циклон и тому подобное или любое сочетание данного оборудования.

В настоящем изобретении предпочтительными являются неподвижный слой и псевдоожиженный слой, причем наиболее предпочтительным является неподвижный слой.

Подразумевается, что частицы катализатора означают твердый элемент катализатора, такой как порошки, продукты экструзии, гранулы и так далее, ячеистые структуры, каталитические микрореакторы и

- 5 029427

структурированные насадки, такие как Ка1араск®, Ме1араск® и так далее. Катализатор может представлять собой объемный катализатор или катализатор на носителе.

Частицы катализатора могли бы быть собраны в подструктуры, такие как ячеистые структуры, каталитические микрореакторы, структурированные насадочные элементы и тому подобное; отдельные частицы могли бы быть также собраны упорядоченным образом, таким как в виде слоя; или же отдельные частицы можно было бы рассматривать как совокупность в псевдоожиженном слое, увлекаемом слое, вибрирующем слое, подвижном слое, фонтанирующем слое, кипящем слое или тому подобное.

Когда частицы катализатора собраны в подструктуры, внешний объем катализатора может быть рассчитан из средних геометрических внешних размеров подструктур катализатора, используя классические формулы для вычисления поверхности и объема. Поверхность катализатора можно рассчитать из средних геометрических внешних и внутренних размеров макроскопического элемента. Если для частиц катализатора нельзя определить форму, их рассматривают как сферы, и геометрический внешний размер представляет собой диаметр эквивалентной сферы.

Когда частицы катализатора собраны упорядоченным образом, таким как в неподвижном слое различных геометрических форм, внешний объем можно рассчитать из средних геометрических внешних размеров слоя катализатора, используя классические формулы для вычисления поверхности и объема. Поверхность катализатора можно рассчитать из средних геометрических внешних и внутренних размеров частиц. Если для частиц катализатора нельзя определить форму, их рассматривают как сферы, и геометрический внешний размер представляет собой диаметр эквивалентной сферы.

Когда частицы катализатора рассматривают как совокупности, такую как в псевдоожиженном слое, увлекаемом слое, вибрирующем слое, подвижном слое, фонтанирующем слое, кипящем слое или тому подобное, внешний объем можно рассчитать из средних геометрических внешних размеров слоя катализатора в состоянии покоя, используя классические формулы для вычисления поверхности и объема. Поверхность катализатора можно рассчитать из средних геометрических внешних и внутренних размеров отдельных частиц катализатора в слое. Если для частиц катализатора нельзя определить форму, их рассматривают как сферы, и геометрический внешний размер представляет собой диаметр эквивалентной сферы.

В способе по изобретению частицы катализатора могут обнаруживать любую форму. Частица катализатора обычно присутствует в форме, выбираемой из группы, состоящей из колец, бусин, дробинок, таблеток, продуктов экструзии, гранул, дробленых, седловидных, чешуйчатых, ячеистых структур, пропитанных структурированных насадок и любой их смеси.

Когда катализатор находится в форме бусин, бусины рассматривают как сферы, и геометрический внешний размер представляет собой диаметр эквивалентной сферы.

Когда катализатор находится в форме цилиндрических частиц (например, дробинок, продуктов экструзии), частицы катализатора рассматривают как цилиндры, и геометрические внешние размеры представляют собой средний диаметр частиц и среднюю длину частиц. Среднее значение может представлять собой среднее геометрическое, арифметическое или логарифмическое. Особенно удобным является, например, среднее арифметическое.

Когда частицы катализатора не имеют простой геометрической формы, как, например, дробленые частицы, чешуйки, седловидные частицы, продукты экструзии различных форм (звезды и так далее), их рассматривают как сферы, и геометрические внешние размеры представляют собой диаметр эквивалентной сферы.

Когда частицы катализатора находится в форме цилиндрических колец, частицы катализатора рассматривают как полые цилиндры, и геометрические размеры представляют собой средние диаметры (внутренний и внешний) цилиндров и среднюю длину цилиндров.

Когда катализатор находится в форме ячеистой структуры с цилиндрическими каналами, геометрические размеры представляют собой средние значения длины и диаметра каналов.

Выше представлены только несколько примеров того, как можно определять геометрические внешние размеры частиц катализатора, необходимые для расчета отношения внешней поверхности к объему для катализатора. Специалист обычной квалификации в данной области легко поймет, как получать данные размеры для любой формы катализатора, включая формы, не раскрытые здесь выше.

Значение характеристических внешних размеров частиц катализатора может быть получено любым способом, например, визуальными или микроскопическими измерениями отдельных частиц катализатора с последующим усреднением результатов измерений по достаточно большому числу частиц (например, более 100), чтобы он было статистически достоверным, или, например, из распределения частиц по размеру, полученного способами просеивания, седиментации (естественной или принудительной) или способами светорассеяния.

В вышеописанных вариантах осуществления суммарная линейная скорость понимается как означающая линейную скорость суммарной подачи газообразного материала в реакционную зону, содержащую катализатор.

Суммарную линейную скорость получают делением потока суммарной подачи газообразного материала в реакционную зону, содержащую катализатор, на сечение указанной зоны.

- 6 029427

Суммарная подача газообразного материала может быть измерена любым способом, как, например, посредством отверстий, трубок Вентури, сопел, форсунок, ротаметров, трубок Пито, калориметрических, турбинных, вихревых, электромагнитных, доплеровских, ультразвуковых, термических или кориолисовых измерителей потока.

Сечение указанной реакционной зоны понимается как означающее среднее сечение по длине указанной реакционной зоны. Указанная реакционная зона может быть горизонтальной или вертикальной.

Перепад давления по реакционной зоне, содержащей катализатор, понимается как означающий динамический перепад давления, включающий перепад давления, соответствующий гидравлическим устройствам, соединенным с зоной.

Перепад давления может быть измерен любым средством, таким как, например, ячейки для измерения перепада давления (Бр), манометры, такие как манометр с И-трубкой, чашечный манометр, манометр Бурдона, манометр Пиранни, ионизационный манометр, мембранный манометр, пьезоэлектрический манометр и любое их сочетание. Предпочтительные средства выбирают из группы, состоящей из ячеек для измерения Бр, манометра с И-трубкой, манометра Бурдона, мембранного манометра, пьезоэлектрического манометра и любого их сочетания. Более предпочтительные средства выбирают из группы, состоящей из ячеек для измерения Бр, мембранного манометра, пьезоэлектрического манометра и любого их сочетания.

Описанные выше варианты осуществления, которые могут быть объединены, обычно позволяют получать такое время пребывания, что может быть получена высокая конверсия, а также обеспечивать хорошую дисперсию реагентов внутри катализатора.

В способе по изобретению

когда источник ненасыщенного углеводорода, предпочтительно ацетилена, имеет содержание ненасыщенного углеводорода, предпочтительно ацетилена, равное или большее 10%, молярное отношение реагента гидрогалогенирования, предпочтительно хлорида водорода, к ненасыщенному углеводороду, предпочтительно ацетилену, составляет предпочтительно более либо равно 0,5, предпочтительно более либо равно 0,8 и предпочтительно менее либо равно 3, предпочтительно менее либо равно 1,5;

когда содержание ненасыщенного углеводорода, предпочтительно ацетилена, в источнике ненасыщенного углеводорода, предпочтительно ацетилена, составляет ниже 10%, молярное отношение реагента гидрогалогенирования, предпочтительно хлорида водорода, к ненасыщенному углеводороду, предпочтительно ацетилену, составляет предпочтительно более либо равно 1000, предпочтительно более либо равно 5000 и менее либо равно 100000, предпочтительно менее либо равно 50000 и предпочтительнее менее либо равно 20000.

Ненасыщенный углеводород, предпочтительно ацетилен, и реагент гидрогалогенирования, предпочтительно хлорид водорода, могут быть приведены в контакт в реакторе или предпочтительно смешаны перед введением в реактор.

Катализатор, использованный по настоящему изобретению, содержит по меньшей мере одну ионную жидкость (жидкость, которая проявляет ионные свойства по меньшей мере в ходе осуществления способа по изобретению, то есть в ходе гидрогалогенирования ненасыщенного углеводорода), следовательно, содержащую по меньшей мере один катион и по меньшей мере один анион, и в одном варианте осуществления содержащую по меньшей мере один непротонированный катион и по меньшей мере один анион.

В принципе, ионные жидкости представляют собой соли в жидком состоянии, в то время как обычные жидкости, такие как, например, вода и бензин, преимущественно образованы электрически нейтральными молекулами. Ионные жидкости предпочтительно образованы ионами. Следует отметить, что в рамках данного изобретения имидазолы сами по себе не являются ионными жидкостями, но в способе изобретения, включающем гидрогалогенирование ненасыщенного углеводорода, они могут становиться ионными жидкостями посредством реакции с гидрогалогенирующим реагентом (например, НС1).

В общем, можно сказать, что любая соль, плавящаяся без разложения, обычно будет давать ионную жидкость. Однако многие соли плавятся при высоких температурах, значительно более высоких, чем температуры, используемые в каталитических способах. В контексте настоящего изобретения термин "ионная жидкость" будет относиться к системе, являющейся жидкой при температуре, используемой в способе, в котором применяется каталитическая система.

Предпочтительные ионные жидкости в контексте настоящего изобретения представляют собой таковые, которые являются жидкими при температурах 150°С или менее, предпочтительнее при температурах 100°С или менее, и еще предпочтительнее при температурах 80°С или менее. Более того, предпочтительные ионные жидкости представляют собой таковые, которые имеют весьма низкое давление пара и весьма низкую воспламеняемость и которые обнаруживают хорошую электропроводность.

Ионная жидкость, которая предпочтительно функционирует как реакционная среда, предпочтительно обладает растворяющей способностью в отношении реагентов (ненасыщенного углеводорода и гидрогалогенирующего реагента, таких как, например, ацетилен и НС1), но предпочтительно продукты (и, в конечном счете, интермедиаты), образовавшиеся в реакции (такие как ВХ) нерастворимы в ионной жидкости.

- 7 029427

В настоящем описании выражение "по меньшей мере одна ионная жидкость" следует понимать как означающее одну или более чем одну ионную жидкость.

Предпочтительно катализатор содержит только одну ионную жидкость, как определено выше.

В остальной части текста выражение "ионная жидкость", использованное в единственном или множественном числе, следует понимать как обозначающее одну или более чем одну ионную жидкость, если не указано иное.

В настоящем описании выражение "по меньшей мере один непротонированный катион" понимается как обозначающее один или более чем один непротонированный катион.

Предпочтительно ионная жидкость содержит один непротонированный катион.

В остальной части текста выражение "непротонированный катион", использованное в единственном или множественно числе, следует понимать как обозначающее один или более чем один непротонированный катион, если не указано иное.

Использованный здесь термин "непротонированные катионы" в контексте настоящего изобретения означает катионы, которые не несут свободного(ых) атома(ов) водорода при атоме(ах), на котором(ых) локализован положительный заряд катиона.

Предпочтительно непротонированный катион выбирают из

четвертичных аммонийных катионов, которые могут быть представлены общей формулой [ΝΚ1Κ2Κ3Κ]+,

фосфониевых катионов, которые могут быть представлены общей формулой [РК1К2К3К]+, и катионов, содержащих пяти- или шестичленные гетероциклы, которые имеют по меньшей мере

один атом азота, предпочтительно один или два атома азота.

Предпочтительные катионы, содержащие пяти- или шестичленные гетероциклы, представляют собой

катионы имидазолия общей формулы (I)

катионы пиридиния общей формулы (II)

и

катионы пирролидиния общей формулы (III)

в которых радикалы К и К1 по К9, независимо друг от друга, при условии, что радикал, который несет(ут) атом(ы), на котором(ых) локализован положительный заряд катиона, не является водородом, каждый, могут представлять собой водород, необязательно замещенную насыщенную или ненасыщенную СГС18 -алкильную группу (предпочтительно необязательно замещенную насыщенную или ненасыщенную С116-алкильную группу и, предпочтительнее, необязательно замещенную насыщенную или ненасыщенную С114-алкильную группу), необязательно замещенную насыщенную или ненасыщенную С2С18-алкильную группу с углеродной цепью, прерываемой одним атомом кислорода, или необязательно замещенную С612-арильную группу.

Предпочтительно непротонированный катион выбирают из четвертичных аммонийных катионов, фосфониевых катионов, катионов имидазолия, катионов пиридиния и катионов пирролидиния.

Предпочтительнее непротонированный катион выбирают из фосфониевых катионов, катионов имидазолия, катионов пиридиния и катионов пирролидиния.

Наиболее предпочтительно непротонированный катион выбирают из фосфониевых катионов и катионов имидазолия. Особенно предпочтительными являются последние, а конкретнее: катионы диалкилимидазолия и еще предпочтительнее катионы 1,3-диалкилимидазолия.

Примерами четвертичных аммонийных катионов являются трибутилметиламмоний, бутилтриметиламмоний, октилтриметиламмоний, тетраметиламмоний, тетраэтиламмоний, тетрабутиламмоний, метил- 8 029427

триоктиламмоний, 2-гидроксиэтилтриметиламмоний и диэтилметил(2-метоксиэтил)аммоний.

Примерами фосфониевых катионов являются триизобутилметилфосфоний, трибутилметилфосфоний, этилтрибутилфосфоний, тетрабутилфосфоний, тетраоктилфосфоний, трибутилтетрадецилфосфоний, тригексилтетрадецилфосфоний и бензилтрифенилфосфоний.

Примерами катионов имидазолия являются 1,3-диметилимидазолий, 1-этил-3-метилимидазолий, 1бутил-3-метилимидазолий, 1-пентил-3-метилимидазолий, 1-гексил-3-метилимидазолий, 1-децил-3метилимидазолий, 1-додецил-3-метилимидазолий, 1-тетрадецил-3-метилимидазолий, 1-гексадецил-3метилимидазолий, 1-(2-гидроксиэтил)-3-метилимидазолий, 1-аллил-3-метилимидазолий, 1-бензил-3метилимидазолий, 1-фенилпропил-3-метилимидазолий, 1,3-диэтилимидазолий, 1-бутил-3-этилимидазолий, 1-метил-3-пропилимидазолий, 1-метил-3-октилимидазолий, 1-метил-3-октадецилимидазолий, 1,3дибутил-2-метилимидазолий, 1,3-дидецил-2-метилимидазолий, 1-(2-гидроксиэтил)-3-метилимидазолий, 1-этил-2,3-диметилимидазолий, 1-пропил-2,3-диметилимидазолий, 1-бутил-2,3-диметилимидазолий, 1бутил-3,4-диметилимидазолий, 1 -гексил-2,3-диметилимидазолий, 1 -гексадецил-2,3-диметилимидазолий, 1,2,3-триметилимидазолий, 1,3,4-триметилимидазолий, 1-бутил-3-этилимидазолий, 1,3-дибутилимидазолий, 1-метил-3-октилимидазолий, 1-бутил-3,4,5-триметилимидазолий и 1,3,4,5-тетраметилимидазолий.

Примерами катионов пиридиния являются 1-метилпиридиний, 1-этилпиридиний, 1-пропилпиридиний, 1-бутилпиридиний, 1-гексилпиридиний, 1-октилпиридиний, 1,2-диметилпиридиний, 2-этил1-метилпиридиний, 1-бутил-2-метилпиридиний, 1-бутил-3-метилпиридиний, 1-бутил-4-метилпиридиний, 1-гексил-3-метилпиридиний, 1-гексил-4-метилпиридиний, 1-бутил-2-этилпиридиний, 1-бутил-3этилпиридиний, 4-метил-1-октилпиридиний, 1-бутил-2-этил-6-метилпиридиний, 2-этил-1,6-диметилпиридиний, 1-бутил-3,4-диметилпиридиний и 1-бутил-3,5-диметилпиридиний.

Примерами катионов пирролидиния являются 1,1-диметилпирролидиний, 1-этил-1-метилпирролидиний, 1-этил-3-метилпирролидиний, 1-бутил-1-метилпирролидиний, 1-гексил-1-метилпирролидиний, 1-октил-1-метилпирролидиний, 1-бутил-1-этилпирролидиний и 1-метил-1-пропилпирролидиний.

В другом варианте осуществления катион может представлять собой протонированный катион, такой как катион имидазола, предпочтительно катион Ν-алкилированного имидазола.

Предпочтительно Ν-алкилированный имидазол определяется формулой (IV)

в которой радикалы К1, К2, К3 К4 могут независимо друг от друга, каждый, представлять собой водород или необязательно замещенную насыщенную или ненасыщенную СрС^-алкильную группу.

Предпочтительнее Ν-алкилированный имидазол выбирают из 1-метилимидазола, 1-этилимидазола, 1-бутилимидазола, 1-гексилимидазола, 1-октилимидазола, 1-децилимидазола, 1-метил-2-октилимидазола, 1-этил-2-метилимидазола, 1-бутил-2-метилимидазола, 1-гексил-2-метилимидазола и 1-децил-2-метилимидазола. Еще более предпочтительными являются Ν-алкилированные имидазолы, выбранные из 1метилимидазола, 1-этилимидазола и 1-бутилимидазола.

В настоящем описании выражение "по меньшей мере один анион" понимается как означающее один или более чем один анион.

Предпочтительно ионная жидкость содержит один анион.

В остальной части текста выражение "анион", использованное в единственном или множественном числе, следует понимать как обозначающее один или более чем один анион, если не указано иное.

В качестве анионов, в принципе, можно использовать любые анионы. Анион предпочтительно выбирают из

группы, состоящей из галогенидов и галогенсодержащих анионов и так называемых псевдогалогенидов,

группы, состоящей из сульфатов, сульфитов и сульфонатов,

группы, состоящей из фосфатов,

группы, состоящей из фосфонатов и фосфинатов,

группы, состоящей из фосфитов,

группы, состоящей из фосфонитов и фосфинитов,

группы, состоящей из карбоновых кислот,

группы, состоящей из боратов,

группы, состоящей из боронатов,

группы, состоящей из карбонатов и эфиров угольной кислоты, группы, состоящей из силикатов и эфиров кремниевой кислоты, группы, состоящей из солей алкилсиланов и арилсиланов,

- 9 029427

группы, состоящей из карбоксимидов, бис-(сульфонил)имидов и сульфонилимидов, группы, состоящей из алкоксидов и арилоксидов.

Анион(ы) предпочтительно выбирают среди следующих анионов: хлорид, бромид, йодид, трифлат (трифторметансульфонат), тозилат, тетрафторэтилсульфонат, бис-трифторметилсульфонилимид, тетрахлорферрат, тетрафторборат, тетрафторфосфат и гексафторфосфат.

Наиболее предпочтительными ИЖ являются галогенидные соли имидазолия, а конкретнее хлориды. Особенно предпочтительным является хлорид 1-бутил-3-метилимидазолия (ВМ1МС1), поскольку он легко коммерчески доступен.

Способы получения подходящих ионных жидкостей известны специалисту в данной области, и, таким образом, отсутствует необходимость в их подробном описании здесь, тем более что некоторые из них, в частности ВМ1МС1, коммерчески доступны.

Катализатор, использованный по изобретению, также содержит по меньшей мере один металл.

В настоящем описании выражение "по меньшей мере один металл" понимается как означающее один или более чем один металл. Предпочтительно катализатор содержит только один металл.

Металл может представлять собой любой металл. Металл предпочтительно выбирают из Ρά, Ρΐ, Аи, Н§, Ки, Θδ, Ки, РН и 1г. Предпочтительно металл выбирают из Ρά, Ρΐ, Аи, Нд Ки и Θδ.

Хотя хорошие результаты получены, когда металл выбирают среди перечисленных выше металлов, весьма хорошие результаты получены, когда металл выбирают из Ρά, Ки, Аи и Οδ, особенно хорошие результаты получены, когда металл выбирают из Ρά, Ки и Аи, и, конкретнее, весьма хорошие результаты получены, когда металл выбирают из Ρά и Ки. Наиболее интересные результаты получены, когда металл представляет собой Ρά.

Содержание металла в катализаторе по изобретению предпочтительно равно или превышает 0,25 мас.% (в расчете на суммарную массу катализатора), предпочтительно превышает 0,5 мас.%. В общем, оно равно или составляет менее 10 мас.%, предпочтительно менее 5 мас.%.

Использованное здесь выражение "металл" включает в себя соединение металла, то есть единственное соединение одного металла, а также смеси различных соединений одного и того же металла или смеси соединений различных металлов или соединения, содержащие два металла, которым выше в настоящем описании дано определение.

Предпочтительно катализатор получают из одного соединения по меньшей мере одного металла и предпочтительнее из одного соединения одного металла.

Соединение металла может иметь любую природу; однако, обычно оно представляет собой соль, предпочтительнее галогенид и еще предпочтительнее хлорид.

Среди соединений на хлоридной основе, содержащих палладий(11), можно упомянуть хлорид палладия(11) и хлоропалладаты щелочных металлов или щелочноземельных металлов, такие как, например, №2(ΡάΟ4), Κ2(ΡάΟ4), Ρί2(ΡάΟ4) и (ΝΗ4)2(ΡάΟ4). Хорошие результаты дает хлорид палладия (II).

Все описанные выше варианты осуществления обеспечивают получение весьма низких степеней коррозии материалов, которые могут быть использованы в промышленной установке в течение нормального промышленного срока службы (несколько лет, типично по меньшей мере 10 лет) при проектном давлении либо в массивной форме, либо в виде защитного слоя, позволяя установке выдерживать коррозионное воздействие реакционной среды.

Защитный слой мог бы быть изготовлен из того же материала, который обеспечивает механическую прочность установки, или из другого материала.

Примерами материалов, которые стойки к галогенированным кислотам, предпочтительно к НС1, в диссоциированной форме, которые можно использовать либо в массивной форме, либо в виде защитного слоя, являются металлы, фторированные полимеры, керамика, (пропитанный) графит, эмаль и карбид кремния.

Примерами материалов, которые можно использовать как защитный слой (изготовленный из материала, отличающегося от такового, обеспечивающего механическую прочность), являются металлы, такие как ΝΗ, Та, металлические сплавы, такие как ΗαδΙοΙΙον® С276, №Мс11оу® НВ2, Мопе1®, 1псоппе1®, 1псо1оу®, эмали, такие как ΡΓаиά1е^®ета^1 ννθ, ΡΓαιιάΚι®Αιηαί1 4300, ΡΓаиά1е^®ета^1 А8С, фторированные полимеры, такие как ΡΤΡΕ, ΡΡА, МРА, ΡΥΟΡ и так далее.

Для металлов коррозионный допуск (или степень коррозии, допускаемая перед необходимостью замены затронутой коррозией детали) обычно составляет менее 5 мм, причем предпочтительным является коррозионный допуск менее 3 мм, более предпочтительным является коррозионный допуск менее 2 мм и особенно предпочтительным является коррозионный допуск менее 1,8 мм. Коррозионный допуск для металлов составляет обычно более 0,01 мм, предпочтительно более 0,03 мм и предпочтительнее более 0,05 мм.

Для неметаллических защитных слоев толщина слоя составляет обычно более 0,1 мм, предпочтительно более 0,3 мм, предпочтительнее более 0,5 мм. Обычно толщина защитного слоя составляет менее 20 мм, предпочтительно менее 15 мм и предпочтительнее менее 10 мм.

Установка могла бы быть изготовлена из единственного материала или двух материалов. Когда ус- 10 029427

тановка изготовлена из двух материалов, обычно несущий материал не контактирует с реакционной средой и обеспечивает механическую прочность. Несущий материал мог бы быть металлическим или пластмассовым. Примерами несущих материалов являются углеродистая сталь, нержавеющая сталь, армированный стекловолокном сложный полиэфир, полиэтилен, полипропилен, ПВХ (поливинилхлорид) и так далее. Углеродистая сталь является предпочтительной. Несущий материал, обеспечивающий механическую прочность, обычно подвергается коррозионному воздействию внешней атмосферы. Предпочтительно несущий материал также имеет защитный слой против внешней коррозии. Внешние защитные слои могли бы представлять собой утолщение того же самого материала или слой краски. Когда защитный слой представляет собой утолщение, он составляет обычно более 0,1 мм, предпочтительно более 0,3 мм и предпочтительнее более 0,5 мм, и при этом он составляет обычно менее 5 мм, предпочтительно менее 3 мм, и предпочтительнее менее 2,5 мм.

Приведенные ниже примеры предназначены иллюстрировать изобретение, не ограничивая, однако, его объем.

Пример 1 (по изобретению)

ВМ1МС1 (1,4 г) расплавляли в течение 5 мин при 100°С. Затем при перемешивании в течение 45 мин добавляли РйС12 (0,097 г).

Смесь тетраэтоксиортосиликата (ΤΕΟδ, 10 мл) и этанола (7 мл) нагревали до 60°С, а затем смесь, содержащую ВМ1МС1 и РйС12, немедленно переносили в раствор, содержащий ΤΕΘδ.

После образования прозрачной и гомогенной жидкой смеси добавляли хлористоводородную кислоту (5 М, 5 мл) и смесь постепенно коагулировала.

После состаривания при 60°С в течение 12 ч полученный в результате твердый материал сушили в вакууме при 150°С в течение 3 ч, а затем размалывали с получением тонкого порошка.

Реакцию гидрохлорирования проводили в стеклянном реакторе, имеющем диаметр 10 мм, оборудованном на дне диском из спеченного стекла, чтобы получать хорошее диспергирование газообразных реагентов, представляющих собой ацетилен и соляную кислоту.

Частицы катализатора размещали в виде неподвижного слоя, лежащего на дне реактора.

Регулирование температуры в системе осуществляли, используя реактор с двойными стенками с масляным теплоносителем, чтобы поддерживать желаемую температуру, регулируемую с помощью гнезда термопары, размещенного в самом реакторе.

Гидрохлорирование, проводимое при 150°С с использованием 1,543 г катализатора и при расходе газового потока 5 нл/ч для С2Н2 и 6 нл/ч для НС1, давало конверсию С2Н2 24,6% и селективность более 99,8%, приводя к производительности (выраженной в г ВХ/г катализатора/ч) равной 2,036 после 22 ч.

Пример 2 (по изобретению)

Пример воспроизводили с использованием 2,0 г ВМ1МС1 и 0,024 г РйС12 для получения катализатора.

Гидрохлорирование проводили в тех же условиях, за исключением того, что количество катализатора составляло 2,7 г.

Конверсия С2Н2 составляла 17,10%, а селективность более 99,8%, приводя к производительности (выраженной в г ВХ/г катализатора/ч), равной 0,809 после 167 ч.

Пример 3 (по изобретению)

ВМ1МС1 (5,7 г) расплавляли в течение 5 мин при 100°С. Затем при перемешивании в течение 45 мин добавляли РйС12 (0,39 г).

Смесь тетраэтоксиортосиликата (ΤΕΟδ, 40 мл) и этанола (28 мл) нагревали до 60°С, а затем смесь, содержащую ВМ1МС1 и РйС12, немедленно переносили в раствор, содержащий ΤΕΟδ.

После образования прозрачной и гомогенной жидкой смеси добавляли хлористоводородную кислоту (5 М, 20 мл) и смесь постепенно коагулировала.

После состаривания при 60°С в течение 12 ч полученный в результате твердый материал сушили в вакууме при 150°С в течение 3 ч, а затем размалывали с получением тонкого порошка.

Реакцию гидрохлорирования проводили в стеклянном реакторе, имеющем диаметр 10 мм, оборудованном на дне диском из спеченного стекла, чтобы получать хорошее диспергирование газообразных реагентов, представляющих собой ацетилен и соляную кислоту.

Частицы катализатора размещали в виде неподвижного слоя, лежащего на дне реактора.

Регулирование температуры в системе осуществляли, используя реактор с двойными стенками с масляным теплоносителем, чтобы поддерживать желаемую температуру, регулируемую с помощью гнезда термопары, размещенного в самом реакторе.

Гидрохлорирование, проводимое при 150°С с использованием 1,543 г катализатора и при расходе газового потока 5 нл/ч для С2Н2 и 6 нл/ч для НС1, давало конверсию С2Н2 24,6% и селективность более 99,8%, приводя к производительности (выраженной в г ВХ/г катализатора/ч) равной 2,036 после 22 ч.

Эксперимент на определение коррозии проводили, как описано здесь, после использования количества свежего катализатора. Сначала пластину из циркония толщиной 1,5+/-0,2 мм помещали внутрь реактора. Затем добавляли катализатор таким образом, чтобы обеспечить покрытие им по меньшей мере 75% всей поверхности пластины. Затем начинали реакцию при условиях: расход потока 5 нл/ч для С2Н2 и 6

- 11 029427

нл/ч для НС1 при 150°С и останавливали ее спустя 2 ч. Пластину извлекали, а затем направляли на анализ. Данные результаты получали согласно ΆδΤΜ С1, версия 1999. Измеренная коррозия составляла 330 мкм/год.

Если раскрытие любых патентов, заявок на патент и публикаций, которые включены в настоящую заявку путем ссылки, приводит к разночтению с описанием настоящей заявки в такой степени, что это может сделать какой-либо термин неясным, настоящему описанию следует отдать предпочтение.

The invention relates to a method for the hydrohalogenation of an unsaturated hydrocarbon, preferably the hydrohalogenation of acetylene, in order to obtain vinyl chloride (VC).

Production of VC by reaction between acetylene and hydrogen chloride is usually carried out in the gas phase, in a fixed bed reactor, in the presence of a heterogeneous solid catalyst based on mercury chloride on the carrier. For reasons of toxicity, there is currently a growing interest in low mercury catalytic systems or catalytic systems that do not contain mercury compounds.

Various catalysts have been developed to replace the catalysts currently used in gas phase processes.

For example, Japanese Patent Application No. 52/136104 describes a method for hydrochlorinating acetylene in the gas phase in the presence of a fixed catalytic layer consisting of noble metal halides deposited on activated carbon. However, to date, the service life of such alternative catalysts intended for use in gas-phase processes remains significantly shorter than that of catalysts based on mercury compounds.

In addition, there are some examples in the literature of the hydrochlorination of acetylene in the presence of a liquid catalytic medium.

German patent 709000 describes a method for producing vinyl halides by bringing acetylene into contact at high temperatures with a molten mass of hydrogen halide organic bases containing a standard catalyst. Aliphatic, aromatic or heterocyclic amines and their mixtures are contemplated as organic bases.

In the author's certificate of the USSR 237116 described the use of an aqueous solution of an acid containing 46 wt.% Copper monovalent chloride and from 14 to 16 wt.% Methylamine hydrochloride, dimethylamine or trimethylamine.

European patent application EP-A-0340416 discloses a method for producing VC by reacting acetylene with hydrogen chloride in the presence of a palladium compound as a catalyst in a solvent consisting of an aliphatic or cycloaliphatic amide, at a temperature above room temperature. Although it allows for high yields, this method, however, has some significant drawbacks: it turned out that under the reaction conditions the liquid catalytic system gradually decomposes, forming blackish products that look like coal. In addition, in the presence of hydrogen chloride, the amide is converted to hydrochloride, the melting point of which is usually much higher than room temperature. For example, Ν-methylpyrrolidone hydrochloride is liquid only above 80 ° C. In practice, this can cause serious problems in practical implementation, problems associated with agglomeration of the catalytic medium during reactor shutdowns, or blocking of lines in the coldest points of the installation. Then the temperature of the entire reactor, as well as the lines in which the reaction medium flows, must be constantly maintained above the melting point of the hydrochloride.

These various problems appear to have been resolved by the catalytic hydrochlorination systems described in European patent applications EP-A1-0519548 and EP-A1-0525843, which contain at least one compound of a metal of group VIII and either amine hydrochloride, the melting point of which is less than or equal to 25 ° C, or a fatty amine hydrochloride containing more than 8 carbon atoms, the melting point of which is higher than 25 ° C, and an organic solvent selected from aliphatic, cycloaliphatic and aromatic hydrocarbons and and x mixtures. However, the catalytic systems described in these applications, especially those where the compound of the metal of group VIII is platinum chloride (11) or palladium chloride (P), are not completely satisfactory if we consider the performance achieved using them in terms of production efficiency in VC obtained by acetylene hydrochlorination, and in terms of long-term stability.

Publication No. 2008/77868 discloses a catalytic hydrochlorination system containing at least one amine hydrochloride and at least one compound of a metal of group VIII selected from the group consisting of mixtures of platinum compounds) with chloride 8i (P), mixtures of platinum compounds ( P) with triphenylphosphine oxide and mixtures of a palladium (P) compound with triphenylphosphine. These catalytic systems show improved production efficiency compared to the systems described in European patent applications EP-A-0519548 and EP-A-0525843.

Another example of a disclosure relating to a liquid catalytic medium for the hydrochlorination of acetylene in VC is Chinese patent application 102671701, which discloses catalysts that prevent the release of mercury due to the fact that they are formed by a special carrier loaded with an ionic liquid with fixed mercury, and the ionic liquid is chemically bonded to the surface of the carrier via a silane coupling agent, silicate ether, and mercuric chloride is bonded to the imidazole ring of the ionic liquid by a coordination bond. It is argued that the catalytic hydrochlorination of acetylene is carried out in the layer of ionic liquid fixed on the surface

- 1 029427

carrier, and allows to achieve a high degree of conversion of acetylene.

Finally, Chinese patent application 101716528 (inventor of Ζ1ιίνοη§ Уи) disclosed catalytic systems for obtaining VC by hydrochlorinating acetylene containing an ionic liquid (IL) based on imidazolium (which is an unprotonated cation) with chloride, bromide, hexafluorophosphate or tetrafate. anion and one or more of the chlorides of gold, platinum, palladium, tin, mercury, copper or rhodium.

It turns out that the latter aforementioned catalytic system leads to relatively high selectivity and high degrees of conversion, at least when it is used in a laboratory setup made of a chemically inert material (such as glass or Rugech). In this regard, the publication in Ogep Syt .. 2011, 13, 1495, one of the authors of which is Ζ1ιί \ Όη§ Уи, explicitly describes the glass reactor without mentioning any corrosion problem. In fact, glass was not intentionally chosen to take account of corrosion problems, but it was only a backup material used in a multi-purpose laboratory setup.

However, the applicant noted that, unexpectedly, the materials used in industrial equipment operating with the methods of the above-mentioned patent, which use amine hydrochloride, were subjected to rapid and severe corrosion if they were affected by the above-described hydrochlorination medium containing imidazolium. In addition, based on some of the tests, the applicant noted that this problem seems to be common at least for ILs containing at least one non-protonated cation and HC1.

Therefore, the applicant's patent application (AO 2012/113778) aims to protect equipment in the method of hydrohalogenating an unsaturated hydrocarbon (preferably acetylene) using IL as a catalyst, which is also at least partially carried out in an installation made of materials that are resistant to halogenated acids in dissociated form, or coated with such materials.

Now, the applicant has found that, unexpectedly, the catalysts according to the invention significantly reduce the aforementioned problem of corrosion during the hydrohalogenation of an unsaturated hydrocarbon using a catalyst which is an IL.

Therefore, the present invention relates to a method for the halogenation of an unsaturated hydrocarbon using a catalyst containing at least one ionic liquid (IL) and at least one metal, according to which said IL and metal are encapsulated inside a porous solid carrier.

Any unsaturated hydrocarbon can be used in the process of the invention. Preferably it is gaseous at the temperature of the hydrohalogenation reaction.

By unsaturated hydrocarbon is meant a component formed by carbon and hydrogen and having at least one double and / or triple bond between two C atoms; examples are acetylene, ethylene and the like.

In the framework of the invention, acetylene gives good results and is particularly preferred.

In a preferred embodiment of the invention, the hydrohalogenation reaction is hydrochlorination. This embodiment is particularly interesting when the unsaturated hydrocarbon is acetylene.

The method according to the invention, therefore, preferably is a method for the hydrochlorination of acetylene to obtain VC.

In the present description, the term "acetylene" should be understood as a source of acetylene, which can be either "pure" acetylene (commercially available), or mixtures containing acetylene, which can contain other components in addition to acetylene.

Such other components may be by-products of acetylene synthesis, for example, ethylene or other unsaturated hydrocarbons, gases, such as 2 CO 2 H 2 , CO, H 2 Oh and so on.

Acetylene is produced by partial combustion of methane, by oxidative cracking of a hydrocarbon source, using an arc discharge in a coal furnace, plasma in a coal furnace, or it is present as a by-product in the ethylene stream resulting from the cracking of hydrocarbons.

Another way to produce acetylene is to hydrate calcium carbide.

CAC production 2 from Cao or CaCO 3 and C requires extremely high temperatures of approximately 2000 ° C, which necessitates the use of electrical or the like.

When mixtures containing acetylene and ethylene are used, they can be used directly as such, that is, without the need to separate the components, since the higher reactivity of acetylene compared to ethylene should ensure first of all the hydrochlorination of acetylene with separation of the resulting BX and subsequent use of ethylene. This ethylene could be chlorinated to produce 1,2-dichloroethane (DCE) in a combined process.

- 2 029427

with getting BX. The pyrolysis of DCE can produce hydrogen chloride for the first reaction with acetylene.

Alternatively, since such hydrogen chloride resulting from the pyrolysis of DCE usually contains a small amount of acetylene, which is usually hydrogenated before the hydrogen chloride is recycled to the process, such acetylene can be supplied to the process of the present invention.

Therefore, according to one embodiment of the invention, the preferred hydrochlorination method according to the present invention is carried out after the pyrolysis of DCE in a method for producing DCE and VC from ethylene as an alternative to the hydrogenation of acetylene, sometimes used in such a method.

In the first variant, the catalyst of the invention is placed inside or downstream of a cooling device used to rapidly cool the pyrolysis gases.

In the second variant, the catalyst of the invention is placed in a column used to separate HC1 from BX and other components of rapidly cooled gases.

In the third variant, the catalyst of the invention is placed in a side stream withdrawn from a column used to separate HC1 from BX and other components of rapidly cooled gases. Side stream is taken from any position of the column below or above the feed point, preferably above the feed point. Side stream could be removed from the vapor phase or from the liquid phase, or from both phases circulating in the column. Preferably, the side stream is removed from the vapor phase. The reacted gas (i.e., the gas in which acetylene is converted to BX) is recycled downstream of pyrolysis in any suitable location. Suitable recirculation sites are, for example, a rapid cooling section, a column supply section, or a column itself.

In the fourth sub-variant, the catalyst of the invention is placed in the stream separated at the top of the column, preferably after a suitable heat treatment and / or pressure treatment of said stream.

In these embodiments, the catalyst is preferably of the cellular type and preferably has large channels in order to avoid blocking the channels with the resins.

In the context of the present invention, the expression "encapsulated inside a porous solid carrier" should be understood to mean that the ionic liquid and the metal, both, are physically localized mainly in the porous solid carrier; in other words, they are mainly in the cell formed by the porous solid carrier, they are mainly localized / held in the porous solid carrier — the nanopores of the gel are relatively firm, but preferably without any chemical bond.

According to the present invention, the word "mainly" means that essentially all of the ionic liquid and all of the metal are in a porous solid carrier, but this does not exclude that a small part of them can be present on the outer surface of the porous solid carrier, but in any case it is preferable without any chemical bond.

The porous solid support preferably contains silica or alumina. More preferably, the porous solid support contains silica, and more preferably it essentially consists of silica.

The catalyst used in the process of the invention is preferably prepared by mixing the precursor of a porous solid support with alcohol and preparing a mixture thereof; heating such a mixture and then adding IL and metal to it, preferably

mixed;

after obtaining a clear and homogeneous liquid mixture, add acid to the mixture and allow it to coagulate; and

aging the coagulated mixture to form a catalyst, preferably in the form of a powder.

This method can be classified as a sol-gel method, given that it provides the possibility that the ionic liquid and the metal are physically localized / encapsulated in a matrix of a porous solid carrier gel.

In another embodiment, the catalyst may also be obtained by

method of obtaining a catalyst (A) according to the method disclosed in patent application EP2617698 in the name

the applicant, the content of which is incorporated by reference in the present application, moreover, the specified catalyst contains a solid carrier, metal and ionic liquid;

mixing the catalyst (A) with a solution (B) in which the ionic liquid is preferably insoluble, moreover, said solution (B) contains a precursor of a porous solid carrier and alcohol to obtain a suspension (C);

adding acid to this suspension (C) and allowing it to coagulate; and aging the coagulated mixture to form a catalyst, preferably in the form of a powder.

The precursor of the porous solid carrier can be selected among the available precursors.

When the porous solid carrier is silicon dioxide, the precursor is preferably 3 029427

is selected from compounds corresponding to the formula δΐ (Ο-Κ.ι) (Ο-Κ.2) (Ο-Κ. 3 ) (Ο-Κ4), in which K one To 2 To 3 and K four are alkyl chains, the same or different, preferably saturated, containing from 1 to 8 carbon atoms, preferably from 1 to 4 carbon atoms and more preferably from 1 to 3 carbon atoms. Preferably, when the porous solid support is silica, the precursor is selected from compounds corresponding to the formula δί (Ο- one ) (Ο-Κ 2 ) (ΟΚ 3 ) (Ο-Κ four ), in which K one To 2 To 3 and K four , all represent an ethyl group (tetraethoxyorthosilicate).

When the porous solid support is alumina, the precursor is preferably selected from aluminum alkoxides of the formula Α1 () 3 and K are three alkyl groups, the same or different, preferably the same.

Any alcohol can be selected to produce the catalysts used in the process of the invention. Preferred alcohols are alcohols containing from 1 to 8 carbon atoms, preferably saturated. More preferably, the alcohols are those containing from 1 to 6 carbon atoms, preferably saturated. The most preferred alcohols are those containing from 1 to 4 carbon atoms, preferably saturated. Ethanol gives very good results.

Heating the precursor mixture of the porous solid support with alcohol can be carried out at any temperature suitable for the components present. Preferably, the heating is carried out at a temperature in the range from 40 to 75 ° C, preferably from 50 to 70 ° C and more preferably at 60 ° C.

The acid to be added may be selected from among any compound considered as Brønsted acid. Examples of acids that can be mentioned are HP, HBg, ΗΙ, HC1, Η 2 δΟ 3 Η 2 δΟ four ΗΝΟ 2 ΗΝΟ 3 Η 2 ί '.' Ο 3 . Η 3 ΡΟ 3 Η 3 ΡΟ four and their corresponding ammonium salts, as well as acetic acid. Preferably, the acid is ΗΟ or ΝΗ four Ρ.

Aging of the coagulated mixture can be carried out at any temperature required for preparing the catalyst in suitable form. Preferably, this aging is carried out at a temperature in the range from 40 to 80 ° C, preferably from 50 to 70 ° C and more preferably at 60 ° C.

Depending on the content of unsaturated hydrocarbon, preferably acetylene, in the source of unsaturated hydrocarbon, preferably acetylene, the reaction of hydrohalogenation, preferably hydrochlorination, can be carried out preferably at a temperature in the range from -30 to 230 ° C. Higher temperatures are not recommended since the catalytic system tends to decompose.

In the method according to the present invention

when the source of unsaturated hydrocarbon, preferably acetylene, has an unsaturated hydrocarbon content, preferably acetylene, equal to or greater than 10%, the hydrohalogenation reaction, preferably hydrochlorination, is preferably carried out at a temperature of from 40 to 200 ° C;

when the content of unsaturated hydrocarbon, preferably acetylene, in the source of unsaturated hydrocarbon, preferably acetylene, is below 10%, the reaction of hydrohalogenation, preferably hydrochlorination, is carried out preferably at a temperature of from -30 to 200 ° C.

When the source of unsaturated hydrocarbon, preferably acetylene, has an unsaturated hydrocarbon content, preferably acetylene, equal to or greater than 10%, the preferred reaction temperature, i.e., providing the best compromise between performance, yield and stability of the catalytic medium, is more than or equal to 40 ° C. Then the best results are obtained at temperatures greater than or equal to 50 ° C, preferably at temperatures greater than or equal to 80 ° C and most preferably at temperatures greater than or equal to 110 ° C. Preferably, the reaction temperature does not exceed 200 ° C. In certain cases, the preferred reaction temperature was not more than 170 ° C or not even more than 130 ° C. At lower temperatures, lower corrosion rates and reduced coke formation are observed, but at higher temperatures, higher degrees of conversion may occur.

In the method according to the invention

when the source of unsaturated hydrocarbon, preferably acetylene, has an unsaturated hydrocarbon content, preferably acetylene, equal to or greater than 10%, the hydrohalogenation reaction, preferably hydrochlorination, is carried out preferably at a pressure below 10 MPa, preferably below 5 MPa, preferably below 2.5 MPa;

when the content of unsaturated hydrocarbon, preferably acetylene, in the source of unsaturated hydrocarbon, preferably acetylene, is below 10%, the reaction of hydrohalogenation, preferably hydrochlorination, is carried out preferably at a pressure below 5 MPa, preferably below 2.5 MPa and more preferably below 1 MPa.

However, the pressure preferably exceeds 5 Pa, preferably exceeds 8 Pa and more preferably exceeds 10 Pa.

Hydrohalogenation, preferably hydrochlorination, of an unsaturated hydrocarbon, is pre-4 029427

respectfully acetylene, could be carried out in the gas or in the liquid phase, preferably in the gas phase. Hydrohalogenation, preferably hydrochlorination, of an unsaturated hydrocarbon, preferably acetylene, is preferably carried out by bringing the gaseous reactants, preferably acetylene and hydrogen chloride, into contact with the catalyst in any suitable reactor.

The reaction of hydrohalogenation, preferably hydrochlorination, can be carried out in the traditional way in any equipment that promotes the contact of gas or liquid on solid materials. Such equipment is a carried bed, a pneumatic transfer, a cyclone, a fluidized bed, a vibrating bed, a fixed bed, a moving bed, a fluidized bed, a flowing bed, or any combination thereof.

In the first embodiment, the reaction is carried out in a fixed bed and / or in pre-assembled structures in which the ratio of the external surface to the volume (δ / Y) for the catalyst is preferably less than or equal to 6-10 four m -one preferably less than or equal to 3-10 four m -one preferably less than or equal to 2-10 four m -one and preferably more than or equal to 10 m -one preferably more than or equal to 20 m -one and preferably more than or equal to 25 m -one and this method involves continuously feeding the reaction zone containing a catalyst of at least an unsaturated hydrocarbon, preferably acetylene, and a hydrohalogenating reagent, preferably hydrochlorination, both in gaseous form, with a total linear velocity, preferably equal to or more than 0.005 m / s, preferably more than or equal to 0.008 m / s, 0.01 m / s, preferably more than or equal to 0.02 m / s and preferably less than or equal to 20 m / s, preferably less than or equal to 15 m / s, preferably more than less than or equal to 12 m / s, and when the pressure drop in the reaction zone, which is preferably less than or equal to 50 kPa / m, preferably less than or equal to 40 kPa / m and preferably less than or equal to 35 kPa / m.

The equipment for such a first embodiment may be a static fixed layer, a structured fixed layer, a catalytic structured packing, a cellular structure, and the like, or any combination of this equipment.

In the second embodiment, the reaction is carried out in a fluidized bed, in which the ratio of the external surface to the volume (δ / Y) for the catalyst is preferably less than or equal to 10 five m -one preferably less than or equal to 8-10 four m -one preferably less than or equal to 5-10 four m -one and more than or equal to 100 m -one preferably more than or equal to 200 m -one and preferably more than or equal to 250 m -one the method involves continuously feeding the reaction zone containing the catalyst of at least an unsaturated hydrocarbon, preferably acetylene, and a hydrohalogenating reagent, preferably hydrochlorination, both in gaseous form, with a total linear rate, preferably equal to or more than 0.15 m / s, preferably more than or equal to 0.25 m / s, preferably more than or equal to 0.4 m / s and preferably less than or equal to 6 m / s, preferably less than or equal to 4 m / s, preferably less than or equal to 3 m / s and at a pressure differential in the reaction zone, which preferably is less than or equal to 100 kPa / m, preferably less than or equal to 60 kPa / m.

Equipment capable of realizing a fluidized bed may be a fluidized bed, a moving bed, a vibrating bed, a flowing bed, a fluidized bed, and the like, or any combination of this equipment.

In the third embodiment, the reaction is carried out in a entrained flow, in which the ratio of the external surface to the volume (δ / Y) for the catalyst is preferably less than or equal to 2-10 6 m -one preferably less than or equal to 1.2-10 6 m -one preferably less than or equal to 6-10 five m -one and preferably more than or equal to 100 m -one preferably more than or equal to 200 m -one and preferably more than or equal to 250 m -one and this method involves continuously feeding the reaction zone containing a catalyst of at least an unsaturated hydrocarbon, preferably acetylene, and a hydrohalogenating reagent, preferably hydrochlorination, both in gaseous form, with a total linear rate, preferably equal to or more than 0.25 m / s, preferably more than or equal to 0.4 m / s, preferably more than or equal to 0.5 m / s and preferably less than or equal to 20 m / s, preferably less than or equal to 15 m / s, preferably e less than or equal to 12 m / s, where the pressure drop in the reaction zone is preferably less than or equal to 50 kPa / m, preferably less than or equal to 20 kPa / m and preferably less than or equal to 5 kPa / m.

The equipment that enables the realization of the entrained flow may be pneumatic transfer, entrained layer, circulating layer, cyclone and the like or any combination of this equipment.

In the present invention, a fixed bed and a fluidized bed are preferred, with a fixed bed being most preferred.

Catalyst particles are meant to mean a solid catalyst element, such as powders, extrusion products, granules, etc., cellular structures, catalytic microreactors and

- 5 029427

structured nozzles, such as Ka1arask®, Me1arask®, and so on. The catalyst may be a bulk catalyst or supported catalyst.

The catalyst particles could be assembled into substructures, such as cellular structures, catalytic microreactors, structured packing elements, and the like; individual particles could also be assembled in an orderly manner, such as in the form of a layer; or individual particles could be considered as an aggregate in a fluidized bed, entrained bed, vibrating bed, moving bed, spouting bed, fluidized bed, or the like.

When catalyst particles are assembled into substructures, the external catalyst volume can be calculated from the geometric average external dimensions of the catalyst substructures, using classical formulas to calculate the surface and volume. The catalyst surface can be calculated from the geometric average of the external and internal dimensions of the macroscopic element. If the shape of the catalyst particles cannot be determined, they are considered as spheres, and the geometric external dimension is the diameter of an equivalent sphere.

When catalyst particles are assembled in an orderly manner, such as in a fixed bed of various geometric shapes, the external volume can be calculated from the average geometric external dimensions of the catalyst layer using classical formulas to calculate the surface and volume. The catalyst surface can be calculated from the average geometric external and internal particle sizes. If the shape of the catalyst particles cannot be determined, they are considered as spheres, and the geometric external dimension is the diameter of an equivalent sphere.

When catalyst particles are considered as aggregates, such as in a fluidized bed, entrained layer, vibrating layer, moving bed, spouting layer, fluidized bed, or the like, the outer volume can be calculated from the geometric average outer dimensions of the catalyst bed at rest, using classical formulas for surface and volume calculations. The catalyst surface can be calculated from the geometric geometric external and internal dimensions of the individual catalyst particles in the bed. If the shape of the catalyst particles cannot be determined, they are considered as spheres, and the geometric external dimension is the diameter of an equivalent sphere.

In the method according to the invention, the catalyst particles can detect any shape. The catalyst particle is usually present in a form selected from the group consisting of rings, beads, pellets, tablets, extrusion products, granules, crushed, saddle, scaly, cellular structures, impregnated structured nozzles, and any mixture thereof.

When the catalyst is in the form of beads, the beads are considered as spheres, and the geometric external dimension is the diameter of an equivalent sphere.

When the catalyst is in the form of cylindrical particles (for example, pellets, extrusion products), the catalyst particles are considered as cylinders, and the geometric external dimensions are the average particle diameter and average particle length. The mean value can be geometric, arithmetic or logarithmic. Especially convenient is, for example, the arithmetic mean.

When the catalyst particles do not have a simple geometric shape, such as crushed particles, flakes, saddle particles, extrusion products of various shapes (stars, etc.), they are considered as spheres, and the geometric external dimensions are the diameter of an equivalent sphere.

When the catalyst particles are in the form of cylindrical rings, the catalyst particles are considered as hollow cylinders, and the geometrical dimensions are the average diameters (inner and outer) of the cylinders and the average length of the cylinders.

When the catalyst is in the form of a cellular structure with cylindrical channels, the geometric dimensions are the average values of the length and diameter of the channels.

The above are just a few examples of how to determine the geometric external dimensions of the catalyst particles needed to calculate the ratio of the external surface to the volume for the catalyst. A person of ordinary skill in the art will readily understand how to obtain these dimensions for any form of catalyst, including forms not disclosed above.

The value of the characteristic external dimensions of the catalyst particles can be obtained by any method, for example, by visual or microscopic measurements of individual catalyst particles, followed by averaging the measurement results over a sufficiently large number of particles (for example, more than 100) to be statistically significant, or, for example, from the distribution particles in size obtained by sieving, sedimentation (natural or forced) or by light scattering.

In the above embodiments, the implementation of the total linear velocity is understood as meaning the linear velocity of the total flow of gaseous material into the reaction zone containing the catalyst.

The total linear velocity is obtained by dividing the flow of the total supply of gaseous material into the reaction zone containing the catalyst into the cross section of this zone.

- 6 029427

The total supply of gaseous material can be measured by any method, such as, for example, through holes, venturi tubes, nozzles, nozzles, rotameters, pitot tubes, calorimetric, turbine, vortex, electromagnetic, Doppler, ultrasonic, thermal or coriolis flow meters.

The cross section of the specified reaction zone is understood as meaning the average cross section along the length of the specified reaction zone. The reaction zone may be horizontal or vertical.

The pressure drop over the reaction zone containing the catalyst is understood to mean a dynamic pressure drop, including the pressure drop corresponding to the hydraulic devices connected to the zone.

The pressure drop can be measured by any means, such as, for example, cells for measuring the pressure drop (Br), pressure gauges such as an E-tube pressure gauge, a cup pressure gauge, a Bourdon pressure gauge, a Piranni pressure gauge, an ionization pressure gauge, a diaphragm pressure gauge, a piezoelectric pressure gauge and any combination of them. Preferred means are selected from the group consisting of cells for measuring Br, manometer with I-tube, Bourdon manometer, membrane manometer, piezoelectric manometer, and any combination thereof. More preferred means are selected from the group consisting of cells for measuring Br, membrane pressure gauge, piezoelectric pressure gauge, and any combination thereof.

The embodiments described above, which can be combined, usually allow such a residence time to be obtained that a high conversion can be obtained, as well as to ensure a good dispersion of the reactants within the catalyst.

In the method according to the invention

when the source of unsaturated hydrocarbon, preferably acetylene, has an unsaturated hydrocarbon content, preferably acetylene, equal to or greater than 10%, the molar ratio of the hydrohalogenation reagent, preferably hydrogen chloride, to the unsaturated hydrocarbon, preferably acetylene, is preferably greater than or equal to 0.5, preferably more equal to 0.8 and preferably less than or equal to 3, preferably less than or equal to 1.5;

when the content of unsaturated hydrocarbon, preferably acetylene, in the source of unsaturated hydrocarbon, preferably acetylene, is below 10%, the molar ratio of the hydrohalogenation reagent, preferably hydrogen chloride, to the unsaturated hydrocarbon, preferably acetylene, is preferably more than or equal to 1000, preferably more than or equal to 5000 and less than or equal to 100,000, preferably less than or equal to 50,000, and preferably less than or equal to 20,000.

The unsaturated hydrocarbon, preferably acetylene, and the hydrohalogenation reagent, preferably hydrogen chloride, can be brought into contact in the reactor or preferably mixed before being introduced into the reactor.

The catalyst used in the present invention contains at least one ionic liquid (a liquid that exhibits ionic properties at least during the implementation of the method of the invention, that is, during the hydrohalogenation of the unsaturated hydrocarbon), therefore, containing at least one cation and at least one anion, and in one embodiment, containing at least one non-protonated cation and at least one anion.

In principle, ionic liquids are salts in a liquid state, while ordinary liquids, such as, for example, water and gasoline, are predominantly formed by electrically neutral molecules. Ionic liquids are preferably formed by ions. It should be noted that in the framework of this invention, the imidazoles themselves are not ionic liquids, but in the method of the invention involving the hydrohalogenation of an unsaturated hydrocarbon, they can become ionic liquids by reaction with a hydrohalogenating reagent (for example, HC1).

In general, it can be said that any salt that melts without decomposition will usually produce an ionic liquid. However, many salts melt at high temperatures, much higher than the temperatures used in catalytic processes. In the context of the present invention, the term "ionic liquid" will refer to a system that is liquid at the temperature used in the process in which the catalytic system is used.

Preferred ionic liquids in the context of the present invention are those that are liquid at temperatures of 150 ° C or less, more preferably at temperatures of 100 ° C or less, and more preferably at temperatures of 80 ° C or less. Moreover, preferred ionic liquids are those that have a very low vapor pressure and a very low flammability and which exhibit good electrical conductivity.

The ionic liquid, which preferably functions as a reaction medium, preferably has a solubility with respect to reagents (unsaturated hydrocarbon and hydrohalogenating reagent, such as, for example, acetylene and HC1), but preferably products (and, ultimately, intermediates) formed in the reaction (such as BX) are insoluble in the ionic liquid.

- 7 029427

In the present description, the expression "at least one ionic liquid" should be understood as meaning one or more than one ionic liquid.

Preferably, the catalyst contains only one ionic liquid, as defined above.

In the rest of the text, the expression "ionic liquid", used in the singular or plural, should be understood as denoting one or more than one ionic liquid, unless otherwise indicated.

In the present description, the expression "at least one non-protonated cation" is understood to mean one or more non-protonated cations.

Preferably, the ionic liquid contains one unprotonated cation.

In the rest of the text, the expression "unprotonated cation" used in a singular or plural number should be understood to mean one or more unprotonated cations, unless otherwise indicated.

The term “non-protonated cations” as used herein in the context of the present invention means cations that do not carry free hydrogen atom (s) at the atom (s) on which the positive charge of the cation is localized.

Preferably, the non-protonated cation is selected from

quaternary ammonium cations, which can be represented by the general formula [ one Κ 2 Κ 3 Κ] +,

phosphonium cations, which can be represented by the general formula [RK one TO 2 TO 3 K] +, and cations containing five- or six-membered heterocycles, which have at least

one nitrogen atom, preferably one or two nitrogen atoms.

Preferred cations containing five- or six-membered heterocycles are

imidazolium cations of the general formula (I)

pyridinium cations of general formula (II)

and

pyrrolidinium cations of general formula (III)

in which the radicals K and K one by K 9 , independently of each other, provided that the radical that carries (ut) atom (s) on which the positive charge of the cation is localized is not hydrogen, each can be hydrogen, optionally substituted saturated or unsaturated C R WITH 18 -alkyl group (preferably optionally substituted saturated or unsaturated With one -WITH sixteen is an alkyl group and, preferably, optionally substituted saturated or unsaturated With one -WITH 14 -alkyl group) optionally substituted saturated or unsaturated C 2 WITH 18 -alkyl group with a carbon chain interrupted by a single oxygen atom, or optionally substituted With 6 -WITH 12 -aryl group.

Preferably, the unprotonated cation is selected from quaternary ammonium cations, phosphonium cations, imidazole cations, pyridinium cations, and pyrrolidinium cations.

More preferably, the unprotonated cation is selected from phosphonium cations, imidazolium cations, pyridinium cations, and pyrrolidinium cations.

Most preferably, the non-protonated cation is selected from phosphonium cations and imidazolium cations. Particularly preferred are the latter, and more specifically: dialkyl imidazolium cations, and more preferably 1,3-dialkyl imidazole cations.

Examples of quaternary ammonium cations are tributylmethylammonium, butyltrimethylammonium, octyltrimethylammonium, tetramethylammonium, tetraethylammonium, tetrabutylammonium, methyl- 8 029427

trioctylammonium, 2-hydroxyethyltrimethylammonium and diethylmethyl (2-methoxyethyl) ammonium.

Examples of phosphonium cations are triisobutylmethylphosphonium, tributylmethylphosphonium, ethyltributylphosphonium, tetrabutylphosphonium, tetraoctylphosphonium, tributyltetradecylphosphonium, trihexyltetradecylphosphone, and xipherophone, and in the form of asphione) and also aspheres, and in the form of asparate, and also asparate, and in the form of asparate, and in the form of asparate, and in the form of asparate, and in the form of asparate, and in the form of asparate and in the way in the I and I and I, and I, and

Examples of imidazolium cations are 1,3-dimethylimidazolium, 1-ethyl-3-methyl-imidazolium, 1-butyl-3-methyl-imidazolium, 1-pentyl-3-methyl-imidazolium, 1-hexyl-3-methyl-imidazolium, 1-decyl-3-methyl-imidaz, 3metilimidazoly, 1-tetradecyl-3metilimidazoly, 1-hexadecyl-3metilimidazoly, 1- (2-hydroxyethyl) -3-methylimidazolium, 1-allyl-3metilimidazoly, 1-benzyl-3metilimidazoly, 1-phenylpropyl, 3- methylimidazolium, 1,3-diethylimidazolium, 1-butyl-3-ethylimidazolium, 1-methyl-3-propylimidazolium, 1-methyl-3-octylimidazolium, 1-methyl-3-octadecylimidazolium, 1,3-butyl-2-methylim idazolium, 1,3-didecyl-2-methylimidazolium, 1- (2-hydroxyethyl) -3-methylimidazolium, 1-ethyl-2,3-dimethylimidazolium, 1-propyl-2,3-dimethylimidazolium, 1-butyl-2, 3-dimethylimidazolium, 1-butyl-3,4-dimethyl-imidazolium, 1-hexyl-2,3-dimethyl-imidazolium, 1-hexadecyl-2,3-dimethyl-imidazolium, 1,2,3-trimethyl-imidazolium, 1,3,4-trimethyl-imidazolium, 1- butyl-3-ethylimidazolium, 1,3-dibutylimidazolium, 1-methyl-3-octylimidazolium, 1-butyl-3,4,5-trimethylimidazolium and 1,3,4,5-tetramethylimidazolium.

Examples of the pyridinium cations include 1-methylpyridinium, 1-ethylpyridinium, 1-propylpyridine, 1-butylpyridinium, 1-hexylpyridinium, 1-oktilpiridiny, 1,2-dimethylpyridine, 2-etil1-methylpyridinium, 1-butyl-2-methylpyridinium, 1- butyl-3-methylpyridinium, 1-butyl-4-methylpyridinium, 1-hexyl-3-methylpyridinium, 1-hexyl-4-methylpyridinium, 1-butyl-2-ethylpyridinium, 1-butyl-3ethylpyridinium, 4-methyl-1- Octylpyridinium, 1-butyl-2-ethyl-6-methylpyridinium, 2-ethyl-1,6-dimethylpyridinium, 1-butyl-3,4-dimethylpyridinium and 1-butyl-3,5-dimethylpyridinium.

Examples of the pyrrolidinium cation are 1,1-dimethylpyrrolidine, 1-ethyl-1-methylpyrrolidinium, 1-ethyl-3-methylpyrrolidinium, 1-butyl-1-methylpyrrolidinium, 1-hexyl-1-methylpyrrolidinium, 1-octyl-1-methylpyrrolidinium, 1-butyl-1-ethylpyrrolidinium and 1-methyl-1-propylpyrrolidinium.

In another embodiment, the cation may be a protonated cation, such as an imidazole cation, preferably a c-alkylated imidazole cation.

Preferably, the Ν-alkylated imidazole is defined by formula (IV)

in which the radicals K one To 2 To 3 TO four can independently of each other, each represent hydrogen or an optionally substituted saturated or unsaturated CpC ^ -alkyl group.

Preferably Ν-alkylated imidazole is selected from 1-methylimidazole, 1-ethylimidazole, 1-butylimidazole, 1-geksilimidazola, 1-oktilimidazola, 1-detsilimidazola, 1-methyl-2-oktilimidazola, 1-ethyl-2-methylimidazole, 1-butyl -2-methylimidazole, 1-hexyl-2-methylimidazole and 1-decyl-2-methylimidazole. Even more preferred are α-alkylated imidazoles selected from 1 methyl imidazole, 1-ethyl imidazole and 1-butyl imidazole.

In the present description, the expression "at least one anion" is understood to mean one or more than one anion.

Preferably, the ionic liquid contains one anion.

In the rest of the text, the expression "anion", used in the singular or plural, should be understood as denoting one or more than one anion, unless otherwise indicated.

As anions, in principle, you can use any anions. The anion is preferably selected from

a group consisting of halides and halogen-containing anions and the so-called pseudohalides,

a group consisting of sulfates, sulfites and sulfonates,

a group consisting of phosphates,

a group consisting of phosphonates and phosphinates,

group consisting of phosphites,

a group consisting of phosphonites and phosphinites,

a group consisting of carboxylic acids,

group consisting of borates,

group consisting of boronaty,

a group consisting of carbonates and esters of carbonic acid, a group consisting of silicates and esters of silicic acid, a group consisting of salts of alkylsilanes and arylsilanes,

- 9 029427

a group consisting of carboximides, bis- (sulfonyl) imides, and sulfonylimides; a group consisting of alkoxides and aryloxides.

The anion (s) are preferably selected from the following anions: chloride, bromide, iodide, triflate (trifluoromethanesulfonate), tosylate, tetrafluoroethylsulfonate, bis-trifluoromethylsulfonylimide, tetrachloroferrate, tetrafluoroborate, tetrafluorophosphate and hexa-fluorophosphate, and tetrafluorophosphate;

The most preferred ILs are the imidazolium halide salts, and more specifically the chlorides. Chloride 1-butyl-3-methylimidazolium (BM1MC1) is particularly preferred since it is readily commercially available.

Methods for obtaining suitable ionic liquids are known to the person skilled in the art, and thus there is no need for their detailed description here, especially since some of them, in particular BM1MC1, are commercially available.

The catalyst used in the invention also contains at least one metal.

In the present description, the expression "at least one metal" is understood to mean one or more than one metal. Preferably, the catalyst contains only one metal.

The metal may be any metal. The metal is preferably selected from Ρά, Ρΐ, Au, Hg, Ki, δ, Ki, PH and 1g. Preferably, the metal is selected from Ρά, Ρΐ, Au, Nd Ki and Θδ.

Although good results are obtained when the metal is chosen among the metals listed above, very good results are obtained when the metal is chosen from Ρά, Ki, Au and Οδ, especially good results are obtained when the metal is chosen from, Ki and Au, and, more specifically, very good results are obtained when the metal is chosen from Ρά and ki. The most interesting results are obtained when the metal is Ρά.

The metal content in the catalyst according to the invention is preferably equal to or greater than 0.25 wt.% (Calculated on the total weight of the catalyst), preferably greater than 0.5 wt.%. In general, it is equal to or less than 10% by weight, preferably less than 5% by weight.

The term "metal" as used herein includes a metal compound, that is, a single compound of the same metal, as well as mixtures of different compounds of the same metal or a mixture of compounds of different metals or compounds containing two metals, which are defined above in the present description.

Preferably, the catalyst is prepared from a single compound of at least one metal, and more preferably from a single compound of a single metal.

The metal compound can be of any nature; however, it is usually a salt, more preferably a halide and more preferably a chloride.

Among the chloride-based compounds containing palladium (11), mention may be made of palladium chloride (11) and chloropalladates of alkali metals or alkaline earth metals, such as, for example, No. 2 ( four ) Κ 2 ( four ) Ρί 2 ( four ) and (ΝΗ four ) 2 ( four ). Palladium (II) chloride gives good results.

All the embodiments described above provide very low degrees of corrosion of materials that can be used in an industrial installation during a normal industrial life (several years, typically at least 10 years) at design pressure, either in massive form or as a protective layer. , allowing the unit to withstand the corrosive effects of the reaction medium.

The protective layer could be made of the same material that provides the mechanical strength of the installation, or of another material.

Examples of materials that are resistant to halogenated acids, preferably HC1, in dissociated form, which can be used either in solid form or as a protective layer, are metals, fluorinated polymers, ceramics, graphite (impregnated), enamel and silicon carbide.

Examples of materials that can be used as a protective layer (made of a material that differs from that providing mechanical strength) are metals, such as, Ta, metal alloys, such as ΗαδΙοΙΙον® C276, No.Ms11ou® HB2, Mope1®, 1psoppe1 ®, 1по1о®, enamels, such as ΡΓα and ά1е ^ ®eta ^ 1 ννθ, ΡΓαιιάΚι®Αιηαί1 4300, ΡΓaaiά1e ^ ®eta ^ 1 A8C, fluorinated polymers, such as ΡΤΡΕ, ΡΡA, MPA, ΡΥΟΡ and so on.

For metals, the corrosion tolerance (or the degree of corrosion allowed before replacing the part affected by corrosion) is usually less than 5 mm, with a corrosion tolerance of less than 3 mm being preferable, a corrosion tolerance of less than 2 mm is preferable and a corrosion tolerance of less than 1.8 is particularly preferable mm The corrosion tolerance for metals is usually more than 0.01 mm, preferably more than 0.03 mm, and more preferably more than 0.05 mm.

For non-metallic protective layers, the layer thickness is usually more than 0.1 mm, preferably more than 0.3 mm, more preferably more than 0.5 mm. Typically, the thickness of the protective layer is less than 20 mm, preferably less than 15 mm and more preferably less than 10 mm.

The installation could be made from a single material or two materials. When usa- 10 029427

The machine is made of two materials, usually the carrier material is not in contact with the reaction medium and provides mechanical strength. The carrier material could be metal or plastic. Examples of carrier materials are carbon steel, glass-fiber reinforced polyester, polyethylene, polypropylene, PVC (polyvinyl chloride), and so on. Carbon steel is preferred. Bearing material that provides mechanical strength, usually exposed to corrosive external atmosphere. Preferably, the carrier material also has a protective layer against external corrosion. The outer protective layers could be a thickening of the same material or a layer of paint. When the protective layer is a thickening, it is usually more than 0.1 mm, preferably more than 0.3 mm and more preferably more than 0.5 mm, and moreover it is usually less than 5 mm, preferably less than 3 mm, and more preferably less than 2, 5 mm.

The following examples are intended to illustrate the invention without, however, limiting its scope.

Example 1 (Invention)

BM1MS1 (1.4 g) was melted for 5 minutes at 100 ° C. Then with stirring for 45 min was added RyS1 2 (0.097 g).

A mixture of tetraethoxyorthosilicate (ΤΕΟδ, 10 ml) and ethanol (7 ml) was heated to 60 ° C, and then a mixture containing BM1MS1 and RyuS1 2 , immediately transferred to a solution containing ΤΕΘδ.

After a clear and homogeneous liquid mixture was formed, hydrochloric acid (5 M, 5 ml) was added and the mixture gradually coagulated.

After aging at 60 ° C for 12 hours, the resulting solid material was dried in vacuum at 150 ° C for 3 hours, and then ground to obtain a fine powder.

The hydrochlorination reaction was carried out in a glass reactor having a diameter of 10 mm, equipped with a sintered glass disk at the bottom in order to obtain good dispersion of gaseous reactants, which are acetylene and hydrochloric acid.

The catalyst particles were placed as a fixed bed lying on the bottom of the reactor.

Temperature control in the system was carried out using a double-walled reactor with heat-transfer oil to maintain the desired temperature, controlled by a thermocouple socket located in the reactor itself.

Hydrochlorination carried out at 150 ° C using 1.543 g of catalyst and at a flow rate of 5 nl / h of gas for C 2 H 2 and 6 nl / h for HC1, gave conversion C 2 H 2 24.6% and a selectivity of more than 99.8%, resulting in productivity (expressed in g VC / g catalyst / h) equal to 2.036 after 22 hours.

Example 2 (Invention)

The example was reproduced using 2.0 g BM1MS1 and 0.024 g RyC1 2 to obtain a catalyst.

The hydrochlorination was carried out in the same conditions, except that the amount of catalyst was 2.7 g

Conversion With 2 H 2 was 17.10%, and the selectivity of more than 99.8%, leading to productivity (expressed in g I / g catalyst / h), equal to 0.809 after 167 h.

Example 3 (Invention)

BM1MS1 (5.7 g) was melted for 5 minutes at 100 ° C. Then with stirring for 45 min was added RyS1 2 (0.39 g).

A mixture of tetraethoxyorthosilicate (ΤΕΟδ, 40 ml) and ethanol (28 ml) was heated to 60 ° C, and then a mixture containing BM1MS1 and RyuS1 2 , immediately transferred to a solution containing ΤΕΟδ.

After forming a clear and homogeneous liquid mixture, hydrochloric acid (5 M, 20 ml) was added and the mixture gradually coagulated.

After aging at 60 ° C for 12 hours, the resulting solid material was dried in vacuum at 150 ° C for 3 hours, and then ground to obtain a fine powder.

The hydrochlorination reaction was carried out in a glass reactor having a diameter of 10 mm, equipped with a sintered glass disk at the bottom in order to obtain good dispersion of gaseous reactants, which are acetylene and hydrochloric acid.

The catalyst particles were placed as a fixed bed lying on the bottom of the reactor.

Temperature control in the system was carried out using a double-walled reactor with heat-transfer oil to maintain the desired temperature, controlled by a thermocouple socket located in the reactor itself.

Hydrochlorination carried out at 150 ° C using 1.543 g of catalyst and at a flow rate of 5 nl / h of gas for C 2 H 2 and 6 nl / h for HC1, gave conversion C 2 H 2 24.6% and a selectivity of more than 99.8%, resulting in productivity (expressed in g VC / g catalyst / h) equal to 2.036 after 22 hours.

An experiment to determine corrosion was performed as described here, after using a quantity of fresh catalyst. First, a plate of zirconium with a thickness of 1.5 +/- 0.2 mm was placed inside the reactor. Then the catalyst was added in such a way as to ensure that it covers at least 75% of the entire surface of the plate. Then the reaction was started under the conditions: flow rate 5 nl / h for C 2 H 2 and 6

- 11 029427

nl / h for HC1 at 150 ° C and stopped after 2 h. The plate was removed and then sent for analysis. These results were obtained according to ΆδΤΜ C1, version 1999. The measured corrosion was 330 μm / year.

If the disclosure of any patents, patent applications and publications that are incorporated into this application by reference, leads to a discrepancy with the description of this application to such an extent that it may make any term unclear, this description should be preferred.

Claims (14)

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯCLAIM 1. Способ гидрогалогенирования ненасыщенного углеводорода с применением катализатора, содержащего по меньшей мере одну ионную жидкость (ИЖ) и по меньшей мере один металл, согласно которому указанные ИЖ и металл являются инкапсулированными внутри пористого твердого носителя, причем по существу вся ионная жидкость и весь металл локализованы/удерживаются в пористом твердом носителе относительно прочно, но без какой-либо химической связи, то есть, по существу, ионная жидкость и весь металл находятся в пористом твердом носителе и только малая их часть может присутствовать на внешней поверхности пористого твердого носителя, но без какой-либо химической связи.1. A method of hydrohalogenating an unsaturated hydrocarbon using a catalyst containing at least one ionic liquid (IL) and at least one metal, according to which said IL and metal are encapsulated inside a porous solid carrier, with essentially all ionic liquid and all metal localized / held in a porous solid carrier relatively firmly, but without any chemical bond, i.e. essentially ionic liquid and all metal are in a porous solid carrier and only small I may part of them on the outer surface of the porous solid carrier, but without any chemical bond. 2. Способ по предшествующему пункту, в котором пористый твердый носитель содержит диоксид кремния или оксид алюминия.2. The method according to the preceding paragraph, in which the porous solid carrier contains silica or alumina. 3. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором пористый твердый носитель содержит диоксид кремния.3. The method according to any of the preceding paragraphs, wherein the porous solid support comprises silica. 4. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором катализатор получают путем смешения предшественника пористого твердого носителя со спиртом и получения их смеси; нагрева такой смеси и затем добавления к ней ИЖ и металла;4. A method according to any one of the preceding claims, wherein the catalyst is obtained by mixing the precursor of a porous solid support with alcohol and preparing a mixture thereof; heating such a mixture and then adding IL and metal to it; после получения прозрачной и гомогенной жидкой смеси добавления кислоты к такой смеси и предоставления ей возможности коагулировать иafter obtaining a clear and homogeneous liquid mixture, add acid to the mixture and allow it to coagulate and состаривания коагулировавшей смеси, чтобы получить катализатор предпочтительно в форме порошка.aging the coagulated mixture to form the catalyst, preferably in the form of a powder. 5. Способ по п.4, в котором спирт представляет собой этанол.5. The method according to claim 4, in which the alcohol is ethanol. 6. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором6. The method according to any of the preceding paragraphs, wherein реакцию гидрогалогенирования проводят при температуре от 40 до 200°С, когда источник ненасыщенного углеводорода имеет содержание ненасыщенного углеводорода, равное или большее 10%;the hydrohalogenation reaction is carried out at a temperature of from 40 to 200 ° C, when the source of unsaturated hydrocarbon has an unsaturated hydrocarbon content equal to or greater than 10%; когда содержание ненасыщенного углеводорода в источнике ненасыщенного углеводорода составляет ниже 10%, реакцию гидрогалогенирования проводят при температуре от -30 до 200°С.when the content of unsaturated hydrocarbon in the source of unsaturated hydrocarbon is below 10%, the hydrohalogenation reaction is carried out at a temperature of from -30 to 200 ° C. 7. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором7. The method according to any of the preceding paragraphs, wherein когда источник ненасыщенного углеводорода имеет содержание ненасыщенного углеводорода, равное или большее 10%, реакцию гидрогалогенирования проводят при давлении ниже 10 МПа;when the source of unsaturated hydrocarbon has an unsaturated hydrocarbon content equal to or greater than 10%, the hydrohalogenation reaction is carried out at a pressure below 10 MPa; когда содержание ненасыщенного углеводорода в источнике ненасыщенного углеводорода составляет ниже 10%, реакцию гидрогалогенирования проводят при давлении ниже 5 МПа.when the content of unsaturated hydrocarbon in the source of unsaturated hydrocarbon is below 10%, the reaction of hydrohalogenation is carried out at a pressure below 5 MPa. 8. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором реакцию проводят в неподвижном слое и/или в предварительно собранной структуре, в которых отношение внешней поверхности к объему (δ/ν) для катализатора составляет от 6-104 м-1 до 10 м-1, причем указанный способ включает в себя непрерывную подачу в реакционную зону, содержащую катализатор, по меньшей мере, ненасыщенного углеводорода и реагента гидрогалогенирования, обоих в газообразной форме, при суммарной линейной скорости, составляющей от 0,005 до 20 м/с, и при перепаде давления в реакционной зоне менее либо равном 50 кПа/м.8. The method according to any of the preceding paragraphs, in which the reaction is carried out in a fixed bed and / or in a pre-assembled structure in which the ratio of the outer surface to the volume (δ / ν) for the catalyst is from 6-10 4 m -1 to 10 m -1 , moreover, this method includes a continuous flow into the reaction zone containing the catalyst, at least an unsaturated hydrocarbon and a hydrohalogenation reagent, both in gaseous form, at a total linear velocity of from 0.005 to 20 m / s, and when the difference pressure in the reaction th band less than or equal to 50 kPa / m. 9. Способ по любому из пп.1-7, в котором реакцию проводят в псевдоожиженном потоке, в котором отношение внешней поверхности к объему (δ/ν) для катализатора составляет от 105 до 100 м-1, причем указанный способ включает в себя непрерывную подачу в реакционную зону, содержащую катализатор, по меньшей мере, ненасыщенного углеводорода и реагента гидрогалогенирования, обоих в газообразной форме, при суммарной линейной скорости от 0,15 до 6 м/с и при перепаде давления в реакционной зоне менее либо равном 100 кПа/м.9. The method according to any one of claims 1 to 7, in which the reaction is carried out in a fluidized bed, in which the ratio of the outer surface to the volume (δ / ν) for the catalyst is from 10 5 to 100 m -1 , and this method includes continuous flow into the reaction zone containing the catalyst of at least an unsaturated hydrocarbon and hydrohalogenation reagent, both in gaseous form, with a total linear velocity of 0.15 to 6 m / s and with a pressure drop in the reaction zone less than or equal to 100 kPa / m 10. Способ по любому из пп.1-7, в котором реакцию проводят в увлекаемом потоке, в котором отношение внешней поверхности к объему (δ/ν) для катализатора составляет от 2-106 до 100 м-1, причем указанный способ включает в себя непрерывную подачу в реакционную зону, содержащую катализатор, по меньшей мере, ненасыщенного углеводорода и реагента гидрогалогенирования, обоих в газообразной форме, при суммарной линейной скорости, составляющей от 0,25 и до 20 м/с, и при перепаде давления в реакционной зоне менее либо равном 50 кПа/м.10. The method according to any one of claims 1 to 7, in which the reaction is carried out in entrained flow, in which the ratio of the external surface to the volume (δ / ν) for the catalyst ranges from 2-10 6 to 100 m -1 , and this method includes continuous flow into the reaction zone containing the catalyst of at least an unsaturated hydrocarbon and a hydrohalogenation reagent, both in gaseous form, at a total linear velocity of between 0.25 and 20 m / s, and at a pressure drop in the reaction zone less than or equal to 50 kPa / m. 11. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором11. A method according to any one of the preceding claims, wherein когда источник ненасыщенного углеводорода имеет содержание ненасыщенного углеводорода, равное или большее 10%, молярное отношение реагента гидрогалогенирования к ненасыщенному углеводороду составляет от 0,5 до 3;when the source of the unsaturated hydrocarbon has an unsaturated hydrocarbon content equal to or greater than 10%, the molar ratio of the hydrohalogenation reagent to the unsaturated hydrocarbon is from 0.5 to 3; когда содержание ненасыщенного углеводорода в источнике ненасыщенного углеводорода состав- 12 029427when the content of unsaturated hydrocarbon in the source of unsaturated hydrocarbon is 12 029427 ляет ниже 10%, молярное отношение реагента гидрогалогенирования к ненасыщенному углеводороду составляет от 1000 до 100000.less than 10%, the molar ratio of the halogen reactant to the unsaturated hydrocarbon is from 1000 to 100000. 12. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором ИЖ представляет собой хлорид 1бутил-3-метилимидазолия (ВМ1МС1).12. A method according to any one of the preceding claims, wherein the IL is 1-butyl-3-methyl-imidazolium chloride (BM1MC1). 13. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором металл представляет собой Рй.13. The method according to any one of the preceding claims, wherein the metal is py. 14. Способ по любому из предшествующих пунктов, где указанный способ представляет собой способ гидрохлорирования ацетилена для получения винилхлорида.14. The method according to any of the preceding paragraphs, wherein said method is a method for hydrochlorinating acetylene to produce vinyl chloride.
EA201591183A 2012-12-19 2013-12-18 Process for the hydrohalogenation of an unsaturated hydrocarbon EA029427B1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP12198097 2012-12-19
PCT/EP2013/077064 WO2014095982A1 (en) 2012-12-19 2013-12-18 Process for the hydrohalogenation of an unsaturated hydrocarbon

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA201591183A1 EA201591183A1 (en) 2015-12-30
EA029427B1 true EA029427B1 (en) 2018-03-30

Family

ID=47458711

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA201591183A EA029427B1 (en) 2012-12-19 2013-12-18 Process for the hydrohalogenation of an unsaturated hydrocarbon

Country Status (3)

Country Link
CN (1) CN104936933A (en)
EA (1) EA029427B1 (en)
WO (1) WO2014095982A1 (en)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105013531A (en) * 2015-07-02 2015-11-04 济南大学 Preparation of silicon nitride-loaded ionic liquid-mounting nano palladium catalyst
CN105148989B (en) * 2015-07-28 2018-05-22 浙江工业大学 A kind of cellular solid load-type ion liquid-Au catalyst and its preparation and application
CN107715914B (en) * 2017-09-29 2019-12-24 浙江工业大学 Supported sulfide ionic liquid promoted ruthenium catalyst and application thereof in unsaturated hydrocarbon hydrohalogenation
CN107552006B (en) * 2017-09-29 2021-04-06 浙江工业大学 Porous solid supported metal-based ionic liquid for enriching HCl gas
CN108358744A (en) * 2018-02-05 2018-08-03 陕西北元化工集团股份有限公司 A kind of non-mercury catalyst acetylene method VCM synthesis technique
CN110743617B (en) * 2019-09-30 2020-08-21 浙江工业大学 Graphite alkynyl composite material catalyst and preparation method and application thereof
CN110743616B (en) * 2019-09-30 2022-06-21 浙江工业大学 Environment-friendly acetylene hydrochlorination catalyst and preparation method thereof
CN115626863B (en) * 2022-10-18 2023-06-23 南京工业大学 Method for preparing chloroethylene by hydrochlorination of acetylene in fixed bed by using low-content ruthenium-based catalyst
CN116283883B (en) * 2023-05-19 2023-10-20 山东海化集团有限公司 Method for continuously producing vinylene carbonate by utilizing microchannel reactor

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012084644A1 (en) * 2010-12-22 2012-06-28 Solvay Sa Catalytic system and its use for the manufacture of vinyl chloride by hydrochlorination of acetylene
WO2012084642A1 (en) * 2010-12-22 2012-06-28 Solvay Sa Manufacture of vinyl chloride by hydrochlorination of acetylene in the presence of a catalytic system consisting of at least one ionic liquid
WO2012113778A1 (en) * 2011-02-24 2012-08-30 Solvay Sa Process for the hydrohalogenation of an alkyne and for the manufacture of vinyl chloride by hydrochlorination of acetylene

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102671701B (en) * 2011-12-08 2014-04-09 河南科技大学 Catalyst for synthesizing vinyl chloride monomer and preparation method thereof

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012084644A1 (en) * 2010-12-22 2012-06-28 Solvay Sa Catalytic system and its use for the manufacture of vinyl chloride by hydrochlorination of acetylene
WO2012084642A1 (en) * 2010-12-22 2012-06-28 Solvay Sa Manufacture of vinyl chloride by hydrochlorination of acetylene in the presence of a catalytic system consisting of at least one ionic liquid
WO2012113778A1 (en) * 2011-02-24 2012-08-30 Solvay Sa Process for the hydrohalogenation of an alkyne and for the manufacture of vinyl chloride by hydrochlorination of acetylene

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
GANG QIN, YUHAN SONG, RUI JIN, JUN SHI, ZHIYONG YU AND SHAOKUI CAO: "Gas-liquid acetylene hydrochlorination under nonmercuric catalysis using ionic liquids as reaction media", GREEN CHEMISTRY, ROYAL SOCIETY OF CHEMISTRY, GB, vol. 13, no. 6, 1 January 2011 (2011-01-01), GB, pages 1495 - 1498, XP008138008, ISSN: 1463-9262 *

Also Published As

Publication number Publication date
EA201591183A1 (en) 2015-12-30
WO2014095982A1 (en) 2014-06-26
CN104936933A (en) 2015-09-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EA029427B1 (en) Process for the hydrohalogenation of an unsaturated hydrocarbon
EP2617698A1 (en) Process for the hydrohalogenation of an unsaturated hydrocarbon and for the manufacture of vinyl chloride by hydrochlorination of acetylene
EA025978B1 (en) Process for the hydrohalogenation of an alkyne and for the manufacture of vinyl chloride by hydrochlorination of acetylene
JP6521463B2 (en) Preparation of Grignard reagent using fluid bed
CN101910108B (en) Method for the production of cycloaliphatic amines
WO2011050614A1 (en) Catalyst system for preparing chloroethylene by acetylene hydrochlorination, preparation method and application thereof
WO2012084642A1 (en) Manufacture of vinyl chloride by hydrochlorination of acetylene in the presence of a catalytic system consisting of at least one ionic liquid
Babu et al. Copper (II) oxide on aluminosilicate mediated Heck coupling of styrene with aryl halides in water
TW201228725A (en) Catalytic system and its use for the manufacture of vinyl chloride by hydrochlorination of acetylene
CN106029638B (en) The method for hydrogenating 4,4 '-methylene-dianiline (MDA)s
TW201240729A (en) Catalytic system and its use for the manufacture of vinyl chloride by hydrochlorination of acetylene
CN108929212B (en) Preparation method of perfluorohexanone
US9802878B2 (en) Method for producing trifluoroethylene
EP2661415A1 (en) Hydrogenation of organochlorosilanes and silicon tetrachloride
CN107176901B (en) Synthesis method of difluoromethylene compound
AU2022211902A1 (en) Hydrogenation process
EP3100997A1 (en) Method for producing trifluoroethylene
SK280563B6 (en) Hydrochlorination catalyst system and the use thereof for preparing vinyl chloride from acetylene and hydrogen chloride
JPH0587495B2 (en)
CN103153847A (en) Method for producing phosphorus pentafluoride
JP2013144644A (en) Method for producing high purity boron trichloride
JP3592368B2 (en) Method for producing 2-H-heptafluoropropane
Scheuermann et al. Catalysts based upon organoclay with tunable polarity and dispersion behavior: new catalysts for hydrogenation, C–C coupling reactions and fluorous biphase catalysis
Sun et al. A facile route to prepare boron nitride hollow particles at 450° C
JP2012211097A (en) Method of producing vinyl chloride monomer

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ BY KZ KG TJ TM RU