FR2997399A1 - Procede de production de dimethylsulfoxyde - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un procédé de production de diméthylsulfoxyde. Le procédé comprend les étapes suivantes consistant à : (1) mettre en contact du sulfure d'hydrogène avec du méthanol pour produire un mélange contenant du sulfure de diméthyle, et séparer le sulfure de diméthyle du mélange ; et (2) en présence ou en l'absence d'un solvant, mettre en contact le sulfure de diméthyle obtenu dans l'étape (1) avec au moins un oxydant et un catalyseur pour produire un mélange contenant du diméthylsulfoxyde, ledit catalyseur comprenant au moins un tamis moléculaire Ti-Si.
Description
DESCRIPTION Procédé de production de diméthylsulfoxyde Domaine technique La présente invention concerne un procédé de production de diméthylsulfoxyde. Art antérieur Actuellement, le diméthylsulfoxyde est produit de façon conventionnelle par l'oxydation du sulfure de diméthyle. Les procédés de production courants sont les suivants : 1. Méthode au méthanol-disulfure de carbone : du méthanol et du disulfure de carbone sont utilisés comme matière première avec du y-A1203 comme catalyseur pour d'abord synthétiser le sulfure de diméthyle. Puis, le sulfure de diméthyle obtenu est oxydé avec du dioxyde d'azote (ou de l'acide nitrique) pour produire du diméthylsulfoxyde. 2. Méthode au dioxyde d'azote : du méthanol et du sulfure d'hydrogène sont utilisés comme matière première en présence de y-alumine pour produire du sulfure de diméthyle ; de l'acide sulfurique et du nitrite de sodium sont mis à réagir pour produire du dioxyde d'azote ; le sulfure de diméthyle et le dioxyde d'azote obtenus sont soumis à une oxydation entre 60 et 80 °C pour produire un diméthylsulfoxyde brut, ou le sulfure de diméthyle obtenu est directement oxydé avec de l'oxygène gazeux pour produire un diméthylsulfoxyde brut ; et le diméthylsulfoxyde brut est soumis à une distillation sous vide pour produire un diméthylsulfoxyde raffiné. 3. Méthode au sulfate de diméthyle : du sulfate de diméthyle et du sulfure de sodium sont mis à réagir pour produire du sulfure de diméthyle ; de l'acide sulfurique et du nitrite de sodium sont mis à réagir pour produire du dioxyde d'azote ; le sulfure de diméthyle et le dioxyde d'azote sont soumis à une oxydation pour produire un diméthylsulfoxyde brut, qui est neutralisé et distillé pour produire un diméthylsulfoxyde raffiné. De plus, du diméthylsulfoxyde peut également être produit à partir de sulfure de diméthyle par le procédé de l'oxydation anodique.
Contenu de l'invention L'objectif de la présente invention est de fournir un procédé continu de production de diméthylsulfoxyde, lequel procédé permet non seulement d'obtenir une plus haute sélectivité pour le diméthylsulfoxyde, mais également une plus forte conversion du sulfure de diméthyle et une plus grande utilité de l'oxydant. Les présents inventeurs ont découvert que le sulfure de diméthyle, obtenu par la réaction du sulfure d'hydrogène et du méthanol, après séparation, peut être mis en contact avec un oxydant en présence d'un tamis moléculaire Ti-Si pour produire du diméthylsulfoxyde, que les conditions de réaction sont modérées, et qu'une forte conversion du sulfure de diméthyle, une grande utilité de l'oxydant et une haute sélectivité pour le diméthylsulfoxyde peuvent être obtenues. La présente invention repose sur ce qui précède. La présente invention fournie un procédé de production de diméthylsulfoxyde, qui comprend les étapes suivantes consistant à: (1) mettre en contact du sulfure d'hydrogène avec du méthanol pour produire un mélange contenant du sulfure de diméthyle, et séparer le sulfure de ciiméthyle du mélange ; et (2) en présence ou en l'absence d'un solvant, mettre en contact le sulfure de diméthyle obtenu dans l'étape (1) avec au moins un oxydant et un catalyseur pour produire un mélange contenant du diméthylsulfoxyde, ledit catalyseur comprenant au moins un tamis moléculaire Ti-Si. Spécifiquement, la présente invention présente les méthodes techniques suivantes : 1. Procédé de production de diméthylsulfoxyde, dans lequel ledit procédé comprend les étapes suivantes consistant à: (1) mettre en contact du sulfure d'hydrogène avec du méthanol pour produire un mélange contenant du sulfure de diméthyle, et séparer le sulfure de diméthyle du mélange ; et (2) en présence ou en l'absence d'un solvant, mettre en contact le sulfure de diméthyle obtenu dans l'étape (1) avec au moins un oxydant et un catalyseur pour produire un mélange contenant du diméthylsulfoxyde, ledit catalyseur comprenant au moins un tamis moléculaire Ti-Si. 2. Procédé selon l'une quelconque des méthodes précédentes, dans lequel la mise en contact dans l'étape (2) est effectuée dans la zone de réaction d'un réacteur de distillation catalytique, un mélange contenant un sulfure de diméthyle n'ayant pas réagi est obtenu au sommet du réacteur de distillation catalytique, le mélange contenant du diméthylsulfoxyde est obtenu au fond du réacteur de distillation catalytique, la zone de réaction est chargée avec le catalyseur. 3. Procédé selon l'une quelconque des méthodes précédentes, dans lequel l'oxydant est introduit depuis le premier orifice d'alimentation dans la zone de réaction, ou l'oxydant et le solvant sont introduits dans la zone de réaction depuis le premier orifice d'alimentation ; le sulfure de diméthyle est introduit dans la zone de réaction depuis le deuxième orifice d'alimentation ; le nombre de plateaux théoriques de la colonne du premier orifice d'alimentation jusqu'au fond de la zone de réaction est T1, le nombre de plateaux théoriques de la colonne du deuxième orifice d'alimentation jusqu'au - fond de la zone de réaction est T2, T1>T2. 4. Procédé selon l'une quelconque des méthodes précédentes, dans lequel le nombre de plateaux théoriques de la colonne de la zone de réaction est T, le 20 rapport en pourcentage de T1 à T est de 50 à 100 %, le rapport en pourcentage de T2 à T est de 10 à 80 %. 5. Procédé selon l'une quelconque des méthodes précédentes, dans lequel le rapport en pourcentage de T1 à T est de 80 à 100 %, le rapport en pourcentage de T2 à T est de 10 à 30 %. 25 6. Procédé selon l'une quelconque des méthodes précédentes, dans lequel sur la base du poids total des effluents dans le réacteur, la teneur en catalyseur est de 1 à 50 % en poids ; ou le rapport en masse du sulfure de diméthyle et du catalyseur est de 0,1 à 100:1; ou 30 la mise en contact est effectuée dans un réacteur à lit fixe, la vitesse spatiale horaire en poids du sulfure de diméthyle est de 0,1 à 10 000 h-1. 7. Procédé selon l'une quelconque des méthodes précédentes, dans lequel ledit catalyseur comprend le tamis moléculaire Ti-Si et le support, sur la base de la quantité totale de catalyseur, la teneur en tamis moléculaire Ti-Si est de 10 à 99 % en poids, la teneur en support est de 1 à 90 % en poids. 8. Procédé selon l'une quelconque des méthodes précédentes, dans lequel la préparation du catalyseur comprend : sous une condition de réaction d'hydrolyse, au moins un composé d'organosilicium apte à l'hydrolyse et au moins un alcali hydrosoluble sont mis en contact avec de l'eau, le mélange obtenu par la mise en contact est mélangé avec le tamis moléculaire Ti-Si, le mélange obtenu est granulé et calciné. 9. Procédé selon l'une quelconque des méthodes précédentes, dans lequel le tamis moléculaire Ti-Si, le composé d'organosilicium, l'alcali hydrosoluble et l'eau sont présents à un rapport en masse de 100:10 - 2 000:2 - 40:50 - 2 000. 10. Procédé selon l'une quelconque des méthodes précédentes, dans lequel l'alcali hydrosoluble est un agent matriciel permettant de synthétiser le tamis moléculaire Ti-Si. 11. Procédé selon l'une quelconque des méthodes précédentes, dans lequel l'agent matriciel permettant de synthétiser le tamis moléculaire Ti-Si est choisi parmi la base d'ammonium quaternaire. 12. Procédé selon l'une quelconque des méthodes précédentes, dans lequel le composé d'organosilicium est choisi parmi le composé représenté par la formule (I) OR I R40- Si- OR2 OR3 dans laquelle chacun de R1, R2, R3 et R4 est un alkyle en C1-C4. 13. Procédé selon l'une quelconque des méthodes précédentes, dans lequel le tamis moléculaire Ti-Si est un tamis moléculaire Ti-Si de type MFI. 14. Procédé selon l'une quelconque des méthodes précédentes, dans lequel le grain cristallin du tamis moléculaire Ti-Si a une structure creuse, la structure creuse a une cavité d'une longueur radiale de 5 à 300 nm, le tamis moléculaire Ti-Si a une capacité d'adsorption du benzène, mesurée à 25 °C, P/PO = 0,10, durée d'adsorption = 1 heure, d'au moins 70 mg/g, et il y a une boucle d'hystérésis entre l'isotherme d'adsorption et l'isotherme de désorption de l'adsorption d'azote à basse température du tamis moléculaire Ti-Si. 15. Procédé selon l'une quelconque des méthodes précédentes, dans lequel le rapport molaire du sulfure de diméthyle et de l'oxydant est de 1:0,1 -2. 16. Procédé selon l'une quelconque des méthodes précédentes, dans lequel l'oxydant est un peroxyde. 17. Procédé selon l'une quelconque des méthodes précédentes, dans lequel l'oxydant est du peroxyde d'hydrogène. 18. Procédé selon l'une quelconque des méthodes précédentes, dans lequel le sulfure de diméthyle et le solvant sont présents à un rapport en masse de 1:0,5 -50. 19. Procédé selon l'une quelconque des méthodes précédentes, dans lequel le solvant est choisi parmi l'eau, un alcool en C1-C8, une acétone en C3-C8 et un nitrile en C2-C6. 20. Procédé selon l'une quelconque des méthodes précédentes, dans lequel la condition de mise en contact dans l'étape (2) comprend : une température de 20 à 200 oc ; et la pression manométrique est de 0,1 à 3 MPa. 21. Procédé selon l'une quelconque des méthodes précédentes, dans lequel la mise en contact dans l'étape (1) est effectuée en présence de y-A1203. 22. Procédé selon l'une quelconque des méthodes précédentes, dans lequel le rapport en poids du sulfure d'hydrogène et de y-A1203 est de 1:0,1 - 100. 23. Procédé selon l'une quelconque des méthodes précédentes, dans lequel le rapport en poids du sulfure d'hydrogène et de méthanol est de 100 - 0,5:1. 24. Procédé selon l'une quelconque des méthodes précédentes, dans lequel la mise en contact dans l'étape (1) est effectuée entre 200 et 400 °C. Le procédé de la présente invention permet d'obtenir une forte conversion du sulfure de diméthyle, une grande utilité de l'oxydant et une bonne sélectivité pour le diméthylsulfoxyde. Dans le procédé de la présente invention, le tamis moléculaire Ti-Si comme catalyseur pour l'étape (2) est facile à séparer du produit. De plus, la condition de réaction du procédé de la présente invention est modérée et facile à contrôler, et le procédé est particulièrement approprié pour une production à grande échelle. Description des dessins Les dessins sont utilisés pour expliquer plus en détail la présente invention et font partie de la description de la demande. Les dessins, conjointement avec le mode de réalisation de l'invention spécifique suivant, sont utilisés pour expliquer l'invention mais ne limitent en aucun cas le domaine d'application de la présente invention. La Figure 1 illustre un mode de réalisation préférable selon la présente invention, dans lequel le sulfure de diméthyle et l'oxydant sont mis en contact pour préparer un mélange contenant du diméthylsulfoxyde ; et la Figure 2 illustre un procédé de production de diméthylsulfoxyde selon la présente invention. Mode de réalisation de l'invention spécifique La présente invention fournit un procédé de production de diméthylsulfoxyde, ledit procédé comprenant les étapes suivantes consistant à: (1) mettre en contact du sulfure d'hydrogène avec du méthanol pour produire un mélange contenant du sulfure de diméthyle, et séparer le sulfure de diméthyle du mélange ; et (2) en présence ou en l'absence d'un solvant, mettre en contact du sulfure de diméthyle avec au moins un oxydant et un catalyseur pour produire un mélange contenant du diméthylsulfoxyde, ledit catalyseur comprenant au moins un tamis moléculaire Ti-Si. Étape (1) Selon la présente invention, le procédé consistant à mettre en contact du sulfure d'hydrogène et du méthanol pour produire un mélange contenant du sulfure de diméthyle n'est pas particulièrement limité. Le sulfure d'hydrogène et le méthanol peuvent être mis en contact, en présence du catalyseur conventionnellement utilisé dans l'art et dans une condition suffisante pour produire du sulfure de diméthyle, afin de produire un mélange contenant du sulfure de diméthyle. Spécifiquement, le catalyseur peut être y-A1203. Selon la présente invention, la quantité utilisée de y-A1203 n'est pas particulièrement limitée et peut être adéquatement choisie en fonction de la condition spécifique pour la mise en contact et la vitesse de réaction prévue. En général, le rapport en poids du y-A1203 et du méthanol peut être de 0,1 -100:1, par exemple 5 - 50:1. Les quantités utilisées de sulfure d'hydrogène et de méthanol ne sont pas particulièrement limitées et peuvent être choisies de façon conventionnelle. En général, le rapport molaire du sulfure d'hydrogène et du méthanol peut être de 100 - 0,5:1, par exemple 1 - 5:1. La condition pour la mise en contact du sulfure d'hydrogène et du méthanol pour produire du sulfure de diméthyle n'est pas particulièrement limitée et peut être adéquatement choisie en fonction du type de catalyseur utilisé. Par exemple, dans le cas où le catalyseur est y-A1203, la condition pour la mise en contact comprend : la température peut être de 200 à 500 °C, de préférence 300 à 400 °C ; la pression manométrique peut être de 0,1 à 5 MPa, de préférence de 0,1 à 3 MPa, par exemple 0,1 à 1 MPa ou 0,3 à 0,5 MPa. Le type de réacteur pour la mise en contact du sulfure d'hydrogène et du méthanol n'est pas particulièrement limité et peut être un réacteur discontinu ou un réacteur continu. Par exemple, la mise en contact peut être effectuée dans un réacteur à lit fixe. Selon le procédé de la présente invention, le sulfure de diméthyle peut être séparé d'un mélange contenant du sulfure de diméthyle par un quelconque procédé conventionnellement utilisé dans l'art. Par exemple, le sulfure de diméthyle peut être séparé d'un mélange contenant du sulfure de diméthyle par distillation éclair. Étape (2) Selon le procédé de la présente invention, la mise en contact du sulfure de diméthyle et de l'oxydant est effectuée en présence d'un catalyseur contenant au moins un tamis moléculaire Ti-Si. Si tel est le cas, une plus forte conversion du sulfure de diméthyle, une plus grande utilité de l'oxydant et une plus haute sélectivité pour le diméthylsulfoxyde peuvent être obtenues ; et le tamis moléculaire Ti-Si présente une longue durée de vie avec une haute activité, même s'il est utilisé en continu sur une longue période de temps, il présente toujours une haute activité catalytique. Le tamis moléculaire Ti-Si peut être un quelconque tamis moléculaire Ti-Si conventionnel. Par exemple, le tamis moléculaire Ti-Si peut être choisi parmi un tamis moléculaire Ti-Si de type MFI (par exemple TS-1), un tamis moléculaire Ti-Si de type MEL (par exemple TS-2), un tamis moléculaire Ti-Si de type BEA (par exemple Ti-Bêta), un tamis moléculaire Ti-Si de type MVWV (par exemple Ti-MCM-22), un tamis moléculaire Ti-Si de type MOR (par exemple Ti-MOR), un tamis moléculaire Ti-Si de type TUN (par exemple Ti-TUN), un tamis moléculaire Ti-Si de type hexagonal 2D (par exemple Ti-MCM-41, Ti-SBA-15) et des tamis moléculaires Ti-Si d'autres types (par exemple Ti-ZSM-48). De préférence, le tamis moléculaire Ti-Si est choisi parmi un tamis moléculaire Ti-Si de type MFI, le tamis moléculaire Ti-Si de type MEL et un tamis moléculaire Ti-Si de type BEA. Plus préférablement, un tamis moléculaire Ti-Si est le tamis moléculaire Ti-Si de type MFI. Afin d'améliorer encore la conversion du sulfure de diméthyle, l'utilité de l'oxydant et la sélectivité pour le diméthylsulfoxyde, le grain de cristal du tamis moléculaire Ti-Si présente une structure creuse (par exemple avec des vides intraparticulaires). La structure creuse a une cavité d'une longueur radiale de 5 à 300 nm. Le tamis moléculaire Ti-Si a une capacité d'adsorption du benzène, mesurée à 25 °C, P/PO = 0,10, durée d'adsorption = 1 h, d'au moins 70 mg/g. Il y a une boucle d'hystérésis entre l'isotherme d'adsorption et l'isotherme de désorption de l'adsorption d'azote du tamis moléculaire Ti-Si à basse température. Dans la présente invention, le tamis moléculaire Ti-Si ayant cette structure est appelé tamis moléculaire Ti-Si creux. Par ailleurs, le catalyseur contenant le tamis moléculaire Ti-Si creux a une plus longue durée de vie avec une haute activité. Le tamis moléculaire Ti-Si creux peut être acheté dans le commerce (par exemple, auprès de Hunan Jianchang Petrochemical Co., Ltd., HTS) ou peut également être préparé conformément à la description du brevet chinois CN1132699C.
Selon le procédé de la présente invention, la quantité utilisée de catalyseur n'est pas particulièrement limitée et peut être adéquatement choisie en fonction de la façon dont le sulfure de diméthyle et l'oxydant sont mis en contact avec le catalyseur, de sorte que la teneur en tamis moléculaire Ti-Si comme composant actif dans le catalyseur peut répondre à l'exigence d'utilisation. Spécifiquement, dans le cas où le tamis moléculaire Ti-Si, l'oxydant et le sulfure de diméthyle sont mis en suspension pour la mise en contact, sur la base du poids total des effluents dans le réacteur, la teneur en catalyseur est de 1 à 50 % en poids, de préférence de 2 à 30 % en poids, ou le rapport en masse du sulfure de diméthyle et de catalyseur peut être de 0,1 - 100:1, par exemple de 2 - 50:1 ; dans le cas où le catalyseur est préparé dans le lit catalytique, et l'oxydant et le sulfure de diméthyle sont passés à travers le lit catalytique pour la mise en contact (par exemple, la mise en contact est effectuée dans un réacteur à lit fixe), la vitesse spatiale horaire en poids du sulfure de diméthyle peut être de 0,1 à 10 000 h-1, de préférence de 0,1 à 1 000 h-1, plus préférablement de 0,5 à 100 h-1, le plus préférablement de 1 à 10 h-1. Le catalyseur peut être un catalyseur non mis en forme ou mis en forme. La préparation du catalyseur mis en forme peut être effectuée avec un quelconque procédé conventionnellement utilisé dans l'art, et n'est pas particulièrement limitée. Spécifiquement, dans le cas où le catalyseur est le catalyseur mis en forme, ledit catalyseur contient le support et le tamis moléculaire Ti-Si. Selon la présente invention, les teneurs en support et en tamis moléculaire Ti-Si dans le catalyseur ne sont pas particulièrement limitées, à condition que la teneur en support soit suffisante pour que le tamis moléculaire Ti-Si puisse être mis en forme et ait une certaine intensité, et que la teneur en tamis moléculaire Ti-Si soit suffisante pour effectuer la catalyse. En général, sur la base de la quantité totale de catalyseur, la teneur en tamis moléculaire Ti-Si peut être de 1 à 99 % en poids, la teneur en support peut être de 1 à 99 % en poids. Afin de créer un équilibre entre l'intensité du catalyseur et l'activité catalytique, sur la base de la quantité totale de catalyseur, la teneur en tamis moléculaire Ti-Si est de préférence de 5 à 95 % en poids, la teneur en support est de préférence de 5 à 95 % en poids.
Selon la présente invention, le type de support n'est pas particulièrement limité et peut être choisi de façon conventionnelle. En général, le support peut être un oxyde inorganique résistant à la chaleur et/ou un silicate. L'oxyde inorganique résistant à la chaleur désigne un oxyde inorganique ayant une température de décomposition de pas moins de 300 °C sous une atmosphère d'oxygène ou une atmosphère contenant de l'oxygène (par exemple, la température de décomposition est de 300 à 1 000 °C). Le silicate désigne un composé constitué de l'élément Si, de l'élément 0 et d'élément(s) métallique(s). Le support, par exemple, peut être un ou plusieurs de l'alumine, de la silice, du dioxyde de titane, de la magnésie, de la zircone, de la thorine, de l'oxyde de béryllium et de l'argile. De préférence, le support est l'alumine et/ou la silice. Plus préférablement, le support est la silice. Le catalyseur mis en forme peut être obtenu avec un quelconque procédé conventionnel. Par exemple, le tamis moléculaire Ti-Si et le support comme charge d'alimentation sont mélangés et mis en forme, et les corps mis en forme obtenus sont séchés et facultativement calcinés pour obtenir le catalyseur mis en forme. La charge d'alimentation du support est choisie parmi un oxyde inorganique résistant à la chaleur, un précurseur de l'oxyde inorganique résistant à la chaleur, le silicate et un précurseur du silicate. Le précurseur de l'oxyde inorganique résistant à la chaleur peut être une quelconque substance capable de former l'oxyde inorganique résistant à la chaleur. Par exemple, si l'oxyde inorganique résistant à la chaleur est l'alumine, le précurseur peut être différentes alumines hydratées ; si l'oxyde inorganique résistant à la chaleur est la silice, le précurseur peut être choisi parmi différents sols siliceux et organosiloxanes. Le procédé de mise en forme n'est pas particulièrement limité et peut être un quelconque procédé conventionnel de mise en forme, par exemple l'extrusion, la pulvérisation, le prédéroulage, la compression ou leur combinaison. Le catalyseur mis en forme peut avoir plusieurs formes conventionnelles, par exemple une sphère, une barre, un anneau, une feuille de trèfle, un nid d'abeilles ou un papillon, de préférence une sphère.
La condition de séchage et de calcination n'est pas particulièrement limitée et peut être la condition conventionnelle de séchage et de calcination. Spécifiquement, la condition de séchage comprend : une température de 80 à 250 °C ; la durée peut être de 0,5 à 12 heures. La condition de calcination comprend : la température peut être de 350 à 600 °C ; la durée peut être de 0,5 à 12 heures. La calcination est de préférence effectuée dans une atmosphère contenant de l'oxygène, ladite atmosphère contenant de l'oxygène pouvant être, par exemple, une atmosphère d'air ou une atmosphère d'oxygène.
La taille des particules du catalyseur mis en forme n'est pas non plus particulièrement limitée et peut être adéquatement choisie en fonction de la forme spécifique. De préférence, si le catalyseur mis en forme est en forme de sphère, la taille moyenne des particules du catalyseur mis en forme peut être de 2 à 5 000 microns, de préférence de 5 à 2 000 microns ou de 40 à 600 microns.
Le diamètre des particules est la taille moyenne des particules en volume mesurée avec une calibreuse laser de particules. Selon le procédé de la présente invention, l'oxydant peut être une quelconque substance conventionnelle capable d'oxyder le sulfure de diméthyle pour former du diméthylsulfoxyde. De préférence, l'oxydant est choisi parmi le peroxyde (c'est-à-dire, un composé ayant une liaison -0-0- dans la structure moléculaire). Le peroxyde peut être le peroxyde d'hydrogène et/ou un peroxyde organique. Son exemple spécifique peut inclure, mais sans s'y limiter, un peroxyde d'hydrogène, l'hydroperoxyde de t-butyle, Je peroxyde de cumyle, l'hydroperoxyde de cyclohexyle, l'acide peroxyacétique et l'acide peroxypropionique. De préférence, l'oxydant est le peroxyde d'hydrogène, qui peut encore diminuer les coûts de séparation. Le peroxyde d'hydrogène peut être un quelconque peroxyde d'hydrogène conventionnellement utilisé dans l'art et présent sous diverses formes. Afin d'améliorer encore la sécurité du procédé de la présente invention, il est préférable que le peroxyde d'hydrogène présent sous la forme d'une solution aqueuse soit utilisé dans le procédé de la présente invention. Selon le procédé de la présente invention, dans le cas où le peroxyde d'hydrogène est fourni sous la forme d'une solution aqueuse, la concentration de la solution aqueuse de peroxyde d'hydrogène peut être une quelconque concentration conventionnelle dans l'art, par exemple de 20 à 80 % en poids. La solution aqueuse de peroxyde d'hydrogène, ayant une concentration conforme à l'exigence ci-dessus, peut être formulée par le procédé conventionnel, ou peut être achetée dans le commerce, par exemple, une solution de peroxyde d'hydrogène de 30 % en poids, une solution de peroxyde d'hydrogène de 50 13/0 en poids ou une solution de peroxyde d'hydrogène de 70 % en poids, qui peuvent être commercialement disponibles. La quantité d'oxydant utilisée peut être choisie de façon conventionnelle et n'est pas particulièrement limitée. En général, le rapport molaire du sulfure de diméthyle et de l'oxydant peut être de 1:0,1 -2, de préférence de 1:0,3 - 2, plus préférablement de 1:0,8 - 2. Selon le procédé de la présente invention, afin d'améliorer encore le degré de mélange de différents réactifs dans le système de réaction, de renforcer la diffusion et d'ajuster l'intensité de réaction de manière plus adaptée, il est préférable que la mise en contact du sulfure de diméthyle et d'au moins un oxydant soit effectuée en présence d'au moins un solvant. Le type de solvant n'est pas particulièrement limité. En général, le solvant peut être choisi parmi l'eau, un alcool en C1-C8, une acétone en C3-C8 et un nitrile en C2-C8, de préférence l'eau, l'alcool en C1-C8, une acétone en C3-C8 et un nitrile en C2-C7. L'exemple spécifique de solvant peut inclure, sans s'y limiter, l'eau, le méthanol, l'éthanol, le n-propanol, l'isopropanol, l'alcool tert-butylique, l'alcool isobutylique, l'acétone, la butanone, l'acétonitrile, le propionitrile et le cyanure de benzyle. De préférence, le solvant est choisi parmi l'eau, l'acétone, le méthanol, le cyanure de benzyle et l'alcool tert-butylique. Afin d'améliorer encore la sécurité environnementale du procédé de la présente invention, plus préférablement, le solvant est l'eau. De plus, on a découvert avec étonnement que, comparativement au solvant organique, l'utilisation d'eau comme solvant permet d'obtenir une plus forte conversion du sulfure de diméthyle, une plus grande utilité de l'oxydant et une plus haute sélectivité pour le diméthylsulfoxyde. L'eau comme solvant peut avoir différentes origines, par exemple, l'eau ajoutée ; dans le cas où l'oxydant est le peroxyde d'hydrogène présent sous la forme d'une solution de peroxyde d'hydrogène, l'eau présente dans la solution de peroxyde d'hydrogène. La quantité de solvant utilisée n'est pas particulièrement limitée et peut être choisie de façon conventionnelle. En général, le rapport en masse du sulfure de diméthyle et du solvant peut être de 1:0,5 - 50, de préférence de 1:1 - 20.
Selon le procédé de la présente invention, la condition pour la mise en contact du sulfure de diméthyle et d'au moins un oxydant avec le catalyseur n'est pas particulièrement limitée. En général, la condition pour la mise en contact comprend : la température peut être de 0 à 120 °C, par exemple de 0 à 100 °C ou de 20 à 80 °C; la pression manométrique peut être de 0,1 à 3 MPa, par exemple de 0,1 à 1,5 MPa. Selon le procédé de la présente invention, la mise en contact du sulfure de diméthyle et de l'oxydant avec le catalyseur peut être effectuée dans différents réacteurs conventionnellement utilisés dans l'art. Par exemple, le réacteur discontinu peut être utilisé ou le réacteur continu peut également être utilisé. Il n'y a pas de restriction particulière. L'exemple du réacteur comprend le réacteur en suspension et le réacteur de distillation catalytique. Le mode d'alimentation peut également être un quelconque mode bien connu par l'homme du métier.
Selon un mode de réalisation préférable de la présente invention, dans le réacteur de distillation catalytique ayant au moins une zone de réaction, le sulfure de diméthyle et au moins un oxydant sont mis en contact dans la zone de réaction, l'effluent contenant le sulfure de diméthyle n'ayant pas réagi est obtenu au sommet du réacteur de distillation catalytique, l'effluent contenant le diméthylsulfoxyde est obtenu au fond du réacteur de distillation catalytique, la zone de réaction est chargée avec le catalyseur. La réaction du sulfure de diméthyle et de l'oxydant dans la zone de réaction étant chargée avec le tamis moléculaire Ti-Si comme composant actif du catalyseur dans le réacteur de distillation catalytique sous la condition de distillation catalytique peut entièrement utiliser la chaleur potentielle de réaction, de sorte que le produit d'oxydation peut être séparé lorsque la charge d'alimentation sulfure de diméthyle est mise à réagir, et donc une plus forte conversion du sulfure de diméthyle, une plus grande utilité de l'oxydant et une plus haute sélectivité pour le diméthylsulfoxyde peuvent être obtenues, tandis que le coût de séparation ultérieur peut également être supprimé. Par conséquent, l'énergie est économisée et la consommation est réduite. Selon le mode de réalisation du réacteur de distillation catalytique, l'introduction de sulfure de diméthyle et d'oxydant dans la zone de réaction n'est pas particulièrement limitée. De préférence, le réacteur de distillation catalytique comprend le premier orifice d'alimentation et le deuxième orifice d'alimentation, l'oxydant est introduit depuis le premier orifice d'alimentation dans la zone de réaction, le sulfure de diméthyle est introduit depuis le deuxième orifice d'alimentation dans la zone de réaction, le nombre de plateaux théoriques de la colonne du premier orifice d'alimentation jusqu'au fond de la zone de réaction est Ti, le nombre de plateaux théoriques de la colonne du deuxième orifice d'alimentation jusqu'au fond de la zone de réaction est T2, T1>T2. Plus préférablement, le nombre de plateaux théoriques de la colonne de la zone de réaction est T, le rapport en pourcentage de Ti à T est de 50 à 100 %, le rapport en pourcentage de T2 à T est de 10 à 80 %. Encore plus préférablement, le rapport en pourcentage de Ti à T est de 80 à 100 %, le rapport en pourcentage de T2 à T est de 10 à 30 %. Selon la présente invention, le nombre de plateaux théoriques de la colonne de la zone de réaction n'est pas particulièrement limité et peut être choisi de façon conventionnelle. De préférence, le nombre de plateaux théoriques de la colonne de la zone de réaction peut être de 20 à 45, de préférence de 30 à 40. Selon ce mode de réalisation préférable, le catalyseur peut se présenter sous une quelconque forme appropriée pour être chargée dans la zone de réaction pour former le lit catalytique. De préférence, le catalyseur est le catalyseur mis en forme. Le catalyseur mis en forme, par exemple, peut être le catalyseur mis en forme décrit ci-dessus. De préférence, la préparation du catalyseur mis en forme comprend : sous une condition de réaction d'hydrolyse, au moins un composé d'organosilicium apte à l'hydrolyse et au moins un alcali hydrosoluble sont mis en contact avec de l'eau, le mélange obtenu par la mise en contact est mélangé avec un tamis moléculaire Ti-Si, le mélange obtenu contenant le tamis moléculaire Ti-Si est mis en forme et calciné. Le catalyseur mis en forme, obtenu conformément au présent mode de réalisation, non seulement présente une plus forte intensité et donc est également plus résistant à l'abrasion, mais possède également une plus grande capacité anti-froissement, le lit contenant ce catalyseur possède une plus grande capacité anti-affaissement ; et un meilleur rendement de diméthylsulfoxyde et une plus haute sélectivité pour le diméthylsulfoxyde peuvent être obtenus. Le composé d'organosilicium, l'alcali hydrosoluble et le tamis moléculaire Ti-Si sont utilisés dans des quantités telles que le tamis moléculaire Ti-Si peut être mis en forme. L'eau est utilisée dans une quantité telle que la réaction d'hydrolyse peut s'effectuer facilement. Afin d'améliorer encore la capacité antifroissement du catalyseur mis en forme définitivement préparé et le rendement de diméthylsulfoxyde ainsi que la sélectivité pour le diméthylsulfoxyde, le rapport en masse du tamis moléculaire Ti-Si, du composé d'organosilicium, de l'alcali hydrosoluble et de l'eau est de préférence de 100:10 - 2 000:2 - 40:50 - 2 000, par exemple de 100:100 - 500:5 - 40:50 - 500. Le composé d'organosilicium n'est pas particulièrement limité et peut être un quelconque composé ayant un groupe organique hydrolysable sur l'atome de silicium et pouvant former de la silice par condensation hydrolytique. Spécifiquement, le composé d'organosilicium peut être choisi parmi le siloxane représenté par la formule (I), R40-Si-OR2 IR3 Dans la formule I, chacun de R1, R2, R3 et R4 sont un alkyle en C1-C4. Ledit alkyle en C1-C4 comprend un alkyle à chaîne linéaire en C1-C4 et un alkyle à chaîne ramifiée en C3-C4, son exemple spécifique peut inclure, sans s'y limiter, le méthyle, l'éthyle, le n-propyle, l'isopropyle, le n-butyle, le sec-butyle, l'isobutyle et le t-butyle. De préférence, le composé d'organosilicium est choisi parmi le tétraméthoxysilane, le tétraéthoxysilane, le tétra(n-propoxy)silane, le tétra(isopropoxy)silane et le tétra(n-butyl)silane. L'alcali hydrosoluble peut être un quelconque alcali conventionnel qui peut être dissous dans l'eau. Par exemple, l'alcali hydrosoluble peut être un composé représenté par la formule M(OH), où M peut être un métal alcalin, un métal alcalino-terreux, NH4 + ou un groupe ammonium quaternaire (c'est-à-dire, un groupe formé à partir de NH4, dans lequel l'atome d'hydrogène est substitué par un groupe hydrocarbyle, ledit groupe hydrocarbyle est de préférence un alkyle en C1-C20, un cycloalkyle en C3-C20 ou un aryle en C6-C20), n est un nombre entier égal à la valence chimique de M; l'alcali hydrosoluble peut également être une quelconque amine organique qui peut se dissoudre dans l'eau (de préférence une amine aliphatique) et/ou une amine alcoolique (de préférence une amine d'alcool gras), son exemple spécifique peut inclure, mais n'est pas limité, l'éthylamine, la propylamine et un isomère de celle-ci, la butylamine et un isomère de celle-ci, la butanediamine, la monoéthanolamine, la diéthanolamine et la triéthanolamine. De préférence, l'alcali hydrosoluble est un agent matriciel permettant de synthétiser le tamis moléculaire Ti-Si. L'agent matriciel permettant de synthétiser le tamis moléculaire Ti-Si peut être un quelconque composé utilisé comme agent matriciel lors de la synthétisation du tamis moléculaire Ti-Si, de préférence une base d'ammonium quaternaire. Ladite base d'ammonium quaternaire peut être choisie de façon conventionnelle, par exemple, il peut s'agir du composé représenté par la formule (II), R7 cer R5 dans laquelle chacun de R5, R6, R7 et R8 est de un alkyle en C1-C20 (notamment un alkyle à chaîne linéaire en C1-C20 et un alkyle à chaîne ramifiée en C3-C20), un cycloalkyle en C3-C20 ou de un aryle en C6-C20. De préférence, chacun de R5, R8, R7 et R8 est un alkyle en C1-C10 (notamment un alkyle à chaîne linéaire en C1-C10 et de l'alkyle à chaîne ramifiée en C3-C10) et un cycloalkyle en C3-C10. Encore plus préférablement, chacun de R8, R8, R7 et R8 est un alkyle en C1-C6 (notamment un alkyle à chaîne linéaire en C1-C6 et un alkyle à chaîne ramifiée en C3-00). L'exemple spécifique dudit alkyle en C1-C20 peut inclure, mais n'est pas limité à un ou plusieurs du, méthyle, l'éthyle, le n-propyle, l'isopropyle, le n-butyle, le sec-butyle, l'isobutyle, le t-butyle, le n-pentyle, le néopentyle, l'isopentyle, le tert-pentyle, le n-hexyle, le n-octyle, le n-nonyle, le n-décyle, le nundécyle, le n-dodécyle, le n-tridécyle, le n-tétradécyle, le n-pentadécyle, le n- hexadécyle, le n-octadécyle et le n-éicosyle. L'exemple de l'aryle en C8-C20 peut inclure, mais n'est pas limité, le phényle, le naphtyle, le 4-méthylphényle et le 4- éthylphényle. L'exemple de cycloalkyle en C3-C20 peut inclure, mais n'est pas limité, le cyclopropyle, le cyclopentyle, le cyclohexyle, le 4-méthylcyclohexyle, le 4-éthylcyclohexyle, le 4-n-propylcyclohexyle et le 4-n-butylcyclohexyle.
L'exemple de ladite base d'ammonium quaternaire peut inclure, mais n'est pas limité, l'hydroxyde de tétrapropylammonium (notamment l'hydroxyde de tétra-npropylammonium et l'hydroxyde de tétra-isopropylammonium), l'hydroxyde de tétraéthylammonium, l'hydroxyde de tétraméthylammonium et l'hydroxyde de btrabutylammonium (notamment l'hydroxyde de tétra-n-butylammonium, l'hydroxyde de tétra-sec-butylammonium, l'hydroxyde de tétraisobutylammonium et l'hydroxyde de tétra-t-butylammonium). La condition de réaction d'hydrolyse n'est pas particulièrement limitée et peut être choisie de façon conventionnelle, à condition que le composé d'organosilicium puisse être complètement hydrolysé. En général, la condition de réaction d'hydrolyse comprend : la température peut être de 20 à 1 00 oc ; la durée peut être de 0,5 à 10 heures.
Le procédé de mise en forme du mélange obtenu contenant le tamis moléculaire Ti-Si et la condition de calcination ne sont pas particulièrement limités et peuvent être choisis de façon conventionnelle, à condition que le catalyseur ayant une forme prédéterminée puisse être obtenu, et peuvent être par exemple le procédé de mise en forme et la condition de calcination pour le catalyseur décrits ci-dessus. Selon le procédé de la présente invention, la zone de réaction peut également être chargée avec la garniture. Le fait de charger la garniture dans la zone de réaction peut ajuster la quantité de catalyseur dans la zone de réaction, et ainsi ajuster la vitesse de réaction et le rendement de la zone de réaction. La quantité de chargement de la garniture peut être adéquatement choisie en fonction de la vitesse de réaction prévue et du rendement de la zone de réaction, à condition que l'exigence d'utilisation spécifique puisse être satisfaite. En général, sur la base de la quantité totale de garniture et de catalyseur, la teneur en catalyseur dans la zone de réaction peut être de 30 à 95 % en poids, de préférence de 30 à 70 % en poids.
Selon la présente invention, le type de garniture n'est pas particulièrement limité et peut être une quelconque garniture conventionnelle, par exemple choisie parmi l'anneau de Raschig, l'anneau de Pall, l'anneau de Cascade, la selle en arc, la selle d'Intalox et l'Intalox métallique. L'exemple spécifique de garniture peut être l'anneau 8 et/ou l'anneau 8.
Dans le cas où la garniture est chargée dans la zone de réaction, la garniture et le catalyseur peuvent être chargés dans la zone de réaction sous la forme d'un mélange de garniture et de catalyseur ; ou le(s) lit(s) catalytique(s) constitué(s) du catalyseur et le(s) lit(s) de garniture constitué(s) de la garniture sont chargés dans la zone de réaction en alternance ; ou leur combinaison. Afin d'améliorer la capacité anti-affaissement du lit catalytique et d'obtenir un meilleur rendement de diméthylsulfoxyde, il est préférable que le(s) lit(s) catalytique(s) constitué(s) du catalyseur et le(s) lit(s) de garniture constitué(s) de la garniture soient chargés dans la zone de réaction en alternance, de sorte que la zone de réaction est divisée en plusieurs sections (c'est-à-dire, plusieurs lits catalytiques sont situés dans la zone de réaction, deux lits catalytiques adjacents sont espacés par un lit de garniture). Dans ce cas, la hauteur de chaque lit catalytique et la hauteur de chaque lit de garniture peuvent être choisies de façon conventionnelle. En général, le rapport de la hauteur d'un lit catalytique à la hauteur d'un lit de garniture contigu à ce lit catalytique peut être de 1:0,1 -10. Dans le cas où la mise en contact du sulfure de diméthyle et de l'oxydant avec le catalyseur est effectuée dans la zone de réaction en présence d'au moins un solvant, plusieurs procédés conventionnellement utilisés dans l'art peuvent être appliqués pour introduire le solvant dans la zone de réaction, de sorte que la mise en contact du sulfure de diméthyle et de l'oxydant est effectuée en présence du solvant. Par exemple, le solvant peut être introduit dans la zone de réaction depuis la partie supérieure de la zone de réaction ou depuis la partie inférieure de la zone de réaction. Lors de l'introduction du solvant dans la zone de réaction depuis la partie inférieure de la zone de réaction, ledit solvant est de préférence introduit au même endroit que le sulfure de diméthyle dans la zone de réaction. Plus préférablement, le solvant et l'oxydant sont introduits dans la zone de réaction par le même orifice d'alimentation. Dans le cas où la mise en contact du sulfure de diméthyle et de l'oxydant avec le catalyseur est effectuée dans le réacteur de distillation catalytique, la condition pour la mise en contact n'est pas particulièrement limitée, à condition que le sulfure de diméthyle puisse être oxydé en diméthylsulfoxyde, et que le diméthylsulfoxyde formé puisse être séparé du sulfure de diméthyle n'ayant pas réagi. En général, la condition pour la mise en contact comprend : la température peut être de 20 à 200 °C, de préférence de 30 à 180 °C, plus préférablement de 30 à 120 °C ; le rapport de reflux peut être de 1:1 ou plus (par exemple 1 à 100:1), de préférence de 2:1 ou plus (par exemple 2 - 20:1) ; la vitesse spatiale horaire en poids du sulfure de diméthyle peut être de 0,1 - 10 000 h-1, de préférence de 1 à 1 000 h-1, plus préférablement de 2 à 20 h-1 ; la pression manométrique dans le réacteur de distillation catalytique peut être de 0,1 à 3 Mpa, de préférence de 0,1 à 1,5 MPa. Le rapport de reflux désigne le rapport de la masse de l'effluent retournant dans la zone de réaction à la masse de l'effluent obtenu depuis la zone de réaction, sous forme de produit. Le chauffage de la zone de réaction peut être effectué avec différents procédés conventionnellement utilisés dans l'art, de sorte que la température dans la zone de réaction est suffisante pour la réaction entre le sulfure de diméthyle et l'oxydant, et est suffisante pour la distillation.
Le procédé de la présente invention peut être effectué dans le réacteur de distillation catalytique conventionnellement utilisé dans l'art, dans lequel la réaction catalytique et la séparation par distillation peuvent être effectuées en même temps. En général, le réacteur de distillation catalytique peut comporter une zone de distillation, une zone de réaction et une zone de stripage, et la zone de réaction est située entre la zone de distillation et la zone de stripage. Le catalyseur peut être chargé dans la zone de réaction selon plusieurs procédés conventionnellement utilisés dans l'art. Le sulfure de diméthyle et l'oxydant sont mis en contact avec le catalyseur dans la zone de réaction du réacteur de Ici distillation catalytique, l'effluent contenant le sulfure de diméthyle n'ayant pas réagi est obtenu depuis le sommet du réacteur de distillation catalytique et l'effluent contenant le diméthylsulfoxyde est obtenu au fond du réacteur de distillation catalytique. L'effluent contenant le diméthylsulfoxyde n'ayant pas réagi peut être soumis au 15 procédé de séparation conventionnellement utilisé dans l'art pour obtenir du sulfure de diméthyle. Le sulfure de diméthyle obtenu est à nouveau introduit dans la zone de réaction pour être mis en contact avec l'oxydant et le catalyseur. Par exemple, le sulfure de diméthyle peut être séparé de l'effluent contenant le sulfure de diméthyle n'ayant pas réagi par distillation. 20 Selon le procédé de la présente invention, l'effluent contenant le diméthylsulfoxyde obtenu peut être soumis au procédé de séparation conventionnellement utilisé dans l'art pour obtenir du diméthylsulfoxyde. Par exemple, le diméthylsulfoxyde peut être séparé d'un mélange contenant du diméthylsulfoxyde par rectification. 25 La présente invention sera illustrée ci-après en référence aux figures. La Figure 1 illustre un mode de réalisation dans lequel le sulfure de diméthyle et l'oxydant sont mis en contact avec le catalyseur dans la zone de réaction du réacteur de distillation catalytique, pour obtenir l'effluent contenant le sulfure de 30 diméthyle n'ayant pas réagi et l'effluent contenant du diméthylsulfoxyde. Comme indiqué sur la Figure 1, le peroxyde d'hydrogène sous la forme d'une solution de peroxyde d'hydrogène est utilisé comme oxydant. Le récipient de stockage du peroxyde d'hydrogène 1 est raccordé à la partie supérieure de la zone de réaction (c'est-à-dire l'ombre sur la Figure 1) du réacteur de distillation catalytique 21. La solution de peroxyde d'hydrogène est introduite dans la partie supérieure de la zone de réaction. Le récipient de stockage du solvant 3 est raccordé à la partie supérieure ou inférieure de la zone de réaction. Le solvant est introduit dans la partie supérieure ou inférieure de la zone de réaction. Le récipient de stockage du sulfure de diméthyle 2 est raccordé à la partie inférieure de la zone de réaction. Le sulfure de diméthyle est introduit dans la partie inférieure de la zone de réaction (de préférence, le solvant et le peroxyde d'hydrogène sont introduits dans la zone de réaction par le même orifice d'alimentation). La condition dans la zone de réaction est ajustée de façon à ce que l'oxydant et le sulfure de diméthyle puissent être soumis à une réaction d'oxydation pour former du diméthylsulfoxyde, et le diméthylsulfoxyde formé et le sulfure de diméthyle sont soumis à une condition de séparation par distillation pour obtenir l'effluent contenant du diméthylsulfoxyde 10 au fond du réacteur de distillation catalytique 21, et l'effluent contenant le sulfure de diméthyle n'ayant pas réagi 7 au sommet du réacteur de distillation catalytique 21. L'effluent contenant le sulfure de diméthyle n'ayant pas réagi 7 est introduit dans le récipient intermédiaire de sulfure 4 pour effectuer une séparation gaz/liquide afin d'obtenir l'effluent de sulfure de diméthyle 9, qui est introduit dans le récipient de stockage du sulfure 2. L'effluent contenant du diméthylsulfoxyde 10 est introduit dans le récipient de séparation du solvant 5 pour séparer le solvant et obtenir l'effluent contenant du diméthylsulfoxyde qui est introduit dans le récipient de séparation du produit 6 pour effectuer la séparation afin d'obtenir du diméthylsulfoxyde.
La Figure 2 illustre un mode de réalisation du procédé de production de diméthylsulfoxyde selon la présente invention. Comme indiqué sur la Figure 2, le sulfure d'hydrogène 15 et le méthanol 14 sont introduits dans le réacteur de production de sulfure 11 pour réagir et obtenir un mélange contenant du sulfure de diméthyle 16. Le mélange contenant du sulfure de diméthyle 16 est introduit dans le séparateur gaz/liquide 12 pour qu'il soit séparé et obtenir l'effluent en phase gazeuse 17 contenant du sulfure d'hydrogène n'ayant pas réagi, et l'effluent en phase liquide contenant du méthanol et du sulfure de diméthyle 18. L'effluent en phase gazeuse 17 est renvoyé dans le réacteur de production de sulfure 11 pour préparer du sulfure de diméthyle. L'effluent en phase liquide 18 et l'oxydant 19 sont introduits dans le réacteur d'oxydation 13 pour être mis en contact avec le catalyseur contenant le tamis moléculaire Ti-Si afin d'obtenir du diméthylsulfoxyde. L'effluent contenant du diméthylsulfoxyde 20 obtenu est introduit dans l'unité de séparation en aval pour effectuer la séparation. Le réacteur d'oxydation 13 est de préférence un réacteur dans lequel la distillation catalytique peut être effectuée, de sorte que le sulfure de diméthyle et l'oxydant sont mis en contact avec le catalyseur dans lequel le tamis moléculaire Ti-Si est utilisé comme composant actif dans la zone de réaction du réacteur de distillation catalytique pour obtenir du diméthylsulfoxyde.
Exemples La présente invention sera décrite ci-après en référence aux exemples. Sauf indication contraire, les agents utilisés dans les exemples sont des agents chimiques purs disponibles dans le commerce.
Dans les exemples suivants, le tamis moléculaire Ti-Si creux utilisé a été préparé selon le procédé décrit dans le brevet chinois CN1132699C. Après analyse, ce tamis moléculaire Ti-Si était de type MFI ; il y avait une boucle d'hystérésis entre l'isotherme d'adsorption et l'isotherme de désorption de l'adsorption d'azote à basse température du tamis moléculaire Ti-Si ; le grain de cristal était un grain de cristal creux et présentait une cavité d'une longueur radiale de 15 à 180 nm ; et l'échantillon de tamis moléculaire Ti-Si présentait une capacité d'adsorption du benzène, mesurée à 25 °C, P/PO = 0,10, durée d'adsorption = 1 h, de 78 mg/g. Sa teneur en dioxyde de titane était de 2,5 % en poids.
Dans les exemples, la teneur moléculaire Ti-Si utilisé TS-1 a été préparé selon le procédé décrit dans le Journal of Natural Gas Chemistry, 2001, 10(4) : 295307, sa teneur en dioxyde de titane était de 2,5 en poids. Dans les exemples, les solutions de peroxyde d'hydrogène utilisées étaient respectivement une solution de peroxyde d'hydrogène de 27,5 % en poids et une solution de peroxyde d'hydrogène de 50 % en poids, disponibles dans le commerce. Dans les exemples, la garniture utilisée, l'anneau e, était disponible dans le commerce auprès de Kaimeite Chemical Engineering Technology Ltd., TianJin, Chine.
Dans les exemples, la taille moyenne des particules était déterminée à l'aide d'une calibreuse laser de particules de type Mastersizer 2000, disponible dans le commerce auprès de Malvern Instruments Ltd., Royaume-Uni, la taille moyenne des particules étant la taille moyenne des particules en volume.
Dans les exemples, la pression était exprimée par une jauge. Dans les exemples, la composition d'un mélange était mesurée par chromatographie en phase gazeuse et quantifiée par normalisation corrigée, et la conversion du sulfure de diméthyle, la sélectivité pour le diméthylsulfoxyde et l'utilité du peroxyde d'hydrogène étaient calculées d'après les équations suivantes : ln° sulfure - Msuifure x100% X sulfure- in 0 sulfure dans laquelle, représentait la conversion du sulfure de diméthyle ; représentait la masse du sulfure de diméthyle ajouté ; représentait la masse du sulfure de diméthyle n'ayant pas réagi. Xsulfure M0 sulfure Msulfure n sulfoxyde S sulfoxyde- 0 n sulfure X 100% - n sulfure (IV) dans laquelle, représentait représentait représentait pas réagi ; représentait la sélectivité pour le diméthylsulfoxyde ; la mole du sulfure de diméthyle ajouté ; Ssulfoxyde la mole du sulfure de diméthyle n'ayant 0 la mole du diméthylsulfoxyde obtenu. n sulfure nsulfure nsulfoxyde U O n H202 - n,202 x100% nsulfoxyde (V) dans laquelle, UH202 représentait l'utilité du peroxyde d'hydrogène ; no H202 représentait la mole du peroxyde d'hydrogène ajouté ; n [12°2 représentait la mole du peroxyde d'hydrogène n'ayant pas réagi ; nsulfoxyde représentait la mole du diméthylsulfoxyde obtenu.
Les exemples pratiques 1 à 20 étaient destinés à illustrer le procédé de production de sulfure de diméthyle. Les exemples pratiques 1 à 4 ont été réalisés selon le logigramme illustré sur la Figure 2, le sulfure d'hydrogène et le méthanol ayant été mis à réagir pour produire du sulfure de diméthyle dans un réacteur fixe ; et le sulfure de diméthyle et l'oxydant ayant été mis en contact avec le catalyseur dans un réacteur à suspension pour produire du diméthylsulfoxyde. Exemple pratique 1 (1) Préparation et séparation du sulfure de diméthyle À 380 °C et 0,5 MPa, du sulfure d'hydrogène et du méthanol (rapport molaire = 1:1) ont été mélangés avec du y-A1203 comme catalyseur et ont été mis à réagir. Le rapport en poids du catalyseur et du méthanol était de 15:1. Le mélange obtenu a été filtré pour obtenir un mélange contenant du sulfure de diméthyle qui a été soumis à une séparation gaz/liquide afin d'obtenir du sulfure de diméthyle. (2) Le tamis moléculaire Ti-Si creux a été placé dans une solution de méthanol contenant du peroxyde d'hydrogène (dans laquelle la concentration du peroxyde d'hydrogène était de 25 % en poids). Le mélange a été agité comme une suspension puis ajouté dans le réacteur par l'orifice du catalyseur. Le sulfure de diméthyle préparé à l'étape (1) a été introduit dans la zone de réaction. Sur la base du poids total des effluents présents dans le réacteur, la concentration du catalyseur était de 15 % en poids, le rapport molaire méthanol/peroxyde d'hydrogène était de 40:1, le rapport molaire sulfure de diméthyle/peroxyde d'hydrogène était de 2:1, la vitesse spatiale horaire en poids du sulfure de diméthyle était de 1,5 h-1, la pression à la sortie du réacteur était de 2,0 MPa, la température dans le réacteur était de 45 °C, la réaction a été effectuée sans interruption pendant 100 heures.
La suspension produite par le réacteur a été soumise à une séparation solide/liquide pour obtenir une phase liquide contenant du diméthylsulfoxyde. Pendant la réaction, le prélèvement a été réalisé via l'orifice de prélèvement toutes les 2 heures, dans lequel la conversion du peroxyde d'hydrogène étant > 98 %, la sélectivité moyenne pour le diméthylsulfoxyde étant de 93 %. Exemple pratique 2 (1) Préparation et séparation du sulfure de diméthyle À 350 °C et 0,3 MPa, du sulfure d'hydrogène et du méthanol (rapport molaire = 5:1) ont été mélangés avec du y-A1203 comme catalyseur et ont été mis à réagir. Le rapport en poids du catalyseur et du méthanol était de 5:1. Le mélange obtenu a été filtré pour obtenir un mélange contenant du sulfure de diméthyle qui a été soumis à une séparation gaz/liquide afin d'obtenir du sulfure de diméthyle. (2) Le tamis moléculaire Ti-Si creux a été placé dans une solution de méthanol contenant du peroxyde d'hydrogène (dans laquelle la concentration de peroxyde d'hydrogène était de 25 % en poids). Le mélange a été agité comme une suspension, puis ajouté dans le réacteur par l'orifice du catalyseur. Le sulfure de diméthyle préparé à l'étape (1) a été introduit dans la zone de réaction. Sur la base du poids total des effluents présents dans le réacteur, la concentration du catalyseur était de 20 % en poids, le rapport molaire méthanol/peroxyde d'hydrogène était de 40:1, le rapport molaire sulfure de diméthyle/peroxyde d'hydrogène était de 2:1, la vitesse spatiale horaire en poids du sulfure de diméthyle était de 0,5 h-1, la pression à la sortie du réacteur était de 2,0 MPa, la température dans le réacteur était de 60 °C, la réaction a été effectuée sans interruption pendant 200 heures. La suspension produite par le réacteur a été soumise à une séparation solide/liquide pour obtenir une phase liquide contenant du diméthylsulfoxyde. Pendant la réaction, le prélèvement a été réalisé via l'orifice de prélèvement toutes les 2 heures, dans lequel la conversion du peroxyde d'hydrogène étant > 98 %, la sélectivité moyenne pour le diméthylsulfoxyde étant de 95 %.
Exemple pratique 3 (1) Préparation et séparation du sulfure de diméthyle À 320 °C et 0,2 MPa, du sulfure d'hydrogène et du méthanol (rapport molaire = 5:1) ont été mélangés avec du y-A1203 comme catalyseur et ont été mis à réagir. Le rapport en poids du catalyseur et du méthanol était de 50:1. Le mélange obtenu a été filtré pour obtenir un mélange contenant du sulfure de diméthyle qui a été soumis à une séparation gaz/liquide afin d'obtenir du sulfure de diméthyle. (2) Le tamis moléculaire Ti-Si creux a été placé dans une solution de méthanol contenant du peroxyde d'hydrogène (dans laquelle la concentration du peroxyde d'hydrogène était de 25 % en poids). Le mélange a été agité comme une suspension puis ajouté dans le réacteur par l'orifice du catalyseur. Le sulfure de diméthyle préparé à l'étape (1) a été introduit dans la zone de réaction.
Sur la base du poids total des effluents présents dans le réacteur, la concentration du catalyseur était de 15 % en poids, le rapport molaire méthanol/peroxyde d'hydrogène était de 40:1, le rapport molaire sulfure de diméthyle/peroxyde d'hydrogène était de 2:1, la vitesse spatiale horaire en poids du sulfure de diméthyle était de 5,5 h-1, la pression à la sortie du réacteur était de 2,5 MPa, la température dans le réacteur était de 45 °C, la réaction a été effectuée sans interruption pendant 150 heures. La suspension produite par le réacteur a été soumise à une séparation solide/liquide pour obtenir une phase liquide contenant du diméthylsulfoxyde.
Pendant la réaction, le prélèvement a été réalisé via l'orifice de prélèvement toutes les 2 heures, dans lequel la conversion du peroxyde d'hydrogène étant > 97 %, la sélectivité moyenne pour le diméthylsulfoxyde étant de 94 %.
Exemple pratique 4 Cet exemple était une répétition de l'exemple pratique 1 excepté que le tamis moléculaire Ti-Si , TS-1 remplaçait le tamis moléculaire Ti-Si creux. Pendant la réaction, le prélèvement a été effectué via l'orifice de prélèvement toutes les 2 heures, dans lequel la conversion du peroxyde d'hydrogène étant > 95 %, la sélectivité moyenne pour le diméthylsulfoxyde étant de 90 %. Les exemples pratiques 5 à 20 ont été réalisés selon le logigramme illustré sur la Figure 1 pour oxyder le sulfure de diméthyle dans lequel l'étape (1) de l'exemple pratique 1 a été répétée pour préparer et séparer le sulfure de diméthyle ; puis, dans le réacteur de distillation catalytique ayant une zone de réaction, le sulfure de diméthyle et l'oxydant ont été mis en contact avec le catalyseur, dans lequel le réacteur de distillation catalytique comprenait la zone de distillation, la zone de réaction et la zone de stripage, la zone de réaction est située entre la zone de distillation et la zone de stripage, et aucune garniture n'a été chargée dans la zone de distillation et dans la zone de stripage. Les exemples de préparation 1 à 3 ont été utilisés pour préparer les catalyseurs employés dans les exemples pratiques 5 à 20. Exemple de préparation 1 À 1 atm et 40 °C, du silicate de tétraéthyle a été ajouté dans une solution aqueuse d'hydroxyde de tétrapropylammonium. Après agitation pendant 2 heures, le tamis moléculaire Ti-Si creux a été ajouté, l'agitation a été prolongée pendant 1 heure. Le rapport en masse tamis moléculaire Ti-Si creux : silicate de tétraéthyle :hydroxyde de tétrapropylammonium : eau était de 100:350:5:120. Le mélange obtenu a été granulé par prédéroulage, calciné à 550 °C pendant 5 heures pour produire un catalyseur sphérique ayant une taille moyenne des particules de 5 microns. Exemple de préparation 2 Répétition de l'exemple de préparation 1, excepté que le rapport en masse tamis moléculaire Ti-Si creux :silicate de tétraéthyle :hydroxyde de tétrapropylammonium :eau était de 100:100:10:50, et que la granulation par prédéroulage a produit un catalyseur sphérique ayant une taille moyenne des particules de 100 microns. Exemple de préparation 3 Répétition de l'exemple de préparation 1, excepté que le rapport en masse tamis moléculaire Ti-Si creux :silicate de tétraéthyle :hydroxyde de tétrapropylammonium :eau était de 100:200:40:500, et que la granulation par prédéroulage a produit un catalyseur sphérique ayant une taille moyenne des particules de 2 000 microns. Exemple de préparation 4 Répétition de l'exemple de préparation 1, excepté que la granulation par prédéroulage a produit un catalyseur sphérique ayant une taille moyenne des particules de 500 microns. Exemple de préparation 5 Répétition de l'exemple de préparation 1, excepté que l'hydroxyde de tétrapropylammonium a été remplacé par de l'hydroxyde de tétraéthylammonium et que le silicate de tétraéthyle a été remplacé par du silicate de tétraméthyle. Exemple de préparation 6 Répétition de l'exemple de préparation 1, excepté que le rapport en masse tamis moléculaire Ti-Si creux :silicate de tétraéthyle :hydroxyde de tétrapropylammonium :eau était de 100:300:50:2 000. Exemple de préparation 7 Répétition de l'exemple de préparation 1, excepté que le tamis moléculaire Ti-Si creux a été remplacé par le tamis moléculaire Ti-Si de type TS-1. Exemple de préparation 8 Le tamis moléculaire Ti-Si creux et le sol de silice (teneur en Si02 : 40 'Yo en poids) ont été mélangés à un rapport en poids de 100:250 et transformés en une suspension. La suspension obtenue a été granulée par pulvérisation pour produire un catalyseur sphérique ayant une taille moyenne des particules de 50 microns. Exemple de préparation 9 Répétition de l'exemple de préparation 1, excepté que l'hydroxyde de tétrapropylammonium a été remplacé par une solution aqueuse de NaOH. Exemple pratique 5 Le sulfure de diméthyle, la solution de peroxyde d'hydrogène (ayant une concentration de 27,5 % en poids) et l'acétone, à un rapport en masse de 1:1,72:15 ont été introduits depuis les orifices d'alimentation de la zone de réaction, le sulfure de diméthyle étant introduit depuis le deuxième orifice d'alimentation, la solution de peroxyde d'hydrogène et l'acétone étant introduites depuis le premier orifice d'alimentation, la température de la zone de réaction étant de 47 ± 3 °C, la pression de la zone de réaction étant de 0,15 ± 0,02 MPa, la vitesse spatiale horaire en poids du sulfure de diméthyle étant de 2 h-1, le rapport de reflux dans la zone de réaction étant de 5:1, le nombre total de plateaux théoriques de la colonne de la zone de réaction étant de 35, le nombre de plateaux théoriques de la colonne du premier orifice d'alimentation jusqu'au fond de la zone de réaction étant de 30, le nombre de plateaux théoriques de la colonne du deuxième orifice d'alimentation jusqu'au fond de la zone de réaction étant de 10, la zone de réaction étant chargée avec le catalyseur préparé dans l'exemple de préparation 1 et l'anneau 6 (sur la base du poids total du catalyseur et de la garniture, la concentration de l'anneau 6 étant de 40 ')/0 en poids, un mélange de l'anneau 6 et du catalyseur étant chargé dans la zone de réaction). L'échantillonnage et l'analyse ont été réalisés après 12 heures de fonctionnement stable et le calcul a été effectué pour la conversion du sulfure de diméthyle, la sélectivité pour le diméthylsulfoxyde et l'utilité du peroxyde d'hydrogène. Les résultats ont été indiqués dans le Tableau 1. Exemple pratique 6 Le sulfure de diméthyle, la solution de peroxyde d'hydrogène (ayant une concentration de 27,5 % en poids) et le cyanure de benzyle, à un rapport en masse de 1:3,44:8,89 ont été introduits depuis les orifices d'alimentation de la zone de réaction, le sulfure de diméthyle étant introduit depuis le deuxième orifice d'alimentation, la solution de peroxyde d'hydrogène et le cyanure de benzyle étant introduits depuis le premier orifice d'alimentation, la température de la zone de réaction étant de 70 ± 5 °C, la pression de la zone de réaction étant de 0,35 ± 0,05 MPa, la vitesse spatiale horaire en poids du sulfure de diméthyle étant de 8111, le rapport de reflux dans la zone de réaction étant de 8:1, le nombre total de plateaux théoriques de la colonne de la zone de réaction étant de 35, le nombre de plateaux théoriques de la colonne du premier orifice d'alimentation jusqu'au fond de la zone de réaction étant de 30, le nombre de plateaux théoriques de la colonne du deuxième orifice d'alimentation jusqu'au fond de la zone de réaction étant de 10, la zone de réaction étant chargée avec le catalyseur préparé dans l'exemple de préparation 2 et l'anneau 6 (sur la base du poids total du catalyseur et de la garniture, la concentration de l'anneau 0 étant de 30 % en poids, un mélange de l'anneau e et du catalyseur étant chargé dans la zone de réaction). L'échantillonnage et l'analyse ont été réalisés après 8 heures de fonctionnement stable et le calcul a été effectué pour la conversion du sulfure de diméthyle, la sélectivité pour le diméthylsulfoxyde et l'utilité du peroxyde d'hydrogène. Les résultats ont été indiqués dans le Tableau 1.
Exemple pratique 7 I.e sulfure de diméthyle, la solution de peroxyde d'hydrogène (ayant une concentration de 50 % en poids) et l'alcool tert-butylique, à un rapport en masse de 1:1,72:10 ont été introduits depuis les orifices d'alimentation de la zone de réaction, le sulfure de diméthyle étant introduit depuis le deuxième orifice d'alimentation, la solution de peroxyde d'hydrogène et l'alcool tert-butylique étant introduits depuis le premier orifice d'alimentation, la température de la zone de réaction étant de 110 ± 5 °C, la pression de la zone de réaction étant de 0,50 ± 0,02 MPa, la vitesse spatiale horaire en poids du sulfure de diméthyle étant de 5 h"1, le rapport de reflux dans la zone de réaction étant de 3:1, le nombre total de plateaux théoriques de la colonne de la zone de réaction étant de 35, le nombre de plateaux théoriques de la colonne du premier orifice d'alimentation jusqu'au fond de la zone de réaction étant de 30, le nombre de plateaux théoriques de la colonne du deuxième orifice d'alimentation jusqu'au fond de la zone de réaction étant de 10, la zone de réaction étant chargée avec le catalyseur préparé dans l'exemple de préparation 3 et l'anneau 0 (sur la base du poids total du catalyseur et de la garniture, la concentration de l'anneau e étant de 10 % en poids, un mélange de l'anneau 8 et du catalyseur étant chargé dans la zone de réaction). L'échantillonnage et l'analyse ont été réalisés après 18 heures de fonctionnement stable et le calcul a été effectué pour la conversion du sulfure de diméthyle, la sélectivité pour le diméthylsulfoxyde et l'utilité du peroxyde d'hydrogène. Les résultats ont été indiqués dans le Tableau 1.
Exemple pratique 8 Le sulfure de diméthyle a été oxydé de la même manière que dans l'exemple pratique 5, excepté que le catalyseur était le catalyseur préparé dans l'exemple de préparation 4. La conversion du sulfure de diméthyle obtenu, la sélectivité pour le diméthylsulfoxyde et l'utilité du peroxyde d'hydrogène ont été indiquées dans le Tableau 1. Exemple pratique 9 Le sulfure de diméthyle a été oxydé de la même manière que dans l'exemple pratique 5, excepté que le catalyseur était le catalyseur préparé dans l'exemple de préparation 5. La conversion du sulfure de diméthyle obtenu, la sélectivité pour le diméthylsulfoxyde et l'utilité du peroxyde d'hydrogène ont été indiquées dans le Tableau 1.
Exemple pratique 10 Le sulfure de diméthyle a été oxydé de la même manière que dans l'exemple pratique 5, excepté que le catalyseur était le catalyseur préparé dans l'exemple de préparation 6. La conversion du sulfure de diméthyle obtenu, la sélectivité pour le diméthylsulfoxyde et l'utilité du peroxyde d'hydrogène ont été indiquées dans le Tableau 1. Exemple pratique 11 Le sulfure de diméthyle a été oxydé de la même manière que dans l'exemple pratique 5, excepté que le catalyseur était le catalyseur préparé dans l'exemple de préparation 7. La conversion du sulfure de diméthyle obtenu, la sélectivité pour le diméthylsulfoxyde et l'utilité du peroxyde d'hydrogène ont été indiquées dans le Tableau 1. Exemple pratique 12 Le sulfure de diméthyle a été oxydé de la même manière que dans l'exemple pratique 5, excepté que le catalyseur était le catalyseur préparé dans l'exemple de préparation 8. La conversion du sulfure de diméthyle obtenu, la sélectivité pour le diméthylsulfoxyde et l'utilité du peroxyde d'hydrogène ont été indiquées dans le Tableau 1. Exemple pratique 13 Le sulfure de diméthyle a été oxydé de la même manière que dans l'exemple pratique 5, excepté que le solvant était la butanone. La conversion du sulfure de diméthyle obtenu, la sélectivité pour le diméthylsulfoxyde et l'utilité du peroxyde d'hydrogène ont été indiquées dans le Tableau 1. Exemple pratique 14 Le sulfure de diméthyle a été oxydé de la même manière que dans l'exemple pratique 5, excepté que le solvant était l'acide acétique. La conversion du sulfure de diméthyle obtenu, la sélectivité pour le diméthylsulfoxyde et l'utilité du peroxyde d'hydrogène ont été indiquées dans le Tableau 1. Exemple pratique 15 Le sulfure de diméthyle, la solution de peroxyde d'hydrogène (ayant une concentration de 50 'Vo en poids) et l'eau, à un rapport en masse de 2:3:1 ont été introduits depuis les orifices d'alimentation de la zone de réaction, le sulfure de diméthyle étant introduit depuis le deuxième orifice d'alimentation, la solution de peroxyde d'hydrogène et l'eau étant introduits depuis le premier orifice d'alimentation, la température de la zone de réaction étant de 39 ± 2 °C, la pression de la zone de réaction étant de 0,10 ± 0,02 MPa, la vitesse spatiale horaire en poids du sulfure de diméthyle étant de 4 h-1, le rapport de reflux dans la zone de réaction étant de 10:1, le nombre total de plateaux théoriques de la colonne de la zone de réaction étant de 35, le nombre de plateaux théoriques de la colonne du premier orifice d'alimentation jusqu'au fond de la zone de réaction étant de 30, le nombre de plateaux théoriques de la colonne du deuxième orifice d'alimentation jusqu'au fond de la zone de réaction étant de 10, la zone de réaction étant chargée avec le catalyseur préparé dans l'exemple de préparation 1 (i.e., la zone de réaction n'ayant pas été chargée avec la garniture). L'échantillonnage et l'analyse ont été réalisés après 15 heures de fonctionnement stable et le calcul a été effectué pour la conversion du sulfure de diméthyle, la sélectivité pour le diméthylsulfoxyde et l'utilité du peroxyde d'hydrogène. Les résultats ont été indiqués dans le Tableau 1.
Exemple pratique 16 Le sulfure de diméthyle a été oxydé de la même manière que dans l'exemple pratique 5, excepté que le catalyseur utilisé était le catalyseur préparé dans l'exemple de préparation 9. La conversion du sulfure de diméthyle obtenu, la sélectivité pour le diméthylsulfoxyde et l'utilité du peroxyde d'hydrogène ont été indiquées dans le Tableau 1. Exemple pratique 17 Le sulfure de diméthyle a été oxydé de la même manière que dans l'exemple pratique 5, excepté que le nombre de plateaux de la colonne du premier orifice d'alimentation jusqu'au fond de la colonne était de 18. La conversion du sulfure de diméthyle obtenu, la sélectivité pour le diméthylsulfoxyde et l'utilité du peroxyde d'hydrogène ont été indiquées dans le Tableau 1.
Exemple pratique 18 Le sulfure de diméthyle a été oxydé de la même manière que dans l'exemple pratique 5, excepté que le nombre de plateaux entre la colonne du deuxième orifice d'alimentation et le fond de la colonne était de 5. La conversion du sulfure de diméthyle obtenu, la sélectivité pour le diméthylsulfoxyde et l'utilité du peroxyde d'hydrogène ont été indiquées dans le Tableau 1. Exemple pratique 19 Le sulfure de diméthyle a été oxydé de la même manière que dans l'exemple pratique 5, excepté que l'acétone a été remplacée par la même quantité de méthanol. La conversion du sulfure de diméthyle obtenu, la sélectivité pour le diméthylsulfoxyde et l'utilité du peroxyde d'hydrogène ont été indiquées dans le Tableau 1. Exemple pratique 20 Le sulfure de diméthyle a été oxydé de la même manière que dans l'exemple pratique 5, excepté que l'acétone a été remplacée par la même quantité d'eau. La conversion du sulfure de diméthyle obtenu, la sélectivité pour le diméthylsulfoxyde et l'utilité du peroxyde d'hydrogène ont été indiquées dans le Tableau 1. Tableau 1 Numéro Conversion du Sélectivité pour le diméthylsulfoxyde Utilité du sulfure de (A) peroxyde diméthyle (%) d'hydrogène (%) Exemple pratique 5 85 93 88 Exemple pratique 6 83 92 85 Exemple pratique 7 87 90 89 Exemple pratique 8 90 94 91 Exemple pratique 9 84 92 87 Exemple pratique 10 89 90 92 Exemple pratique 11 78 92 86 Exemple pratique 12 74 91 88 Exemple pratique 13 82 90 89 Exemple pratique 14 70 86 77 Exemple pratique 15 92 98 94 Exemple 72 89 77 pratique 16 Exemple pratique 17 81 92 84 Exemple pratique 18 88 95 92 Exemple pratique 19 92 97 94 Exemple pratique 20 90 95 92 Le Tableau 1 indique que la mise en contact du sulfure de diméthyle et de l'oxydant avec le catalyseur contenant le tamis moléculaire Ti-Si dans la zone de réaction du réacteur de distillation catalytique permet non seulement d'obtenir une forte conversion du sulfure de diméthyle et une haute sélectivité pour le diméthylsulfoxyde ainsi qu'une grande utilité du peroxyde d'hydrogène, mais également de séparer le produit à mesure que la réaction se poursuit, ce qui permet d'utiliser efficacement la chaleur produite dans le système d'oxydation et de réduire la consommation d'énergie.
Claims (24)
- REVENDICATIONS1. Procédé de production de diméthylsulfoxyde, dans lequel ledit procédé comprend les étapes suivantes consistant à: (1) mettre en contact du sulfure d'hydrogène avec du méthanol pour produire un mélange contenant du sulfure de diméthyle, et séparer le sulfure de aiméthyle du mélange ; et (2) en présence ou en l'absence d'un solvant, mettre en contact le sulfure de diméthyle obtenu dans l'étape (1) avec au moins un oxydant et un catalyseur pour produire un mélange contenant du diméthylsulfoxyde, ledit catalyseur comprenant au moins un tamis moléculaire Ti-Si.
- 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la mise en contact dans l'étape (2) est effectuée dans la zone de réaction d'un réacteur de distillation catalytique, un mélange contenant du sulfure de diméthyle n'ayant pas réagi est obtenu au sommet du réacteur de distillation catalytique, le mélange contenant du diméthylsulfoxyde est obtenu au fond du réacteur de distillation catalytique, la zone de réaction est chargée avec le catalyseur.
- 3. Procédé selon la revendication 2, dans lequel l'oxydant est introduit dans la zone de réaction par le premier orifice d'alimentation, ou l'oxydant et le solvant sont introduits dans la zone de réaction par le premier orifice d'alimentation ; le sulfure de diméthyle est introduit dans la zone de réaction par le deuxième orifice d'alimentation ; le nombre de plateaux théoriques de la colonne du premier orifice d'alimentation jusqu'au fond de la zone de réaction est T1, le nombre théorique de plaques de colonne du deuxième orifice d'alimentation jusqu'au fond de la zone de réaction est T2, T1 >T2.
- 4. Procédé selon la revendication 3, dans lequel le nombre de plateaux théoriques de la colonne de la zone de réaction est T, le rapport en pourcentage de T1 à T est de 50 à 100%, le rapport en pourcentage de T2 à T est de 10 à 80%.
- 5. Procédé selon la revendication 4, dans lequel le rapport en pourcentage de T1 à T est de 80 à 100%, le rapport en pourcentage de T2 à T est de 10 à 30%.
- 6. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le rapport en masse du sulfure de diméthyle et du catalyseur est de 0,1 - 100:1 ; ou la mise en contact est effectuée dans un réacteur à lit fixe, la vitesse spatiale horaire en poids du sulfure de diméthyle est de 0,1 à 10 000 h-1.
- 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1, 2 et 6, dans lequel ledit catalyseur comprend le tamis moléculaire Ti-Si et le support, sur la base de la quantité totale du catalyseur, la teneur en tamis moléculaire Ti-Si est de 10 à 99 % en poids, la teneur en support est de 1 à 90 % en poids.
- 8. Procédé selon la revendication 7, dans lequel la préparation du catalyseur comprend : sous une condition de réaction d'hydrolyse, au moins un composé d'organosilicium apte à l'hydrolyse et au moins un alcali hydrosoluble sont mis en contact avec de l'eau, le mélange obtenu par la mise en contact est mélangé avec le tamis moléculaire Ti-Si, le mélange obtenu est granulé et calciné.
- 9. Procédé selon la revendication 7, dans lequel le tamis moléculaire Ti-Si, le composé d'organosilicium, l'alcali hydrosoluble et l'eau sont présents à un rapport en masse de 100:10 - 2 000:2 - 40:50 - 2 000.
- 10. Procédé selon la revendication 8, dans lequel l'alcali hydrosoluble est un agent matriciel permettant de synthétiser le tamis moléculaire Ti-Si.
- 11. Procédé selon la revendication 10, dans lequel l'agent matriciel permettant de synthétiser le tamis moléculaire Ti-Si est choisi parmi une base d'ammonium quaternaire.
- 12. Procédé selon la revendication 8, dans lequel le composé d'organosilicium est choisi parmi le composé représenté par la formule (I) R40_ OR3 dans laquelle chacun de R1, R2, R3 et R4 est un alkyle en C1-C4.
- 13. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le tamis moléculaire Ti-Si est un tamis moléculaire Ti-Si de type MFI.
- 14. Procédé selon la revendication 13, dans lequel le grain cristallin du tamis moléculaire Ti-Si a une structure creuse, la structure creuse a une cavité d'une longueur radiale de 5 à 300 nm, le tamis moléculaire Ti-Si a une capacité d'adsorption du benzène, mesurée à 25 °C, P/PO = 0,10, durée d'adsorption = 1 heure, d'au moins 70 mg/g, et il y a une boucle d'hystérésis entre l'isotherme d'adsorption et l'isotherme de désorption de l'adsorption d'azote à basse température du tamis moléculaire Ti-Si.
- 15. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le rapport molaire du sulfure de diméthyle et de l'oxydant est de 1:0,1 -2.
- 16. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 et 15, dans lequel l'oxydant est un peroxyde.
- 17. Procédé selon la revendication 16, dans lequel l'oxydant est du peroxyde d'hydrogène.
- 18. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le sulfure de diméthyle et le solvant sont présents à un rapport en masse de 1:0,5 - 50.30
- 19. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 et 18, dans lequel le solvant est choisi parmi l'eau, un alcool en C1-C6, un cétone en C3-C8 et un nitrile en C2-C6.
- 20. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la condition de mise en contact dans l'étape (2) comprend : la température est de 20 à 200 °C ; et la pression manométrique est de 0,1 à 3 MPa.
- 21. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la mise en contact dans l'étape (1) est effectuée en présence de y-A1203.
- 22. Procédé selon la revendication 21, dans lequel le rapport en poids du sulfure d'hydrogène et de y-A1203 est de 1:0,1 - 100.
- 23. Procédé selon la revendication 1 ou 21, dans lequel le rapport molaire en poids du sulfure d'hydrogène et du méthanol est de 100- 0,5:1.
- 24. Procédé selon la revendication 1 ou 21, dans lequel la mise en contact dans l'étape (1) est effectuée entre 200 et 400 °C.
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