PL15314B1 - Sposób wytwarzania estrów alkoholu winylowego. - Google Patents

Description

Znanem jest, ze otrzymuje sie estry al¬ koholu winylowego równoczesnie z estrami glikolów etylidenowych, jezeli przeprowa¬ dza sie ponad rozgrzanemi katalizatorami acetylen, zmieszany z para kwasu organicz¬ nego, posiadajacego grupe COOH.Sposób ponizszy umozliwia wytwarzanie alkoholu winylowego jako jedynego pro¬ duktu reakcji acetylenu i kwasu karbono- wego.Osiaga sie przez to nietylko silne osla¬ bienie niepozadanych reakcyj pobocznych, lecz równiez podnosi wartosc dzialania ka¬ talizatora i przedluzenie okresu trwania te¬ go czynnika. Sposób polega na tern, ze mie¬ szanine acetylenu i kwasu karfoonowego w postaci pary przeprowadza sie z wielka szybkoscia przez odpowiednio dobrany o- grzany katalizator.Najodpowiedniejsza szybkosc zalezy od wielkosci przestrzeni reakcyjnej, od wielko¬ sci i powierzchni substancji stykowej, od stosunku skladników reakcji i od innych po¬ dobnych warunków. Waznem jest jednak przy tym sposobie przepedzanie skladników reakcji wzdluz powierzchni stykowych z ta¬ ka szybkoscia, by w jednostce czasu zosta- stala przeprowadzona wzdluz danej po¬ wierzchni stykowej wieksza ilosc skladni¬ ków reakcji, niz powierzchnia ta moze wy-mienic przy najkorzystniejszych warun¬ kach.Przy tym sposobie skladniki reakcji wy¬ mieniaja sie wprawdzie tylko czesciowo, wydajnosc na godzine masy kontaktowej podnosi sie jednak do takiego stopnia, ze zaleta ta przewyzsza zmniejszenie stezenia produktu reakcji. Swiadome zrzeczenie sie zupelnej wymiany skladników reakcji po¬ woduje zmniejszenie ilosci wytworzonych estrów glikolu etylidenowego, lecz z dru¬ giej strony w stopniu niespodziewanym podnosi wydajnosc estrów alkoholu winy¬ lowego.Niezmieniona czesc skladników reakcji przeprowadza sie najkorzystniej, po wy¬ dzieleniu ich z produktów reakcji, w obie¬ gu kolowym zpowrotem do przestrzeni re¬ akcyjnej. Obieg ten nadaje sie nietylko dla acetylenu, lecz okazalo sie równiez ko- rzystnem wydzielanie z reakcji przez cze¬ sciowe stezenie niezmienionego kwasu kar¬ bonowego i doprowadzanie go ponownie do procesu.Acetylen i pare kwasu karbonowego mozna przeprowadzac przez przestrzen reakcyjna w stosunku stechiometrycznym, chociaz dzialanie skladników reakcji w sto¬ sunku niestechiometrycznym posiada nie¬ które zalety. Korzystne dzialanie wywiera stosowanie nadmiaru acetylenu, a nadmiar kwasu karbonowego przedluza okres trwa¬ nia katalizatora.Szybkie przepedzanie skladników reak¬ cji wzdluz katalizatorów nietylko umozli¬ wia jak najwieksza wydajnosc katalizato¬ ra, lecz takze zapobiega reakcjom pobocz¬ nym, jak tworzeniu sie acetonu, niepoza¬ danym zmianom produktów reakcji, wywo¬ lanym przejsciem ich w ester etylidenowy, jak tez substancji kontaktowej, np. zywi- czeniu jej, zakopceniu.Przechodzace masy pary rozdzielaja o- prócz tego równomiernie temperature i wyrównywaja miejscowe przegrzanie i na¬ gromadzenie ciepla.Umozliwia to stosowanie do reakcji temperatur do 300°C i wyzej, bez szkodli¬ wego dzialania na skutecznosc katalizato¬ ra; równiez nie powstaja reakcje rozkladu acetylenu i kwasu octowego lub tez reak¬ cje poboczne.Stosowanie wysokich temperatur reak¬ cji wplywa na skutecznosc szybkiego prze¬ pedzania skladników.Próby wykazaly, zz przebieg wytwa¬ rzania estru winylowego daje sie przepro¬ wadzic w sposób szczególnie prosty, jeze¬ li podgrzac mieszanine acetylenu i pary kwasu karbonowego przed wejsciem do przestrzeni reakcyjnej, najkorzystniej do temperatury reakcji lub nawet nieco wyzej.Ilosc ciepla, która nalezy doprowadzic do przestrzeni katalizatora po tern podgrza¬ niu, jest, w zaleznosci od wielkosci apara¬ tu reakcyjnego, wzglednie mala, lub tez cieplo to jest zupelnie zbedne. Oprócz o- szczednosci na cieple osiaga sie przez to szczególnie równomierny przebieg reakcji chemicznej, a niezaleznie od tego zapobie¬ ga sie szkodliwym przegrzaniom kataliza¬ tora, jakotez osiaga sie szczególnie równo¬ mierne ogrzewanie i przeplyw.Jako substancje stykowe nadaja sie roz¬ maite sole metali, któremi nasycone sa po¬ rowate podloza. Szczególna skutecznosc posiadaja sole cynku, kadmu i rteci, a mia¬ nowicie sole cynku i kadmu estryfikowane¬ go kwasu organicznego. Jako podloza, na¬ sycane katalitycznie dzialajaca sola, nada¬ ja sie ciala silnie pochlaniajace, np. zel krzemowy, wegiel drzewny, wegiel aktyw¬ ny i podobne substancje.Korzystne temperatury dla reakcji znaj¬ duja sie miedzy 180° a 300°C. Temperatu¬ ry te zaleza jednak od rodzaju stosowane¬ go kwasu karbonowego, od szybkosci prze¬ plywu pary i gazu, jak równiez od natury i czasu trwania katalizatora. W ogólnosci jest regula, ze mozna stosowac o tyle wyz-» sze temperatury reakcji, a wiec ulepszac te reakcje w wyzszym stopniu, o ile szybciej i — 2 —przeprowadza sie skladniki wfcdkiz katali¬ zatora. Temperatury podaje w przykla¬ dach nie ograniczaja wiec. wynalazku.Dó kw&sów, nadajacych sie do omawia¬ nej reakcji, naleza kwas octowy, kwas chloro-octowy, kwas propionowy, kwas ma¬ slowy.Przyklad I. Przeprowadza sie 4—5 m3 acetylenu na godzine przez wyparke, w której ulatnia sie równoczesnie na godzine okolo 5 kg kwasu octowego. Mieszanine przeplywajaca najpierw przez przegrze- wacz, w którym ogrzewa sie ona do tem¬ peratury 220° do 250PC, doprowadza sie do przestrzeni reakcyjnej o zawartosci 7 1, napelnionej calkowicie substancja kontak¬ towa, np. 7 1 Wegla aktywnego, nasyconego okolo 1 kg octanu cynkowego. Temperatu¬ ra przestrzeni reakcyjnej wyiiosi 210° do 250°C, a przy dobrej izolacji ta mala apa¬ ratura wymaga tylko jeszcze slabego o- grzania celem utrzymania temperatury reakcji. Z przestrzeni reakcyjnej wyplywa mieszanina, skladajaca sie z 13—16% oc¬ tanu winylowego, podczas gdy reszta za¬ wartosci jest niezmienionym kwasem octo¬ wym. Mieszanine te przeprowadza sie przez chlodnice celem -skroplenia. Nadmiar ace¬ tylenu, oddzielony od kondensatu, dopro¬ wadza sie pompa cyrkulacyjna do urzadze¬ nia, z którego ulatnia sie kwas octowy w ta¬ ki sposób, ze plynie on w obiegu kolowym.Równoczesnie doplywa do systemu obiego¬ wego ilosc swiezego acetylenu, odpowiada¬ jaca jego zuzyciu, podczas gdy kwas octo¬ wy w miare ulatniania sie doprowadza sie do wyparki.Octan winylowy otrzymuje sie przez frakcjonowana destylacje z produktu reak¬ cji, zawierajacego obok kwasu octowego i octanu winylowego male ilosci aldehydu octowego i dwuoctanu etylidenowego. W ten sposób otrzymuje sie 0.5 — 0.7 kg oc¬ tanu winylowego na godzine. Kwas octowy, pozostajacy przy destylacji i zawierajacy male ilosci wytworzonego dwuoctanu ety- lidenowegos doprowadza sie zpowrotern do procesu. Osiaga sie przez to znaczne ko¬ rzysci, gdyz nieznaczna zawartosc dwuoc¬ tanu etylidenowego zapobiega ponownemu wytwarzaniu sie tego produktu tak, ze przy kazdorazOwem zastosowaniu tej pozosta¬ losci kwa$u octowego praktycznie zostaje wytworzony tylko octan winylowy. Prze¬ bieg ten mozna przeprowadzac miesiacami z niezmieniajaca sie skutecznoscia.Jezeli jednak przeprowadzac przez te sama aparature na godzine ^ tylko 0.1 kg kwasu octowego i 40 — 50 1 acetylenu, o- siaga sie wprawdzie prawie zupelna prze¬ miane, wydajnosc jednak wyniesie zale¬ dwie 0.1 kg octami winylowego na godzine.Oprócz tego skutecznosc katalizatora osla¬ bia sie znacznie predzej.Przesylanie malych ilosci par jest rów¬ niez niekorzystne ze wzgledów technicz- no-cieplnych. Wobec tego sposób wedlug wynalazku mozna latwo przeprowadzac w dowolnie wielkich aparatach, gdyz dopro¬ wadzanie ciepla, potrzebnego dla reakcji, osiaga sie w stopniu idealnym wielkiemi ilosciami podgrzanych skladników reakcji.Bez zachowania tych warunków trudnosci, powstajace z powodu niebezpieczenstwa przegrzania i z powodu trudnego do prze¬ prowadzenia równomiernego ogrzania prze¬ strzeni kontaktowej, zwiekszaja sie w mia¬ re powiekszania aparatury.Przyklad II. W przestrzeni reakcyj¬ nej, zawierajacej 30 1 aktywnego wegla, na¬ syconego okolo 2 kg octanu cynkowego, odbywa sie proces, opisany w przykla¬ dzie I. Przepuszcza sie na godzine okolo 16 kg pary kwasu octowego i 15 — 20 m3 ace¬ tylenu. Produkt reakcji zawiera 12 — 16% octanu winylowego, a na godzine otrzyma¬ na ilosc tego materjalu wynosi 2,1—2,5 kg. PL

Claims (5)

1. Zastrzezenia patentowe. 1. Sposób wytwarzania estrów alko¬ holu winylowego z mieszaniny acetylenu i - 3 —par kwasu karbonowego, znamienny tern, ze mieszanine przeprowadza sie tak szyb¬ ko ponad rozgrzanemi odpowiednio dobra- nemi katalizatorami, by tylko czesc sklad¬ ników mogla wejsc w reakcje.
2. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamien¬ ny tern, ze mieszanina reakcyjna zawiera na jednostke objetosciowa pary kwasu kar- bonowego wiecej niz jedna jednostke obje¬ tosciowa acetylenu.
3. 3. Sposób wedlug zastrz, 2, znamien¬ ny tern, ze do reakcji doprowadza sie zpo- wrotem nadmiar acetylenu, jak równiez niezwiazany kwas karbonowy, oddzielony od wytworzonego estru winylowego, wraz z zawartoscia estru etylidenowego.
4. 4. Sposób wedlug zastrz. 1 — 3, zna¬ mienny tern, ze mieszanine acetylenu i pa¬ ry kwasu karbonowego podgrzewa sie przed wejsciem do przestrzeni katalitycznej, naj¬ korzystniej w taki sposób, by ogrzewanie samej przestrzeni reakcyjnej mialo miejsce tylko w nieznacznym stopniu, lub tez nie bylo wogóle potrzebne.
5. 5. Sposób wedlug zastrz. 1 — 4, zna¬ mienny tern, ze stosuje sie jako katalizator sól cynku lub kadmu, zwlaszcza octan cyn¬ ku lub kadmu, a jako podloze dla kataliza¬ tora cialo, posiadajace zdolnosc pochlania¬ nia, jak np. zel krzemowy, aktywny wegiel, Consortium fur elektrochemische Industrie G. m. b. H. Zastepca: Inz. H. Sokal, rzecznik patentowy. Druk L. Boguslawskiego i Ski, Warszawa. PL