PL178498B1

PL178498B1 - Sposób wytwarzania węglanów alkilenów

Info

Publication number: PL178498B1
Application number: PL95309534A
Authority: PL
Inventors: Jacek Klimiec; Dominik Nowak; Ernest Fabisz; Jerzy Wasilewski; Andrzej Kupiec; Mieczysław Zawadzki; Jerzy Chowaniec; Eugeniusz Fiks; Antoni Płoszaj; Ryszard Kołodenny; Aniela Pojasek
Original assignee: Inst Ciezkiej Syntezy Orga
Priority date: 1995-07-04
Filing date: 1995-07-04
Publication date: 2000-05-31
Also published as: PL309534A1

Abstract

Sposób wytwarzania węglanów alkilenów, zwłaszcza węglanu etylenu i propylenu z tlenku alkilenu i dwutlenku węgla, w obecności katalizatora zawierającego alkiloaminę i węglan propylenu, w temperaturze powyżej 400 K, znamienny tym, że tlenek alkilenu i dwutlenek węgla kontaktuje się w temperaturze 430-510 K i pod ciśnieniem 4-8 MPa z kompleksem katalitycznym stanowiącym kompozycję składającąsię z 1,5-4% wagowych wody, 3-6% wagowych chloroparafiny, będącej chlorowanąparafinąo długości łańcucha węglowegoC15-C26 zawierającądo 40% wagowych związanego chloru, 3-10% wagowych dwumetyloalkiloaminy C8-C18 i 80-92,5% wagowych węglanu propylenu lub etylenu, przy czym ilość dozowanego katalizatora do środowiska reakcji wynosi 5-20% wagowych w stosunku do dozowanego tlenku alkilenu

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania węglanów alkilenów, zwłaszcza węglanu propylenu i węglanu etylenu z ich tlenków i z dwutlenku węgla.

Proces wytwarzania węglanów alkilenów prowadzi się w sposób ciągły pod zwiększonym ciśnieniem i w obecności katalizatora. Parametry procesu takie jak temperatura, ciśnienie sązależne od rodzaju stosowanego katalizatora. W publikacji Ind.Eng. Chem. nr 50 str. 767-770,1958 r. przedstawiono proces z użyciemjako katalizatora haloidków amoniowych. Reakcję prowadzono w temperaturze 473 K pod ciśnieniem 20 MPa.

Z opisu patentowego ZSRR nr 170529 znany jest proces z użyciem w charakterze katalizatora chlorków lub bromków metali alkalicznych. Proces biegnie w temperaturze 440-500 K, pod ciśnieniem do 20 Mpa, a wydajność węglanu etylenu w stosunku do teoretycznej wynosi 98,5%.

W opisie patentowym RFN nr 2611087 przedstawiono proces syntezy węglanów alkilenów z użyciem w charakterze katalizatora mieszaniny trzeciorzędowej aminy z alkoholami lub wodą. Proces prowadzono w temperaturze 380 K pod ciśnieniem 3 MPa, wydajność węglanu etylenu wynosiła do 90%.

W opisie patentowym DE nr 4 13 843 8 przedstawiono proces syntezy węglanów alkilenów w obecności katalizatorów mieszanych, złożonych z halogenków metali alkalicznych i halogenków cynku. Proces prowadzono pod ciśnieniem do 3 MPa w temperaturze 320-470 K.

W japońskim opisie patentowym nr 73 27314 przedstawiono proces, w którym katalizatorem jest układ złożony z aminy trzeciorzędowej i kwasu Lewisa. Wadą tego katalizatora jest wytrącanie się ciał stałych przy kontaktowaniu obu składników oraz ich ograniczona trwałość z uwagi na wrażliwość kwasów Lewisa na wilgoć.

W polskim opisie patentowym nr 138902 opisano proces wytwarzania węglanów alkilenów, gdzie tlenek alkilenu i dwutlenek węgla kontaktuje się w temperaturze 430-500 K i pod ciśnieniem 3-9 MPa z kompleksem katalitycznym, stanowiący trójskładnikową kompozycję zawierającą uwodnione lub bezwodne sole metalu grupy III lub II układu okresowego pierwiastków, trzeciorzędową aminę i węglan propylenu. Otrzymywano produkt zawierający 95-97% wagowych węglanu propylenu.

W zgłoszeniu patentowym P-301431 opisano sposób wytwarzania węglanów alkilenów w temperaturze 430-540 K i pod ciśnieniem 3-12 MPa przy zastosowaniu jako katalizatora roztworu zawierającego CaCO₃, CaCl₂, trójetyloaminę i chloropropanole. Otrzymywany produkt zawierał od 95-98% wagowych węglanu propylenu.

Większość omówionych katalizatorów syntezy węglanów alkilenów sprawia kłopoty techniczne, głównie z powodu trudności ich dozowania do układu reakcyjnego oraz ich wydzielania z gotowego produktu.

178 498

Celem wynalazku było opracowanie katalizatora ciekłego, który eliminuje powyższe trudności a wydzielany może być w trakcie destylacji surowego produktu syntezy.

Istota wynalazku polega na tym, że proces wytwarzania węglanów alkilenów, zwłaszcza węglanu etylenu i propylenu z tlenku alkilenu i dwutlenku węgla prowadzi się w temperaturze 430-510 K i pod ciśnieniem 4-8 MPa, w obecności kompleksu katalitycznego, składającego się z

1,5 - 4% wagowych wody, 3 - 6% wagowych chloroparafiny, 3 - 10% wagowych dwumetyloalkiloaminy, C₈- C₁₈ i 80 - 92,5% wagowych węglanu propylenu lub etylenu, przy czym ilość dozowanego katalizatora do środowiska reakcji wynosi 5-20% wagowych w stosunku do dozowanego tlenku alkilenu.

W procesie korzystne własności produktu uzyskuje się stosując jako chloroparafinę chlorowanąparafinę o długości łańcucha węglowego C₁₅ - C26, zawierającądo 40% wagowych związanego chloru, natomiast jako dwumetyloalkiloaminę aminę o wzorze

R-N ,xCH₃ ^xch₃’ gdzie R = C8- C_w.

Sposób według wynalazku pozwolił na podwyższenie stopnia przereagowania tlenku alkilenu oraz selektywności procesu.

Przykład I

Do ciśnieniowego reaktora rurowego o średnicy 150 mm i wysokości 1000 mm z cyrkulacją zewnętrzną wprowadzono 30 dm³ węglanu propylenu. Następnie zamknięto układ i przy ciągłej cyrkulacji cieczy podgrzano do 450 K, a po osiągnięciu tej temperatury rozpoczęto dozowanie dwutlenku węgla, roztworu katalizatora oraz tlenku propylenu. Roztwór katalizatora dozowano do cyrkulującej cieczy, dwutlenek węgla do dolnej części reaktora, a tlenek propylenu do górnej części reaktora.

Dołem reaktora odbierano produkt - surowy węglan propylenu, który po schłodzeniu w chłodnicy wodnej kierowano do separatora, gdzie następował rozdział fazy gazowej od ciekłej.

Fazę gazową z separatora po rozprężeniu wypuszczano do atmosfery. Zawierała ona głównie nieprzereagowany dwutlenek węgla i śladowe ilości tlenku propylenu.

Fazę ciekłą odbierano dołem separatora i analizowano skład otrzymanego produktu. Stosowane katalizatory, parametry procesu oraz uzyskaną jakość produktu przedstawiono w tabeli 1.

Przykład II

Do reaktora ciśnieniowego jak w przykładzie I wprowadzono 30 dm3 węglanu etylenu w temperaturze 320 K, a następnie prowadzono w identyczny sposób syntezę węglanu etylenu jak węglanu propylenu, który opisano w przykładzie I. Wyniki syntezy węglanu etylenu przedstawiono w tabeli 2.

178 498

Tabela 1. Synteza węglanu propylenu Stosunek cyrkulacji do surowców = 7:1

Ilość CO₂: 10% nadmiar w stosunku do ilości stechiometrycznej

Katalizator A 1,5% wag. H₂O, 3% wag. chloroparafina, 3% dwumetyloalkiloamina C₈-C,8, 92,5% wag. węglan propylenu

Katalizator B 2,2% wag. H₂O, 4,8% wag. C^ll^:ropaj^^fina, 4% dwumetyloalkiloamina Cg-C|8, 89% wag. węglan propylenu

Katalizator C 4% woda, 6% chloroparafina, 10% dwumetyloalkiloamina C₈-C)₈, 80% węglan propylenu

	Ilość kg/h		Skład produktu % wagowy
Ciśnienie MPa	Temperatura K	Tlenek propylenu	Katalizator	Ilość katalizatora %	Rodzaj katalizatora	Tlernk propylenu J	Składniku lekkie	r 0 c JD Ίν CL 0 t-< CL 5	Węglan propylenu	Składnkij wyższe	Woda
4,0	500	10	0,5	5	A	4,24	0,86	0,86	92,06	1,08	0,90
6,4	480	10	2,0	20	B	0,67	0,14	2,40	96,68	0,08	0,03
8,0	430	6	0,6	10	C	1,85	0,07	2,48	95,45	0,12	0,02
7,7	480	15	1,5	10	B	1,40	0,12	2,26	95,95	0,21	0,06
6,5	460	10	1,0	10	C	1,11	0,06	2,51	96,15	0,14	0,03
7,3	490	10	1,0	10	B	0,51	0,08	1,51	97,76	0,11	0,03

Tabela 2. Synteza węglanu etylenu

Stosunek cyrkulacji do surowców = 7:1

Ilość CO2: 10% nadmiar w stosunku do ilości stechiometrycznej Katalizatory: stosowano katalizator A i B jak podano w tabeli 1

	Ilość kg/h		Skład produktu % wagowy
Ciśnieme MPa	Tem^fx;rabrra K	Tlemk etylenu	--1 Katalizator	Iloće katalizatora w stosunku do tlen^ku	Rodzjj katalizatora	Tlenkk etylenu	Składnikj lekkie	Glikoj etylenowy	Węgtan etylenu	Składnikj wyższe	Woda
4,0	500	10	1,0	10	B	0,55	8,82	1,13	97,19	0,20	0,11
6,0	480	15	1,5	10	A	1,14	0,74	1,22	96,51	0,31	0,08
5,2	510	10	0,5	5	B	0,88	0,86	1,32	96,41	0,44	0,09
7,2	510	15	1,5	10	A	0,91	0,78	1,18	96,37	0,62	0,14

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz.

Cena 2,00 zł.

Claims

Zastrzeżenie patentowe

Sposób wytwarzania węglanów alkilenów, zwłaszcza węglanu etylenu i propylenu z tlenku alkilenu i dwutlenku węgla, w obecności katalizatora zawierającego alkiloaminę i węglan propylenu, w temperaturze powyżej 400 K, znamienny tym, że tlenek alkilenu i dwutlenek węgla kontaktuje się w temperaturze 430-510 K i pod ciśnieniem 4-8 MPa z kompleksem katalitycznym stanowiącym kompozycję składającąsię z 1,5-4% wagowych wody, 3-6% wagowych chloroparafiny, będącej chlorowanąparafiną o długości łańcucha węglowego C,5-C₂₆ zawierającądo 40% wagowych związanego chloru, 3-10% wagowych dwumetyloalkiloaminy C₈-C₁₈ i 80-92,5% wagowych węglanu propylenu lub etylenu, przy czym ilość dozowanego katalizatora do środowiska reakcji wynosi 5-20% wagowych w stosunku do dozowanego tlenku alkilenu.

* * *