RU2169730C1

RU2169730C1 - Method of preparing hexafluoropropylene oxide

Info

Publication number: RU2169730C1
Application number: RU2000104275/04A
Authority: RU
Inventors: Д.С. Пашкевич; В.Г. Темченко; В.И. Андреев; Ю.В. Шариков
Original assignee: Российский научный центр "Прикладная химия"
Priority date: 2000-02-22
Filing date: 2000-02-22
Publication date: 2001-06-27

Abstract

FIELD: chemical industry. SUBSTANCE: described is method of preparing hexafluoropropylene oxide by liquid-phase oxidation of hexafluoro-propylene in trifluorotrichloroethane. Hexafluoropropylene is oxidized in the presence of metallic surface heated at temperature of not lower than 170 C, and heat is simultaneously withdrawn from reaction zone. Invention is useful in fluoroorganic chemistry for preparing hexafluoropropylene oxide which is semiproduct for preparing surfactants, oils and solvents. EFFECT: conversion of hexafluoropropylene near to 100% and yield of charged hexafluoropropylene of about 75-85%. 2 ex, 2 tbl

Description

Заявляемый объект относится к фторорганической химии. Окись гексафторпропилена (ОГФП) используют при получении поверхностно-активных веществ, перфторполиэфирных масел, растворителей, перфторированных алкилвиниловых эфиров и т. д. (Л. Ф. Соколов, П.И. Валов, С.В. Соколов. // Успехи химии, 1984. Т. LIII. Вып. 7. C. 1222-1246). The inventive object relates to organofluorine chemistry. Hexafluoropropylene oxide (HFP) is used in the preparation of surfactants, perfluoropolyether oils, solvents, perfluorinated alkyl vinyl ethers, etc. (L.F. Sokolov, P.I. Valov, S.V. Sokolov. // Successes in Chemistry, 1984. T. LIII. Issue 7. C. 1222-1246).

Известен способ получения ОГФП окислением гексафторпропилена (ГФП) щелочным раствором перекиси водорода (Eleuterio H.S. // J.Macromol. Sci., Chem., 1972, v. 6A, p. 1027, Пат. США 3358003, 1967). Процесс проводят при атмосферном давлении и температуре от 223 до 323 К, однако выход ОГФП не превышает 45%. A known method of producing HGFP by oxidation of hexafluoropropylene (HFP) with an alkaline solution of hydrogen peroxide (Eleuterio H.S. // J. Macromol. Sci., Chem., 1972, v. 6A, p. 1027, US Pat. No. 3,358,003, 1967). The process is carried out at atmospheric pressure and a temperature of from 223 to 323 K, however, the yield of HFP does not exceed 45%.

Выход ОГФП не превышает 50% и в другом способе - окисления ГФП гипогалогенитами щелочных и щелочноземельных металлов в водном растворе при атмосферном давлении и комнатной температуре (Изв. АН СССР, Сер. хим., 1979, С. 2812. А.Я. Запевалов и др.). The yield of OGFP does not exceed 50% in another method — the oxidation of HFP by alkali and alkaline earth metal hypogalogenites in an aqueous solution at atmospheric pressure and room temperature (Izv. AN SSSR, Ser. Khim. 1979, p. 2812. A.Ya. Zapevalov and other).

Наиболее близким к заявляемому является способ получения ОГФП окислением ГФП кислородом в среде инертного растворителя (Пат. США 3536733, 1970). Процесс осуществляют в автоклаве из нержавеющей стали при перемешивании, при температуре 430 K, давлении 2,8 МПа в среде хладона 113. Конверсия ГФП достигает 70%, а выход ОГФП на прореагировавший ГФП - 70%,
Дальнейшая переработка ОГФП-сырца включает в себя разделение ОГФП и ГФП, которые имеют практически одинаковую температуру кипения - 29^oC. Обычно применяемые при этом методы экстрактивной ректификации и фотохимического бромирования или хлорирования приводят к значительному усложнению технологии, увеличению расходного коэффициента и себестоимости целевого продукта.Closest to the claimed is a method of producing a HFP by oxidation of HFP with oxygen in an inert solvent (US Pat. US 3536733, 1970). The process is carried out in a stainless steel autoclave with stirring, at a temperature of 430 K, a pressure of 2.8 MPa in a Freon 113 medium. The HFP conversion reaches 70%, and the HHPP yield to the reacted HFP reaches 70%,
Further processing of raw HGPF includes the separation of HHPP and HFP, which have almost the same boiling point - 29 ^o C. Typically used methods of extractive distillation and photochemical bromination or chlorination lead to a significant complication of the technology, increase the consumption coefficient and cost of the target product.

Поэтому главной задачей, стоящей перед авторами настоящего изобретения, было получение возможно более высокой конверсии ГФП при приемлемых выходе и времени реакции. Therefore, the main task facing the authors of the present invention was to obtain the highest possible conversion of HFP at an acceptable yield and reaction time.

Для решения поставленной задачи окисление ГФП проводят кислородом в среде хладона 113 при давлении 3-4 МПа и температуре в зоне реакции до 160^oC, с использованием погружной обогреваемой металлической поверхности с температурой не ниже 170^oC, которая в этих условиях генерирует активные центры, являясь инициатором цепного процесса окисления. В отличие от ближайшего аналога это позволяет получить конверсию ГФП, близкую к 100%, а выход ОГФП достигает 87%.To solve this problem, the oxidation of HFP is carried out with oxygen in a HFC 113 medium at a pressure of 3-4 MPa and a temperature in the reaction zone up to 160 ^o C, using a heated immersed metal surface with a temperature of at least 170 ^o C, which generates active centers under these conditions, being the initiator of the chain process of oxidation. Unlike the closest analogue, this allows one to obtain a HFP conversion close to 100%, and the yield of HFCP reaches 87%.

В таблице 1 приведено сопоставление данных ближайшего аналога и заявляемого способа. Как видно из таблицы 1, заявляемый способ характеризуется более высокими, чем в ближайшем аналоге, выходом ОГФП и конверсией ГФП. близкой к 100%, что позволяет исключить из технологической схемы стадию очистки целевого продукта от исходного сырья. Table 1 shows a comparison of the data of the closest analogue and the proposed method. As can be seen from table 1, the inventive method is characterized by higher than in the closest analogue, the output of HGP and the conversion of HFP. close to 100%, which allows to exclude from the technological scheme the stage of purification of the target product from the feedstock.

Заявитель утверждает, что заявляемый объект соответствует критерию изобретения "изобретательский уровень", т.к. в рассмотренной патентной и научно-технической документации не обнаружено совокупности заявленных средств в решении способа получения ОГФП, известного специалистам в данной области. The applicant claims that the claimed object meets the criteria of the invention "inventive step", because in the examined patent and scientific and technical documentation, the totality of the claimed means was not found in the solution of the method for producing DGFP known to specialists in this field.

Примеры промышленного применения заявленного способа. Examples of industrial applications of the claimed method.

Пример 1. В реактор объемом 10 л загружают 8 кг хладона 113 и 4 кг ГФП. Разогревают реакционную смесь до 150^oC. Азотом создают давлении 3 МПа. Включают перемешивание. С использованием погружного теплообменника отводят тепло реакции и поддерживают температуру жидкости 150^oC, температура стенки реактора составляет 175^oC. Подают кислород с расходом 400-450 нл/час. Указанные параметры поддерживают в течение 100 мин. Выключают подачу кислорода. Сливают реакционную смесь. Из 4 кг загруженного ГФП получают 330-350 г ОГФП.Example 1. In a 10-liter reactor, 8 kg of HFC 113 and 4 kg of HFP are charged. The reaction mixture is heated to 150 ^o C. Nitrogen create a pressure of 3 MPa. Mixing is included. Using a submersible heat exchanger, the reaction heat is removed and the temperature of the liquid is maintained at 150 ^° C, the wall temperature of the reactor is 175 ^° C. Oxygen is supplied at a flow rate of 400-450 nl / h. The indicated parameters are maintained for 100 minutes. Turn off the oxygen supply. Drain the reaction mixture. From 4 kg of loaded HFP, 330-350 g of HFP are obtained.

Пример 2. В реактор объемом 10 л загружают 8 кг хладона 113 и 4 кг ГФП. Разогревают реакционную смесь до 150^oC. Азотом создают давление 3 МПа. Включают перемешивание. Включают подачу кислорода с расходом 400-450 нл/час. В реакторе смонтирован погруженный в реагирующую смесь электрический тепловыделяющий элемент в металлическом кожухе, поверхность которого поддерживают при температуре 175^oC. Тепло реакции отводят с помощью теплоносителя, который подают в рубашку реактора. Указанные параметры поддерживают в течение 100 мин. Выключают подачу кислорода. Сливают реакционную смесь. Из 4 кг загруженного ГФП получают 330-350 г ОГФП.Example 2. In a reactor with a volume of 10 l load 8 kg of HFC 113 and 4 kg of HFP. The reaction mixture is heated to 150 ^o C. Nitrogen create a pressure of 3 MPa. Mixing is included. Turn on the oxygen supply with a flow rate of 400-450 nl / hour. An electric fuel element immersed in the reaction mixture is mounted in a reactor in a metal casing, the surface of which is maintained at a temperature of 175 ^o C. The heat of reaction is removed using a heat carrier, which is supplied to the reactor jacket. The indicated parameters are maintained for 100 minutes. Turn off the oxygen supply. Drain the reaction mixture. From 4 kg of loaded HFP, 330-350 g of HFP are obtained.

Основные варианты промышленного выполнения приведены в таблице 2, включая вариант N 1. Заявитель утверждает, что все заявленные интервалы вариации параметров являются работоспособными. The main options for industrial implementation are given in table 2, including option No. 1. The applicant claims that all the declared ranges of variation of the parameters are workable.

Настоящим показано, что применяемый способ позволяет в промышленных условиях получать окись гексафторпропилена с выходом 75-85% на загруженный гексафторпропилен при конверсии гексафторпропилена, близкой к 100%. It is hereby shown that the method used allows the production of hexafluoropropylene oxide in industrial conditions in 75-85% yield on charged hexafluoropropylene upon conversion of hexafluoropropylene close to 100%.

Claims

A method for producing hexafluoropropylene oxide by liquid-phase oxidation of hexafluoropropylene in a trifluorotrichloroethane medium, characterized in that the oxidation of hexafluoropropylene is carried out in the presence of a heated metal surface with a temperature of at least 170 ° C while simultaneously removing heat from the reaction zone.