RU2242470C2 - Способ получения эпоксисоединений путем окисления олефинов - Google Patents

Способ получения эпоксисоединений путем окисления олефинов Download PDF

Info

Publication number
RU2242470C2
RU2242470C2 RU2003105881/04A RU2003105881A RU2242470C2 RU 2242470 C2 RU2242470 C2 RU 2242470C2 RU 2003105881/04 A RU2003105881/04 A RU 2003105881/04A RU 2003105881 A RU2003105881 A RU 2003105881A RU 2242470 C2 RU2242470 C2 RU 2242470C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
reactor
carried out
ozone
continuous process
gas
Prior art date
Application number
RU2003105881/04A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2003105881A (ru
Inventor
Торстен БЕРНДТ (DE)
Торстен Берндт
Олаф БЕГЕ (DE)
Олаф БЕГЕ
Джост ХАЙНТЦЕНБЕРГ (DE)
Джост ХАЙНТЦЕНБЕРГ
Original Assignee
Институт Фюр Тропосференфоршунг Е.В.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт Фюр Тропосференфоршунг Е.В. filed Critical Институт Фюр Тропосференфоршунг Е.В.
Publication of RU2003105881A publication Critical patent/RU2003105881A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2242470C2 publication Critical patent/RU2242470C2/ru

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D301/00Preparation of oxiranes
    • C07D301/02Synthesis of the oxirane ring
    • C07D301/03Synthesis of the oxirane ring by oxidation of unsaturated compounds, or of mixtures of unsaturated and saturated compounds
    • C07D301/14Synthesis of the oxirane ring by oxidation of unsaturated compounds, or of mixtures of unsaturated and saturated compounds with organic peracids, or salts, anhydrides or esters thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D301/00Preparation of oxiranes
    • C07D301/02Synthesis of the oxirane ring
    • C07D301/03Synthesis of the oxirane ring by oxidation of unsaturated compounds, or of mixtures of unsaturated and saturated compounds
    • C07D301/12Synthesis of the oxirane ring by oxidation of unsaturated compounds, or of mixtures of unsaturated and saturated compounds with hydrogen peroxide or inorganic peroxides or peracids

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Epoxy Compounds (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Abstract

Предлагаемое изобретение относится к новому способу получения эпоксисоединений путем окисления олефинов в гомогенной реакции в газообразной фазе, при котором озон и двуокись азота (NO2) и/или окись азота (NO) приводятся в реакцию с нужным олефином при мягких условиях реакции без использования катализатора. Способ по предлагаемому изобретению может быть осуществлен как одностадийный непрерывный способ в реакторе, показанном на чертеже, и не требует больших технических затрат. При применении способа по предлагаемому изобретению обеспечивается возможность эпоксидирования моноолефинов, молекула которых имеет от 2 до 16 атомов углерода, и диолефинов, молекула которых имеет от 4 до 16 атомов углерода. 7 з.п. ф-лы, 3 табл., 1 ил.

Description

Предлагаемое изобретение относится к новому способу получения эпоксисоединений посредством окисления олефинов в гомогенной реакции в газообразной фазе путем приведения озона и двуокиси азота (NО2) и/или окиси азота (NO) с нужным олефином при мягких условиях реакции без использования катализатора. Способ по предлагаемому изобретению может быть осуществлен как одностадийный непрерывный способ в реакторе, показанном на чертеже, и не требует больших технических затрат. При применении способа по предлагаемому изобретению обеспечивается возможность эпоксидирования моноолефинов, молекула которых имеет от 2 до 16 атомов углерода, и диолефинов, молекула которых имеет от 4 до 16 атомов углерода.
В химической промышленности эпоксисоединения являются важными промежуточными продуктами, они в основном используются при производстве олефингликолей или их димеров, полимеров или олигомеров, которые в большинстве случаев подвергаются дальнейшей обработке для получения полиуретанов. В частности, потребность в таких соединениях, как окись пропилена и окись этилена, составляет около пяти миллионов тонн в год.
Эпоксисоединения можно получать из олефинов с помощью хлорогидринового процесса, с помощью процесса непрямого окисления с использованием перекисных реагентов и с помощью процесса каталитического или некаталитического прямого окисления. Процессы окисления могут осуществляться в жидкой фазе или газообразной фазе. Процессы окисления в жидкой фазе, которые могут осуществляться как в качестве гомогенных, так и в качестве гетерогенных реакций окисления, связаны с представляющими трудность процессами разделения и сложными технологиями. Процессы прямого окисления олефинов в газообразной фазе требуют сравнительно больших длительностей пребывания и часто не обеспечивают достаточно высокой степени превращения и/или проявляют слишком низкую избирательность по отношению к эпоксисоединению.
Например, в патенте Германии 19754303 А1 описан способ получения окиси пропилена из пропилена в гомогенной реакции в газообразной фазе. Хотя при этом способе обеспечивается избирательность по отношению к окиси пропилена более 60%, степень превращения пропилена остается сравнительно низкой, составляя 13% и 15% соответственно. Кроме того, этот способ является технически сложным и затратоемким, так как для осуществления этого способа требуется, чтобы внутренняя поверхность реактора была облицована инертным материалом, в частности благородными металлами.
Целью предлагаемого изобретения является создание такого способа получения эпоксисоединений путем окисления олефинов, который не требовал бы больших технических затрат, был бы конкурентоспособным с точки зрения экономических затрат и обеспечивал бы как высокую избирательность по отношению к получаемому эпоксисоединению, так и высокую степень превращения используемого олефина.
Было обнаружено, что существует возможность получения эпокси-соединений посредством окисления олефинов с помощью гомогенного непрерывного процесса в газообразной фазе с хорошим выходом продукта и с хорошей избирательностью по отношению к получаемому эпоксисоединению путем введения газовой смеси, полученной путем смешивания озона с двуокисью азота (NО2) и/или окисью азота (NO), с возможным использованием газа-носителя, в обычный реактор для непрерывного процесса и приведения этой газовой смеси в реакцию с соответствующим олефином, подаваемым в реактор с газом-носителем при мягких условиях реакции. В способе по предлагаемому изобретению используются давления от 0,1 мбар до 1000 мбар, в предпочтительных вариантах осуществления способа по предлагаемому изобретению - от 1 мбар до 500 мбар, а в еще более предпочтительных вариантах - от 1 мбар до 200 мбар. В способе по предлагаемому изобретению используются температуры от 50°С до 350°С, в предпочтительных вариантах осуществления способа по предлагаемому изобретению - от 100°С до 300°С, а в еще более предпочтительных вариантах - от 140°С до 240°С. В способе по предлагаемому изобретению не требуется использования катализатора. При осуществлении способа по предлагаемому изобретению длительность пребывания в реакционной зоне составляет от 0,1 мс до максимум нескольких секунд, в предпочтительных вариантах - от 0,1 мс до 300 мc.
При осуществлении способа по предлагаемому изобретению в качестве газа-носителя может быть использован кислород, а также инертные газы, такие как гелий, аргон, азот или их смеси.
При осуществлении способа по предлагаемому изобретению озон и двуокись азота (NO2) используются в соотношении меньше 0,5. Озон и окись азота (NO) в предпочтительных вариантах используются в соотношениях меньше 1,5.
В одном из предпочтительных вариантов осуществления способа по предлагаемому изобретению озон подается в составе смеси озон/кислород предпочтительно от 1 до 15 объемных процентов озона в кислороде, более предпочтительно от 5 до 10 объемных процентов озона в кислороде.
Способ по предлагаемому изобретению осуществляют в обычном реакторе для непрерывного процесса, в который обеспечена подача газовой смеси озона с двуокисью азота (NO2) и/или окисью азота (NO), с возможным использованием газа-носителя. В предпочтительных вариантах осуществления предлагаемого изобретения используется реактор, показанный на чертеже.
На чертеже использованы следующие обозначения:
1 - газосмесительная камера;
2 - реактор для непрерывного процесса;
3 - нагреваемый кожух.
В газосмесительной камере 1, которая соединена с реактором для непрерывного процесса 2, осуществляется смешивание озона с двуокисью азота (NO2) и/или окисью азота (NO), с возможным использованием также газа-носителя. В предпочтительных вариантах осуществления способа по предлагаемому изобретению смешивание газов осуществляется при комнатной температуре. Реактор для непрерывного процесса 2 изготовлен из обычных материалов, выдерживающих давления, используемые при осуществлении способа по предлагаемому изобретению, и не требует покрытия инертными материалами. Требуемые в соответствии со способом по предлагаемому изобретению результаты могут быть получены при использовании обычного реактора для непрерывного процесса, изготовленного из обычной стандартной стали. При желании к реактору для непрерывного процесса 2 может быть подсоединен GC-MS-анализатор (хроматографический газовый масс-спектрометр) и/или газовая кювета, снабженная FT-IR-спектрометром (инфракрасный преобразователь Фурье), в зависимости от того, какой анализ газовой смеси желательно получить.
Способ по предлагаемому изобретению имеет универсальное применение в том смысле, что он позволяет осуществлять эпоксидирование моноолефинов, молекула которых имеет от 2 до 16 атомов углерода, в предпочтительном варианте до 5 атомов углерода, в наиболее предпочтительном варианте - пропилена и С4-олефинов, и диолефинов, молекула которых имеет от 4 до 16 атомов углерода. Для превращения всех вышеуказанных олефинов может быть использован реактор для непрерывного процесса 2, показанный на чертеже.
Таким образом, настоящим изобретением предлагается непрерывный одностадийный способ, требующий очень малых технических затрат, обеспечивающий работу при мягких условиях реакции, не требующий использования катализатора и обеспечивающий очень короткое время пребывания в реакционной зоне, то есть высокую пропускную способность. Избирательность в отношении получаемого эпоксисоединения составляет, по меньшей мере, 68%, и при этом достигается высокая степень превращения, составляющая, по меньшей мере, приблизительно 50%.
Далее способ по предлагаемому изобретению будет более подробно проиллюстрирован на примерах.
Пример 1: Окисление пропилена для получения окиси пропилена
Использовался реактор для непрерывного процесса 2 с газосмесительной камерой 1, при этом длина реактора для непрерывного процесса 2 составляла 60 см (длина реакционной зоны - 35 см), а его диаметр - 16 мм. Реактор для непрерывного процесса 2 изготовлен из кварца и снабжен нагреваемым кожухом. В качестве газа-носителя для олефина использовался гелий. В газосмесительной камере 1 производилось смешение озона, доля которого составляла 11,5 объемного процента, с двуокисью азота (NО2), доля которой составляла 23 объемных процента, и кислородом, доля которого составляла 65,5 объемного процента. Дозированная подача с измерением подачи каждого их этих реагирующих веществ осуществлялась в газообразной форме через системы контроля массовых потоков. Катализаторы не использовались. Реакция окисления пропилена выполнялась при двух режимах:
a) при протекании реакции было обеспечено давление 25 мбар и температура 180°С;
b) при протекании реакции было обеспечено давление 10 мбар и температура 140°С.
Результаты эксперимента сведены в Таблицу 1.
Figure 00000002
Объяснение терминов, использованных в Таблице 1:
Длительность пребывания - длительность пребывания газовой смеси в реакционной зоне реактора для непрерывного процесса.
Содержание пропилена (объемных процентов) - содержание пропилена (в объемных процентах) в общем газовом потоке в реакционной зоне.
Степень превращения пропилена (мол.%) - отношение количества молей прореагировашего пропилена к количеству молей поданного пропилена, умноженное на 100%.
Избирательность (мол.%) - отношение количества молей полученной окиси пропилена к количеству молей прореагировавшего пропилена, умноженное на 100%.
Было обнаружено, что при осуществлении способа по предлагаемому изобретению, несмотря на то, что не использовались катализаторы и условия реакции были мягкими, при чрезвычайно короткой длительности пребывания была обеспечена высокая пропускная способность (объемная производительность) и очень высокая избирательность по отношению к окиси пропилена.
Пример 2: Окисление транс-бутилена для получения окиси цис/транс-бутилена (смеси изомеров)
Реакции проводились при тех же условиях, что и в Примере 1, при двух режимах:
а) при протекании реакции было обеспечено давление 25 мбар и температура 180°С;
b) при протекании реакции было обеспечено давление 25 мбар и температура 230°С.
Результаты эксперимента сведены в Таблицу 2.
Figure 00000003
Объяснение терминов, использованных в Таблице 2, то же, что и для Таблицы 1.
Как можно видеть из полученных результатов, и в этом примере тоже были достигнуты высокая степень превращения использованного олефина и высокая пропускная способность. Избирательность по отношению к окиси цис/транс-бутилена составила около 100%.
Пример 3: Окисление изобутилена для получения окиси изобутилена
Реакция проводились при тех же условиях, что и в Примере 1, при протекании реакции было обеспечено давление 10 мбар и температура 230°С.
Длина реакционной зоны составляла 12 см. Результаты эксперимента сведены в Таблицу 3.
Figure 00000004
Как можно видеть из полученных результатов, были достигнуты высокая степень превращения использованного олефина и высокая избирательность по отношению к окиси изобутилена.
Пример 4: Окисление бутадиена с образованием бутадиен-монооксида.
Реакция осуществлялась в тех же условиях, что и в Примере 1, при давлении 25 мбар и температуре 170°С.
Получены следующие результаты:
Время пребывания (с) 0,25
Процент бутадиена (объем) 1,4
Превращение бутадиена (мол.%) 95,1
Избирательность (мол.%) 60,7

Claims (8)

1. Способ получения эпоксисоединений посредством окисления олефинов, выбранных из моноолефинов, молекула которых имеет от 2 до 16 атомов углерода, и диолефинов, молекула которых имеет от 4 до 16 атомов углерода, в гомогенной газообразной фазе, отличающийся тем, что в реактор для непрерывного процесса вводят газовую смесь, полученную путем смешения озона с двуокисью азота (NO2) и/или окисью азота (NO), и подвергают эту газовую смесь взаимодействию с соответствующим олефином при давлении от 0,1 до 1000 мбар и температуре от 50 до 350°С.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что реакцию осуществляют при температуре от 100 до 300°С, предпочтительно от 140 до 240°С.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что реакцию осуществляют при давлении от 1 до 500 мбар, предпочтительно от 1 до 200 мбар.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что смешивание озона и двуокиси азота (NO2) и/или окиси азота (NO) осуществляют в газосмесительной камере, соединенной с реактором для непрерывного процесса, преимущественно при комнатной температуре.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что смешивание озона и двуокиси азота (NO2) и/или окиси азота (NO) осуществляют с использованием газа-носителя.
6. Способ по п.1, отличающийся тем, что смешивание озона и двуокиси азота (NО2) осуществляют в соотношении менее чем 0,5.
7. Способ по п.1, отличающийся тем, что смешивание озона и окиси азота (NO) осуществляют в соотношении менее чем 1,5.
8. Способ по любому из пп.1-7, отличающийся тем, что его осуществляют с применением реактора, который представляет собой обычный реактор для непрерывного процесса (2), снабженный нагреваемым кожухом (3), и газосмесительной камерой (1), соединенной с реактором для непрерывного процесса (2), при этом реактор для непрерывного процесса (2) может быть соединен с газовым хроматографом - масс-спектрометром и/или газовой кюветой, снабженной инфракрасным спектрометром Фурье.
RU2003105881/04A 2000-09-05 2001-09-05 Способ получения эпоксисоединений путем окисления олефинов RU2242470C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10044538.1 2000-09-05
DE10044538A DE10044538A1 (de) 2000-09-05 2000-09-05 Verfahren zur Herstellung von Epoxiden durch Oxidation von Olefinen

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2003105881A RU2003105881A (ru) 2004-10-20
RU2242470C2 true RU2242470C2 (ru) 2004-12-20

Family

ID=7655566

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003105881/04A RU2242470C2 (ru) 2000-09-05 2001-09-05 Способ получения эпоксисоединений путем окисления олефинов

Country Status (15)

Country Link
US (1) US6812357B2 (ru)
EP (1) EP1299367B1 (ru)
CN (1) CN1216875C (ru)
AT (1) ATE255095T1 (ru)
AU (1) AU2001285929A1 (ru)
BR (1) BR0113787B1 (ru)
CA (1) CA2419591A1 (ru)
DE (2) DE10044538A1 (ru)
ES (1) ES2210187T3 (ru)
NO (1) NO20030997D0 (ru)
PT (1) PT1299367E (ru)
RU (1) RU2242470C2 (ru)
TR (1) TR200302075T4 (ru)
WO (1) WO2002020502A1 (ru)
ZA (1) ZA200301582B (ru)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7648719B2 (en) 2001-12-04 2010-01-19 Peter Kolta Method for oxygen treatment of unsaturated carbon compounds, novel epoxy-structured material obtained by the method, apparatus for carrying out the method and a therapeutic composition using the material
DE102007039874B9 (de) * 2007-08-20 2010-12-09 Zylum Beteiligungsgesellschaft Mbh & Co. Patente Ii Kg Verfahren zur Herstellung von Epoxiden durch Oxidation von Olefinen in der homogenen Gasphase
DE102008028760B9 (de) 2008-06-17 2010-09-30 Zylum Beteiligungsgesellschaft Mbh & Co. Patente Ii Kg Verfahren zur Abtrennung von NOx aus einem epoxidhaltigen Gasstrom
DE102012101607A1 (de) 2012-02-28 2013-08-29 Zylum Beteiligungsgesellschaft Mbh & Co. Patente Ii Kg Verbessertes Verfahren zur Abtrennung von NOx aus einem epoxidhaltigen Gasstrom
CN103288781B (zh) * 2012-02-29 2015-04-29 中国石油化工股份有限公司 一种制备环氧氯丙烷的方法
CN103288779B (zh) * 2012-02-29 2015-04-29 中国石油化工股份有限公司 一种烯丙醇氧化的方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1219014B (de) 1958-07-30 1966-06-16 Exxon Research Engineering Co Verfahren zur Herstellung von Alkylenoxyden durch nichtkatalytische partielle Oxydation von Kohlenwasserstoffen in der Dampfphase
US3160639A (en) * 1960-05-19 1964-12-08 Exxon Research Engineering Co Preparation of oxygenated compounds by ozone initiated oxidation
US5625084A (en) 1996-01-31 1997-04-29 Arco Chemical Technology, L.P. Vapor phase oxidation of propylene to propylene oxide
US5763630A (en) 1996-03-18 1998-06-09 Arco Chemical Technology, L.P. Propylene oxide process using alkaline earth metal compound-supported silver catalysts
US5760254A (en) 1996-07-18 1998-06-02 Arco Chemical Technology, L.P. Production of oxirane compounds
DE19754303A1 (de) 1997-12-08 1999-06-10 Hoechst Ag Verfahren zur Herstellung von Propenoxid

Also Published As

Publication number Publication date
BR0113787A (pt) 2004-09-21
PT1299367E (pt) 2004-04-30
EP1299367B1 (de) 2003-11-26
NO20030997L (no) 2003-03-04
CN1452615A (zh) 2003-10-29
EP1299367A1 (de) 2003-04-09
CA2419591A1 (en) 2002-03-14
CN1216875C (zh) 2005-08-31
ZA200301582B (en) 2004-03-10
US20040054202A1 (en) 2004-03-18
WO2002020502A1 (de) 2002-03-14
TR200302075T4 (tr) 2004-01-21
DE50101047D1 (de) 2004-01-08
AU2001285929A1 (en) 2002-03-22
BR0113787B1 (pt) 2011-12-27
NO20030997D0 (no) 2003-03-04
DE10044538A1 (de) 2002-04-04
ES2210187T3 (es) 2004-07-01
US6812357B2 (en) 2004-11-02
ATE255095T1 (de) 2003-12-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Obermayer et al. Nanocatalysis in continuous flow: supported iron oxide nanoparticles for the heterogeneous aerobic oxidation of benzyl alcohol
Rudler et al. Assessment of MTO as a catalyst for the synthesis of acid sensitive epoxides. Use of the biphasic system H2O2/CH2Cl2 with and without bipyridine and influence of the substituents on the double bonds
EP1180092A1 (en) Method for producing vinyl acetate monomer from ethane or ethylene oxidation
RU2242470C2 (ru) Способ получения эпоксисоединений путем окисления олефинов
US9464029B2 (en) Method for producing nitroalkanes in a microstructured reactor
KR890012693A (ko) 니트릴 및 산화물의 제조 방법
CA2580390A1 (en) Method for the production of cyclopentanone
McMorn et al. Oxidation of α‐pinene to verbenone using silica–titania co‐gel catalyst
Kestenbaum et al. Synthesis of ethylene oxide in a catalytic microreactor system
EP0242203B1 (en) Beneficial use of water in catalytic conversion of formamides to isocyanates
SU1704629A3 (ru) Способ получени смеси нитропарафинов с преимущественным содержанием нитрометана
Kestenbaum et al. Synthesis of ethylene oxide in a microreaction system
AU755490B2 (en) Hydroformylation reactions
US5142070A (en) Process for the direct oxidation of propylene to propylene oxide
RU2003105881A (ru) Способ получения эпоксисоединений путем окисления олефинов
EA017649B1 (ru) Эффективный способ получения эпоксидов путем окисления олефинов в гомогенной газовой фазе
US5241088A (en) Non-catalytic oxidation of alkylene to alkylene oxide in the presence of recycled aldehyde by-products
US3670006A (en) Ammoxidation of saturated hydrocarbons
US5117011A (en) Non-catalytic oxidation of propylene to propylene oxide
US3932469A (en) Citraconic anhydride process
Pyatnitskaya et al. n-Butane oxidation over a vanadium-phosphorus catalyst
Makota et al. The studies on complex formation of metal borides in the reaction system of epoxidation of 1-octene with tert-butyl hydroperoxide by IR spectroscopy
Tomoda et al. Cyanoselenenylation of olefins
US3050568A (en) Selective chlorination process
Huang et al. Efficient synthesis of glycerol carbonate over a commercially available 4A molecular sieve via an integrated vacuum reactive distillation process

Legal Events

Date Code Title Description
PC4A Invention patent assignment

Effective date: 20090204

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20130906