RU2527279C2 - Method of obtaining propylene oxide - Google Patents

Method of obtaining propylene oxide Download PDF

Info

Publication number
RU2527279C2
RU2527279C2 RU2012111922/04A RU2012111922A RU2527279C2 RU 2527279 C2 RU2527279 C2 RU 2527279C2 RU 2012111922/04 A RU2012111922/04 A RU 2012111922/04A RU 2012111922 A RU2012111922 A RU 2012111922A RU 2527279 C2 RU2527279 C2 RU 2527279C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
propylene
propylene oxide
chlorohydrins
hydrochlorination
formation
Prior art date
Application number
RU2012111922/04A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2012111922A (en
Inventor
Леонид Николаевич Занавескин
Максим Николаевич Махин
Георгий Сергеевич Дмитриев
Original Assignee
Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом"
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 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" filed Critical Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом"
Priority to RU2012111922/04A priority Critical patent/RU2527279C2/en
Publication of RU2012111922A publication Critical patent/RU2012111922A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2527279C2 publication Critical patent/RU2527279C2/en

Links

Landscapes

  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Epoxy Compounds (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention relates to method of obtaining propylene oxide, bulk product, used for production of polyurethanes, glycols, solvents, cosmetic preparations and medications. Method includes the following stages: a) interaction of propylene glycol with hydrogen chloride at higher temperature in presence of carboxylic acids with formation of propylene chlorohydrins; b) dehydrochlorination of propylene chlorohydrins with alkali with formation of propylene oxide. In accordance with invention hydrochlorination of propylene glycol is carried out with simultaneous distillation of water, containing reaction products, and output of reaction products from hydrochlorination reactor by side distillation.
EFFECT: increased rate of formation of propylene chlorohydrins and propylene oxide productivity.
1 tbl, 6 ex

Description

Изобретение относится к способу получения окиси пропилена - крупнотоннажного продукта, используемого для получения полиуретанов, гликолей, растворителей, косметических средств и медицинских препаратов.The invention relates to a method for producing propylene oxide - a large-capacity product used to obtain polyurethanes, glycols, solvents, cosmetics and medical preparations.

Стремительное подорожание и уменьшение запасов нефти заставило искать новые нетрадиционные источники сырья. Источником такого сырья могут являться возобновляемые растительные ресурсы.The rapid rise in price and a decrease in oil reserves forced us to look for new unconventional sources of raw materials. The source of such raw materials may be renewable plant resources.

В настоящее время существуют высокоэффективные технологии переработки зернового сырья до глюкозных сиропов и топинамбура до фруктозных сиропов. Предлагаемая технология переработки глюкозно-фруктозных сиропов в окись пропилена включает одну биохимическую (ферментация) и четыре химические (этерификация, гидрирование, гидрохлорирование и дегидрохлорирование) стадии. По этой технологии при гидрировании эфиров молочной кислоты практически с количественным выходом получается пропиленгликоль (WO 2009103682).Currently, there are highly effective technologies for processing grain raw materials to glucose syrups and Jerusalem artichoke to fructose syrups. The proposed technology for processing glucose-fructose syrups into propylene oxide includes one biochemical (fermentation) and four chemical (esterification, hydrogenation, hydrochlorination and dehydrochlorination) stages. According to this technology, in the hydrogenation of lactic acid esters, propylene glycol is obtained in almost quantitative yield (WO 2009103682).

На производствах окиси пропилена для получения пропиленхлоргидринов хлорным методом выгодно использовать хлороводород и пропиленгликоль вместо хлора и пропилена. Использование полученного концентрированного раствора пропиленхлоргидринов (свыше 75% масс.) вместо 4-6% раствора, получаемого в хлорном методе, на отработанной в промышленности стадии дегидрохлорирования щелочью позволит снизить время контакта в реакторе, энергозатраты и количество отходов производства по сравнению с действующей технологией.In the production of propylene oxide to produce propylene chlorohydrins by the chlorine method, it is advantageous to use hydrogen chloride and propylene glycol instead of chlorine and propylene. The use of the obtained concentrated solution of propylene chlorohydrins (over 75% by mass) instead of a 4-6% solution obtained in the chlorine method at the alkali dehydrochlorination stage used in the industry will reduce contact time in the reactor, energy consumption and the amount of production waste compared to the current technology.

Известен способ получения пропилена взаимодействием пропилена с перекисью водорода в органическом растворителе с использованием гетерогенного катализатора (RU 2205181). Окись пропилена по данному способу получают в каскаде из 3-5 адиабатических реакторов с неподвижным слоем катализатора при предпочтительном мольном соотношении пероксида водорода к пропилену от 1:5 до 1:20 и температуре 40-80°С. Необходимую температуру поддерживают путем охлаждения реакционной массы в промежуточных теплообменных аппаратах. В качестве растворителя используют метанол или изопропанол, катализатором является силикат титана.A known method of producing propylene by reacting propylene with hydrogen peroxide in an organic solvent using a heterogeneous catalyst (RU 2205181). Propylene oxide according to this method is obtained in a cascade of 3-5 adiabatic reactors with a fixed catalyst bed at a preferred molar ratio of hydrogen peroxide to propylene from 1: 5 to 1:20 and a temperature of 40-80 ° C. The required temperature is maintained by cooling the reaction mass in the intermediate heat exchangers. The solvent used is methanol or isopropanol, the catalyst is titanium silicate.

Существенным недостатком способа является необходимость использования большого числа реакторов и теплообменников при эпоксидировании пропилена гидропероксидом водорода.A significant disadvantage of this method is the need to use a large number of reactors and heat exchangers during epoxidation of propylene with hydrogen hydroperoxide.

Наиболее близким к заявленному способу является способ получения эпоксидов взаимодействием полигидроксилированных алифатических углеводородов или их эфиров с хлорирующим агентом с последующим добавлением к реакционной среде основания как дегидрохлорирующего агента (US 2008/0194850). Процесс осуществляют в присутствии катализатора - карбоновой кислоты, предпочтительно уксусной и адипиновой, при повышенной температуре.Closest to the claimed method is a method for producing epoxides by reacting polyhydroxylated aliphatic hydrocarbons or their esters with a chlorinating agent, followed by adding a base as a dehydrochlorinating agent to the reaction medium (US 2008/0194850). The process is carried out in the presence of a catalyst - a carboxylic acid, preferably acetic and adipic, at elevated temperature.

Недостатками данного способа являются низкая скорость реакции гидрохлорирования полигидроксилированных алифатических углеводородов и низкая производительность по эпоксидам. Это ведет к использованию большого реакционного объема и увеличению времени пребывания в реакторе для достижения высокой конверсии. Отрицательно на скорости процесса сказывается присутствие воды, которая вступает в межмолекулярные взаимодействия с реагентами.The disadvantages of this method are the low reaction rate of hydrochlorination of polyhydroxylated aliphatic hydrocarbons and the low productivity of epoxides. This leads to the use of a large reaction volume and an increase in residence time in the reactor to achieve high conversion. The presence of water, which enters into intermolecular interactions with reagents, negatively affects the speed of the process.

Целями настоящего способа являются увеличение скорости образования пропиленхлоргидринов и производительности по окиси пропилена.The objectives of this method are to increase the rate of formation of propylene chlorohydrins and the performance of propylene oxide.

Данная задача решается способом получения окиси пропилена, в котором образование пропиленхлоргидринов происходит при взаимодействии пропиленгликоля и газообразного хлористого водорода при повышенной температуре в присутствии карбоновых кислот с одновременной отгонкой воды, содержащей продукты реакции, и выводом продуктов реакции из реактора гидрохлорирования боковым отводом. Отгонка воды из реактора позволяет увеличить скорость реакции гидрохлорирования пропиленгликоля за счет увеличения активности аниона хлора, который сольватируется водой.This problem is solved by the method of producing propylene oxide, in which the formation of propylene chlorohydrins occurs when propylene glycol and hydrogen chloride gas are reacted at elevated temperature in the presence of carboxylic acids, while water containing reaction products is distilled off and the reaction products are removed from the hydrochlorination reactor by a side outlet. The distillation of water from the reactor allows you to increase the rate of hydrochlorination of propylene glycol by increasing the activity of the chlorine anion, which is solvated by water.

Следующие примеры иллюстрируют способ.The following examples illustrate the method.

Пример 1 (по прототипу)Example 1 (prototype)

Процесс осуществляли в стеклянном реакторе объемом 43 мл, снабженном системой обогрева, мешалкой, барботером для подачи хлористого водорода и обратным холодильником для конденсации испаряющейся реакционной массы.The process was carried out in a 43 ml glass reactor equipped with a heating system, a stirrer, a bubbler for supplying hydrogen chloride and a reflux condenser for condensing the evaporated reaction mass.

В реактор непрерывно подавали смесь пропиленгликоля с катализатором - уксусной кислотой в количестве 42,27 г/ч и 1,31 г/ч (3% масс.) соответственно. Газообразный хлористый водород подавался через барботер в количестве 21,14 г/ч. Температура процесса составляла 105°С. Продукты реакции отбирали через боковой отвод реактора по уровню в приемник.A mixture of propylene glycol with a catalyst — acetic acid — was fed continuously into the reactor in an amount of 42.27 g / h and 1.31 g / h (3% by weight), respectively. Hydrogen chloride gas was supplied through a bubbler in an amount of 21.14 g / h. The process temperature was 105 ° C. The reaction products were taken through the side outlet of the reactor in level to the receiver.

Получаемый раствор в количестве 64,72 г/ч, который содержал 42,48% масс. пропиленхлоргидринов, из реактора гидрохлорирования подавали в колонну дегидрохлорирования, куб которой обогревался паром. Раствор пропиленхлоргидринов вступал в реакцию с 20% масс. раствором гидроксида натрия, который подавали в количестве 121,63 г/ч.The resulting solution in an amount of 64.72 g / h, which contained 42.48% of the mass. propylene chlorohydrin from the hydrochlorination reactor was fed to a dehydrochlorination column, the cube of which was heated by steam. A solution of propylene chlorohydrins reacted with 20% of the mass. a solution of sodium hydroxide, which was filed in an amount of 121.63 g / h

Образующуюся окись пропилена отгоняли с верха колонны в количестве 16,71 г/ч. Из куба колонны отбирали 169,64 г/ч раствора: вода - 108,58 г/ч, пропиленгликоль - 20,38 г/ч, хлорид натрия - 33,88 г/ч, ацетат натрия - 1,28 г/ч, гидроксид натрия - 0,28 г/ч, высокомолекулярные органические соединения - 0,24 г/ч.The resulting propylene oxide was distilled off from the top of the column in an amount of 16.71 g / h. 169.64 g / h of solution was taken from the bottom of the column: water - 108.58 g / h, propylene glycol - 20.38 g / h, sodium chloride - 33.88 g / h, sodium acetate - 1.28 g / h, sodium hydroxide - 0.28 g / h, high molecular weight organic compounds - 0.24 g / h.

По результатам эксперимента рассчитывались скорость образования пропиленхлоргидринов и производительность установки по окиси пропилена.According to the results of the experiment, the rate of formation of propylene chlorohydrins and the plant productivity of propylene oxide were calculated.

Результаты примера приведены в таблице.The results of the example are shown in the table.

Пример 2Example 2

Процесс осуществляли в стеклянном реакторе объемом 43 мл, снабженном системой обогрева, мешалкой, барботером для подачи хлористого водорода и прямым холодильником.The process was carried out in a 43 ml glass reactor equipped with a heating system, a stirrer, a bubbler for supplying hydrogen chloride and a direct refrigerator.

В реактор непрерывно подавали смесь пропиленгликоля с катализатором - уксусной кислотой в количестве 41,93 г/ч и 1,26 г/ч (3% масс.) соответственно. Газообразный хлористый водород подавался через барботер в количестве 21,26 г/ч. Температура процесса составляла 105°С. Продукты реакции отбирали через боковой отвод реактора по уровню в приемник. Отгоняемую воду, содержащую продукты реакции, конденсировали в приемник. Содержимое обоих приемников объединяли и получали раствор в количестве 64,45 г/ч, содержащий 78,99% масс. пропиленхлоргидринов.A mixture of propylene glycol with a catalyst — acetic acid — in an amount of 41.93 g / h and 1.26 g / h (3 wt%), respectively, was continuously fed into the reactor. Hydrogen chloride gas was supplied through a bubbler in an amount of 21.26 g / h. The process temperature was 105 ° C. The reaction products were taken through the side outlet of the reactor in level to the receiver. The distilled water containing reaction products was condensed into a receiver. The contents of both receivers were combined and received a solution in the amount of 64.45 g / h, containing 78.99% of the mass. propylene chlorohydrins.

Полученный раствор подавали в колонну дегидрохлорирования, куб которой обогревался паром. Раствор пропиленхлоргидринов вступал в реакцию с 20% масс. раствором гидроксида натрия, который подавали в количестве 122,32 г/ч.The resulting solution was fed to a dehydrochlorination column, the cube of which was heated with steam. A solution of propylene chlorohydrins reacted with 20% of the mass. a solution of sodium hydroxide, which was filed in an amount of 122.32 g / h

Образующуюся окись пропилена отгоняли с верха колонны в количестве 30,93 г/ч. Из куба колонны отбирали 155,84 г/ч раствора: вода - 118,82 г/ч, пропиленгликоль - 1,18 г/ч, хлорид натрия - 34,07 г/ч, ацетата натрия - 1,23 г/ч, гидроксида натрия - 0,32 г/ч, высокомолекулярные органические соединения - 0,22 г/ч.The resulting propylene oxide was distilled off from the top of the column in an amount of 30.93 g / h. 155.84 g / h of solution were taken from the cube of the column: water - 118.82 g / h, propylene glycol - 1.18 g / h, sodium chloride - 34.07 g / h, sodium acetate - 1.23 g / h, sodium hydroxide - 0.32 g / h, high molecular weight organic compounds - 0.22 g / h.

По результатам эксперимента определялось количество отгоняемой воды из реакционной массы и рассчитывались скорость образования пропиленхлоргидринов и производительность установки по окиси пропилена.According to the results of the experiment, the amount of distilled water from the reaction mass was determined and the rate of formation of propylene chlorohydrins and the performance of the plant for propylene oxide were calculated.

Результаты примера приведены в таблице.The results of the example are shown in the table.

Пример 3Example 3

Процесс осуществляли аналогично примеру 2, но катализатором являлась пропионовая кислота в количестве 3% масс. от пропиленгликоля.The process was carried out analogously to example 2, but the catalyst was propionic acid in an amount of 3% of the mass. from propylene glycol.

Результаты примера приведены в таблице.The results of the example are shown in the table.

Пример 4Example 4

Процесс осуществляли аналогично примеру 2, но катализатором являлась адипиновая кислота в количестве 3% масс. от пропиленгликоля.The process was carried out analogously to example 2, but the catalyst was adipic acid in an amount of 3% of the mass. from propylene glycol.

Результаты примера приведены в таблице.The results of the example are shown in the table.

Пример 5Example 5

Процесс осуществляли аналогично примеру 2, но температура процесса составляла 100°С. Результаты примера приведены в таблице.The process was carried out analogously to example 2, but the process temperature was 100 ° C. The results of the example are shown in the table.

Пример 6Example 6

Процесс осуществляли аналогично примеру 2, но температура процесса составляла 110°С. Результаты примера приведены в таблице.The process was carried out analogously to example 2, but the process temperature was 110 ° C. The results of the example are shown in the table.

Результаты примеров 1-6The results of examples 1-6 No. Количество отгоняемой воды, г/чThe amount of distilled water, g / h Скорость образования пропиленхлоргидринов, моль/(л·ч)The rate of formation of propylene chlorohydrins, mol / (l · h) Производительность по окиси пропилена, г/чThe performance of propylene oxide, g / h 1 (по прототипу)1 (prototype) Без отгонкиNo stripping 6,736.73 16,7116.71 22 7,577.57 12,5312.53 30,9330.93 33 7,467.46 11,8411.84 30,3130.31 4four 7,397.39 13,2813.28 31,8031.80 55 5,815.81 8,538.53 21,0621.06 66 8,838.83 18,6818.68 31,7431.74

Таким образом, результаты, представленные в таблице, показывают, что проведение процесса получения окиси пропилена с одновременной отгонкой воды, содержащей продукты реакции, и выводом продуктов реакции из реактора гидрохлорирования пропиленгликоля боковым отводом позволяет увеличить скорость образования пропиленхлоргидринов и производительность по окиси пропилена.Thus, the results presented in the table show that carrying out the process of producing propylene oxide while distilling off the water containing the reaction products and withdrawing the reaction products from the propylene glycol hydrochlorination reactor with a side outlet allows increasing the rate of formation of propylene chlorohydrins and the performance of propylene oxide.

Claims (1)

Способ получения окиси пропилена, включающий гидрохлорирование пропиленгликоля в присутствии карбоновых кислот при повышенной температуре и последующее дегидрохлорирование полученных пропиленхлоргидринов гидроксидом натрия, отличающийся тем, что гидрохлорирование пропиленгликоля проводят с одновременной отгонкой воды, содержащей продукты реакции, и выводом продуктов реакции из реактора гидрохлорирования боковым отводом. A method of producing propylene oxide, including hydrochlorination of propylene glycol in the presence of carboxylic acids at elevated temperature and subsequent dehydrochlorination of the obtained propylene chlorohydrins with sodium hydroxide, characterized in that the hydrochlorination of propylene glycol is carried out with simultaneous distillation of the water containing the reaction products and the withdrawal of reaction products from the side hydrochlorination reactor.
RU2012111922/04A 2012-03-27 2012-03-27 Method of obtaining propylene oxide RU2527279C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012111922/04A RU2527279C2 (en) 2012-03-27 2012-03-27 Method of obtaining propylene oxide

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012111922/04A RU2527279C2 (en) 2012-03-27 2012-03-27 Method of obtaining propylene oxide

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012111922A RU2012111922A (en) 2013-10-10
RU2527279C2 true RU2527279C2 (en) 2014-08-27

Family

ID=49302502

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012111922/04A RU2527279C2 (en) 2012-03-27 2012-03-27 Method of obtaining propylene oxide

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2527279C2 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU502862A1 (en) * 1974-07-31 1976-02-15 Сумгаитский Филиал Ордена Трудового Красного Знамени Института Нефтехимических Процессов The method of producing propylene chlorohydrin
EP2174925A1 (en) * 2004-07-21 2010-04-14 Dow Global Technologies Inc. Conversion of a multihydroxylated-aliphatic hydrocarbon or ester thereof to a chlorohydrin

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU502862A1 (en) * 1974-07-31 1976-02-15 Сумгаитский Филиал Ордена Трудового Красного Знамени Института Нефтехимических Процессов The method of producing propylene chlorohydrin
EP2174925A1 (en) * 2004-07-21 2010-04-14 Dow Global Technologies Inc. Conversion of a multihydroxylated-aliphatic hydrocarbon or ester thereof to a chlorohydrin

Also Published As

Publication number Publication date
RU2012111922A (en) 2013-10-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1663924B1 (en) Method of preparing dichloropropanols from glycerine
Bell et al. Glycerin as a renewable feedstock for epichlorohydrin production. The GTE process
EP2219779B1 (en) Conversion of glycerine to dichlorohydrins and epichlorohydrin
US20120035380A1 (en) Process for preparing epichlorohydrin from glycerol
US9963436B2 (en) Process for the manufacture of epoxy-monomers and epoxides
TW201235340A (en) Processes for the production of ethylene glycol
TW201527275A (en) Process
US9850190B2 (en) Process for preparing dichloropropanol
CN109422635A (en) A kind of preparation method of 1,3 butylene glycol
RU2391331C2 (en) Method of obtaining monochloracetic acid
RU2527279C2 (en) Method of obtaining propylene oxide
US8558021B2 (en) Process for the catalytic halogenation of a diol
CN105392794A (en) Process for producing a fructoside-containing product
CN106478649B (en) The method for preparing anhydrosugar alcohol by two-step reaction
EP2763944B1 (en) Process for the chlorination of a hydroxylated organic compound
CN111744486A (en) Hydrogenation catalyst, preparation method thereof and production method of 1, 3-butanediol
KR101769847B1 (en) The Preparation method of 2-ethylhexylglycerolether from 2-ethylhexylglycidylether by gas phase hydrolysis
Wu et al. A new coupling process for synthesis of epichlorohydrin from dichloropropanols
RU2648887C1 (en) Method for obtaining peroxide of hydrogen
CN105492415B (en) Method for producing dichlorohydrins
KR20080038284A (en) Process for preparing of epichlorohydrine
RU2182899C1 (en) Method of synthesis of vinyl-n-butyl ester
RU2020138689A (en) METHOD FOR IMPROVING ETHYLENE GLYCOL PRODUCTION
CN116063246A (en) Method for preparing 1,2-pentanediol and 2, 3-pentalene oxide
JP2009035522A (en) Production method of cyclopentyl alcohol compound

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20210328