Способ получения эпоксидных соединений

 

Изобретение относится к способу получения эпоксидных соединений, которые используются в качестве промежуточных продуктов в синтезе органических соединений. Эпоксидные соединения получают из олефиновых углеводородов окислением их в реакторе с барьерным разрядом, процесс ведут в избытке парафиновых углеводородов, при этом продукты реакции выводят из реакционной зоны при помощи углеводородной пленки, стекающей по стенкам реактора. Технический результат - повышение селективности в процессе эпоксидирования. 1 табл.

Изобретение относится к способу получения эпоксидных соединений, которые используются в качестве промежуточных продуктов в синтезе органических соединений.

Известен способ получения эпоксидов из олефинов и перекиси водорода с использованием катализатора - титансодержащих молекулярных сит [пат. США 5684170, МКИ С 07 D 301/12]. Существует также каталитический способ получения эпоксидов из олефинов и перекиси водорода с использованием катализатора на основе силикатов титана или ванадия со структурой цеолита [Пат. ФРГ 19623611, МКИ С 07 D 301/12]. Общими недостатками данных процессов являются невысокая скорость реакции, необходимость применения катализаторов, органических растворителей и перекиси водорода в качестве эпоксидирующего агента.

Наиболее близким к предлагаемому способу является процесс окисления циклогексена кислородом в реакторе с барьерным электрическим разрядом [Окисление углеводородов в реакторе с барьерным разрядом. / С.В.Кудряшов, Г. С.Щеголева, Е.Е.Сироткина, А.Ю.Рябов // Химия Высоких Энергий. - 2000 г., т. 34, 2, с. 154-157]. Селективность образования эпоксициклогексана составляет ~ 62 мас. % Использование барьерного разряда в процессе эпоксидирования исключает применение катализаторов, перекисей, температуры и давления. Основным недостатком данного способа является относительно невысокая селективность процесса.

Задача изобретения - повышение селективности в процессе эпоксидирования олефиновых углеводородов в реакторе с барьерным электрическим разрядом.

Технический результат достигается тем, что в процессе эпоксидирования, под воздействием барьерного разряда на парогазовую смесь олефина с кислородом, в реактор добавляют избыточное количество парафинового углеводорода, который конденсируется на стенках реактора, образуя жидкую пленку углеводорода, стекающую по стенкам реактора, и выводит из разрядной зоны реактора продукты реакции.

Согласно изобретению способ может быть применен к жидким олефиновым углеводородам С510.

Способ иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. Окисление циклогексена проводят с использованием проточного газоразрядного реактора коаксиальной конструкции, выполненного из стекла пирекс по типу озонатора Сименса. Поток кислорода из баллона по трубопроводу через систему регулировочных вентилей барбатируется через емкость с циклогексеном. Далее концентрация циклогексена соответствует равновесной при данной температуре емкости. Кислород с парами циклогексена подается в смеситель, где смешивается с избыточным количеством паров октана. Пары октана получают в испарителе. Дозирование октана в испаритель производят при помощи перистальтического насоса. Из смесителя парогазовую смесь олефина, октана и кислорода направляют в реактор. В верхней части реактора происходит конденсация паров, и образовавшийся конденсат стекает в виде пленки вниз по стенкам реактора. Концентрация не сконденсировавшихся паров октана в кислороде соответствует равновесной при данной температуре стенок реактора, которые термостатируются при помощи термостата. Конденсат и растворенные в нем продукты реакции собирают в приемнике. Система электродов состоит из коаксиально расположенных внешнего заземленного электрода и внутреннего потенциального. Величина зазора между диэлектрическими барьерами составляет 1,1 мм. Газоразрядный реактор имеет рабочую зону длиной 12 см и объем 10,52 см3. Возбуждение разряда осуществляется высоковольтными импульсами напряжения, подаваемыми от генератора.

Объемная скорость прокачки кислорода и октана через реактор составляет 3,6 лч-1 и 0,03 лч-1 соответственно; время контакта парогазовой смеси с зоной разряда соответствует 10,5 с; температура емкости с циклогексеном равняется 20oС. Амплитуда питающего напряжения 12 кВ; частота повторений импульсов 400 Гц; длительность импульса питающего напряжения по основанию ~320 мкс; удельная энергия разряда равняется 2,54 Втчл-1; селективность образования эпоксициклогексана составила ~72,2 мас.%.

Пример 2. Циклогексен эпоксидируют в условиях, аналогичных описанным в примере 1, в качестве парафинового углеводорода используют декан. Селективность образования эпоксициклогексана в процессе эпоксидирования достигает ~ 82,6 мас.%.

Пример 3. Процесс эпоксидирования циклогексена протекает в условиях, аналогичных описанным в примере 1, парафиновый углеводород - гептан. Селективность образования эпоксициклогексана составила ~61,0 мас.%.

Пример 4. Эпоксидирование циклогексена в реакторе с барьерным разрядом проводят по примеру 1, температура стенок реактора составила 11oС. Селективность образования эпоксициклогексана в реакции достигает ~82,3 мас.%.

Пример 5. Гексен-1 эпоксидируют в условиях, аналогичных описанным в примере 1, для образования жидкой пленки парафинового углеводорода в реакторе применяют октан, селективность образования 1,2-эпоксигексана составляет ~ 54,3 мас.%.

Пример 6. Процесс эпоксидирования гексена-1 в реакторе с барьерным разрядом проводят в условиях, аналогичных описанным в примере 5, реакция происходит при температуре стенок реактора 11oС. В процессе достигается селективность образования 1,2-эпоксигексана ~60,9 мас.%.

Пример 7. Эпоксидирование гексена-1 происходит в условиях, аналогичных приведенным в прототипе. Газоразрядный реактор коаксиальной конструкции выполнен из стекла пирекс по типу озонатора Сименса. Поток кислорода по трубопроводу через систему регулировочных вентилей направляют в смеситель. Насыщение кислорода парами гексена-1 осуществляют путем смешения их в смесителе. Дозирование гексена-1 в испаритель производят при помощи перистальтического насоса. Из смесителя парогазовую смесь направляют в реактор. В верхней части реактора происходит конденсация паров гексена-1. Образовавшийся конденсат стекает в виде пленки вниз по стенкам реактора. Концентрация несконденсировавшегося гексена-1 в кислороде соответствует равновесной при данной температуре стенок реактора, которые термостатируются при помощи термостата. Конденсат и растворенные в нем продукты реакции собирают в приемнике. Газоразрядный реактор имеет рабочую зону длиной 12 см и объем 10,52 см3. Система электродов состоит из коаксиально расположенных внешнего заземленного электрода и внутреннего потенциального. Величина зазора между диэлектрическими барьерами составляет 1,1 мм. Возбуждение разряда осуществляется высоковольтными импульсами напряжения, подаваемыми от генератора.

Объемная скорость прокачки кислорода и гексена-1 через реактор составляет 3,6 лч-1 и 0,03 лч-1 соответственно; время контакта парогазовой смеси с зоной разряда соответствует 10,5 с; температура стенок реактора равняется 20oС. Амплитуда питающего напряжения 12 кВ; частота повторения импульсов 400 Гц; длительность импульса питающего напряжения по основанию ~320 мкс; удельная энергия разряда равняется 2,54 Втчл-1. Селективность образования 1,2-эпоксигексана в процессе эпоксидирования гексена-1 в реакторе с барьерным электрическим разрядом составила ~47,9 мас.%.

Как видно из примеров и таблицы, процесс эпоксидирования олефиновых углеводородов в реакторе с барьерным электрическим разрядом протекает с высокой селективностью и согласно изобретению может быть применен к жидким олефиновым углеводородам С510.

Формула изобретения

Способ получения эпоксидных соединений из олефиновых углеводородов окислением их в реакторе с барьерным разрядом, отличающийся тем, что процесс ведут в избытке парафиновых углеводородов, при этом продукты реакции выводят из реакционной зоны при помощи углеводородной пленки, стекающей по стенкам реактора.

РИСУНКИ

Рисунок 1



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу получения окиси гексафторпропилена жидко-фазным окислением гексафторпропилена в среде трифтортрихлорэтана, причем окисление гексафторпропилена проводят в присутствии обогреваемой металлической поверхности с температурой не ниже 170°С с одновременным отводом тепла из зоны реакции

Изобретение относится к области оксидов олефинов и может быть использовано в нефтеперерабатывающей, нефтехимической промышленности и других отраслях производства
Изобретение относится к области получения окиси тетрафторэтилена

Изобретение относится к гетероциклическим соединениям, в частности к получению 2 , окиси пропилена, необходимой для получения пропиленгликоля, глицерина, полиэфиров , используемых для производства полиуретанов

Изобретение относится к способу получения эпоксидированных растительных масел, которые используют в качестве пластификаторов-стабилизаторов поливинилхлорида, различных полимерных нетоксичных композиций

Изобретение относится к способу получения окисей перфторированных олефинов, которые находят практическое применение в качестве исходных соединений для получения ряда ценных фторорганических продуктов
Изобретение относится к способу получения окиси тетрафторэтилена окислением тетрафторэтилена кислородом при температуре 20-50°C в среде инертного фторхлорсодержащего органического растворителя в присутствии инициатора

Изобретение относится к технике использования электронно-лучевых технологий при радиационно-химической модификации жидких неперемешиваемых сред с размером облучаемой жидкости вдоль пучка электронов, превышающим длину полного поглощения энергии электронов макс, и может быть применено в установках для комплексного обеззараживания химически загрязненных и бытовых стоков, речной воды и в других устройствах

Изобретение относится к производству микроудобрений, используемых в сельском хозяйстве, методом электрогидравлического эффекта

Изобретение относится к области химической промышленности и касается устройства прямой термической конверсии метана в углеводороды большей молекулярной массы, содержащего установленный в металлический герметичный кожух удлиненной цилиндрической формы соосно с его осью симметрии реактор из тугоплавкого материала, рабочий объем которого включает зону предварительного нагрева, преимущественно за счет конвекционной теплопередачи от продуктов реакции, зону последующего высокотемпературного нагрева до температуры конверсии метана, зону выдержки нагретой смеси и зону закалки продуктов реакции, нагреватель, электрически связанный с источником питания, расположенным за пределами реактора, приспособления для подачи реакционной смеси и выпуска продуктов реакции, приборы для контроля и регулирования температуры нагрева и давления

Изобретение относится к области физики взаимодействия тонких полей

Изобретение относится к перегонке нефти

Реактор // 2156162
Изобретение относится к машинам и аппаратам, работающим под воздействием жидких и газообразных агрессивных веществ при высоких параметрах давления и температуры
Наверх