Способ получения гексафторацетона

 

Предложен способ получения гексафторацетона, используемого в производстве фтормономеров, сополимеров, лекарственных средств. Гексафторацетон получают изомеризацией окиси гексафторпропилена в присутствии активированной окиси алюминия, промотированной неразбавленной окисью гексафторпропилена при 150-200^oC. Процесс можно проводить в адиабатических условиях. Способ позволяет проводить процесс без затрат энергии на нагрев реактора с получением высококонцентрированного целевого продукта. 2 з.п.ф-лы.

Изобретение относится к органической химии, а именно к получению гексафторацетона, используемого в производстве фторорганических мономеров, сополимеров, лекарственных средств.

Известен способ получения гексафторацетона путем окисления гексафторпропилена кислородом в присутствии воды и катализатора, представляющего собой фторированную окись алюминия или фторированную окись кремния-окись алюминия, причем фторирование катализатора проводят фторидом серы, фтористым водородом или фреонами [пат. ФРГ N 2738010, публ.1980 г]. Конверсия сырья не превышает 34% при температуре 175^oC, при этом целевой продукт получают в смеси с исходным гексафторпропиленом и побочными продуктами - карбонилфторидом, фторангидридом трифторуксусной кислоты, четырехфтористым углеродом и гексафтордиметиловым эфиром. Все это усложняет процесс.

Известен способ получения гексафторацетона путем изомеризации окиси гексафторпропилена при температуре 100-200^oC в присутствии кислорода на катализаторе, представляющем собой фторированную окись алюминия или итерированный алюмосиликат [пат. США N 4238416, публ. 1980 г]. Фторирование катализатора осуществляют аналогично предыдущему способу. Кислород в данном способе нужен для поддержания высокой активности катализатора. В этом способе достигается полная конверсия сырья; однако применение кислорода осложняет способ.

Наиболее близким к изобретению по совокупности существенных признаков являются способ получения гексафторацетона по авт.св. N 859348 (м.кл.³ С 07 С 45/51, 49/16, публ.1981 г.). Известный способ состоит в изомеризации окиси гексафторпропилена путем пропускания смеси последнего с инертным разбавителем - азотом при повышенной температуре (80-120^oC над катализатором. Катализатор представляет собой активированную окись алюминия, промотированную путем пропускания газовой смеси окиси гексафторпропилена с азотом при 350^oC в течение 2 часов через слой предварительно прокаленной окиси алюминия. Процесс изомеризации проводят при температуре 80-120^oC, подавая 16 г/ч окиси гексафторпропилена и 10-30 мл/мин азота, при этом достигается 100%-ная конверсия исходного органического сырья.

Недостатками известного способа являются необходимость поддержания высокой температуры на стадиях промотирования и изомеризации, а также разбавление реакционного и промотирующего газа азотом, что осложняет выделение органических продуктов.

Технической задачей данного изобретения является устранение указанных недостатков. Это достигается тем, что в способе получения гексафторацетона изомеризацией окиси гексафторпропилена в присутствии катализатора - активированной окиси алюминия, промотированной окисью гексафторпропилена путем пропускания промотирующего газа через слой катализатора при нагревании, промотирование ведут при 150-200^oC, и в качестве промотирующего газа используют неразбавленную окись гексафторпропилена.

Другое отличие состоит в том, что на изомеризацию подают неразбавленную окись гексафторпропилена.

Кроме того, изомеризацию проводят в адиабатических условиях.

Изобретение иллюстрируется лабораторными опытами.

Пример 1. В трубчатый реактор с внутренним диаметром 9 мм и длиной 300 мм, изготовленный из хромоникелевой стали, засыпают предварительно прокаленную при 350^oC окись алюминия марки А-1 по ГОСТ 8136-76 в количестве 9,4 г. Реактор с содержимым нагревают до 200^oC, и при этой температуре и атмосферном давлении через реактор пропускают неразбавленную окись гексафторпропилена со скоростью 2 л/ч в течение 2 ч. Затем реактор охлаждают до комнатной температуры и, не включая обогрева, начинают пропускать через реактор окись гексафторпропилена при комнатной температуре и атмосферном давлении со скоростью 1 л/ч. Через 2 часа от начала процесса изомеризации отбирают газ после реактора и анализируют методом ГЖ-хроматографии. Анализ показывает, что конверсия сырья близка к 100%, содержание гексафторацетона в газе 98,5%. Подачу окиси гексафторпропилена при указанных условиях продолжали еще 6,5 ч, после чего скорость подачи сырья увеличили до 2 л/ч. Еще через 7 ч отобрали пробу газа на анализ, который показал, что конверсия окиси гексафторпропилена 100%, содержание гексафторацетона в газе 98,4%. После этого увеличили скорость подачи сырья до 5 л/ч, и через 3 ч отобрали газ на анализ. Результат анализа: конверсия 100%, содержание гексафторацетона в газе 93,3%.

Пример 2. В трубчатый реактор диаметром 9 мм и длиной обогреваемой части 200 мм загружают 12 мл (5,8 г) предварительно прокаленной при 350^oC окиси алюминия. Реактор нагревают до 200^oC, и при этой температуре и атмосферном давлении пропускают неразбавленную окись гексафторпропилена со скоростью 1 л/ч в течение 2 ч. Затем реактор охлаждают до комнатной температуры. Таким путем проведено промотирование катализатора, и далее осуществляют процесс изомеризации. Неразбавленную окись гексафторпропилена при комнатной температуре пропускают через реактор со скоростью 1 л/ч. Через 2 ч газ из реактора анализируют. Результат анализа: конверсия сырья 100%, содержание гексафторацетона 97,6%. Скорость подачи исходного газа увеличили до 2 л/ч, и через 7 ч анализ повторили: конверсия 100%, содержание гексафторацетона 91,1%.

Пример 3. B реактор из примера 2 загружают 5,7 г предварительно прокаленной окиси алюминия. Промотирование катализатора проводят путем пропускания неразбавленной окиси гексафторпропилена в течение 3 ч при 150^oC. Затем температуру в реакторе снижают до 100^oC и начинают процесс изомеризации, подавая смесь окиси гексафторпропилена и гексафторацетона в мольном отношении 1:4 со скоростью 2 л/ч при атмосферным давлении. Через 2 ч газ анализируют. Анализ показывает, что конверсия сырья 100%. Затем температуру реактора снижают до 50^oC и продолжают подачу указанной смеси с той же скоростью. Через 2 ч газ вновь анализируют. Результат анализа: конверсия окиси гексафторпропилена 100%, содержание гексафторацетона 97,1%.

Пример 4. В реактор внутренним диаметром 11 мм и длиной обогреваемой части 420 мм засыпают 20 г прокаленной окиси алюминия. Реактор нагревают до 150^oC и при атмосферном давлении пропускают неразбавленную окись гексафторпропилена со скоростью 2 л/ч в течение 4 ч. Затем реактор охлаждают до комнатной температуры и начинают процесс изомеризации, пропуская неразбавленную окись гексафторпропилена при давлении 6-7 кгс/см² со скоростью 50-60 г/ч в течение 14 ч. Выходящий газ конденсируют в металлический баллон, охлаждаемый в рассоле с температурой - 15^oC. За время опыта в баллоне собирают 785 г продукта, что составляет 97,5% от количества израсходованного сырья. Анализ продукта методом ГЖ-хроматографии показал, что конверсия окиси гексафторпропилена почти 100%-ная, содержание гексафторацетона в продукте 95,3%. В течение процесса изомеризации внешняя поверхность реактора нагревается до температуры 40-60^oC, и часть тепла реакции изомеризации рассеивается в окружающую среду.

Приведенные примеры доказывают возможность проведения процесса изомеризации в адиабатических условиях, без затрат энергии на нагрев реактора, с получением высококонцентрированного целевого продукта.

Формула изобретения

1. Способ получения гексафторацетона изомеризацией окиси гексафторпропилена в присутствии катализатора - активированной окиси алюминия, промотированной окисью гексафторпропилена путем пропускания промотирующего газа через слой катализатора при нагревании, отличающийся тем, что промотирование ведут при 150 - 200^oC и в качестве промотирующего газа используют неразбавленную окись гексафторпропилена.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что на изомеризацию подают неразбавленную окись гексафторпропилена.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что изомеризацию проводят в адиабатических условиях.

PC4A - Регистрация договора об уступке патента Российской Федерации на изобретение

Прежний патентообладатель:ОАО "Кирово-Чепецкий химический комбинат имени Б.П. Константинова"

(73) Патентообладатель:ООО "Завод полимеров Кирово-Чепецкого химического комбината"

Договор № РД0008776 зарегистрирован 11.05.2006

Извещение опубликовано: 27.06.2006        БИ: 18/2006

PD4A Изменение наименования, фамилии, имени, отчества патентообладателя

(73) Патентообладатель(и):Общество с ограниченной ответственностью «ГалоПолимер Кирово-Чепецк» (RU)

Адрес для переписки:613040, Россия, Кировская обл., г. Кирово-Чепецк, пер. Пожарный, 2, начальнику ГРиП В.М. Бахтину

Дата публикации: 20.06.2011

---