×
29.03.2019
219.016.f6bc

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДИЙОДПЕРФТОРБУТАНА

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к способу получения 1,4-дийодперфторбутана путем взаимодействия 1,2-дийодперфторэтана с тетрафторэтиленом, который включает нагрев 1,2-дийодперфторэтана, подачу тетрафторэтилена в реактор с 1,2-дийодперфторэтаном, выдерживание полученной смеси при повышенных температуре и давлении. При этом процесс проводят в две стадии: на первой стадии температура процесса 180-200°С и давление тетрафторэтилена в реакторе 1,3-1,7 МПа, а на второй стадии - температура в реакторе 150-170°С и давление в реакторе 0,7-1,0 МПа. Получаемый сырец 1,4-дийодперфторбутана подвергают ректификации при пониженном давлении с выделением фракции 1,2-дийодперфторэтана, которую возвращают на стадию получения 1,4-дийодперфторбутана, и фракции целевого продукта. Технический результат - повышение селективности процесса по 1,4-дийодперфторбутану, возможность проведения процесса без промежуточной операции удаления газообразных продуктов в ходе синтеза, снижение расхода сырья. 1 з.п. ф-лы.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к химической технологии, а именно к способу получения 1,4-дийодперфторбутана, применяемого в качестве полупродукта при синтезе различных фторорганических соединений, в частности при синтезе фторкаучуков с улучшенной перерабатываемостью.

Известен способ получения 1,4-дийодперфторбутана путем нагрева 1,2-дийодперфторэтана до температуры 250-300°С (И.Л.Кнунянц и др. Фторированные дийодалканы и диолефины, Изв. АН СССР. Отд.хим.н., 1964, с.384). Недостаток данного способа заключается в низкой селективности процесса, высоком содержании элементного йода, а также высококипящих α,ω-дийодперфторалканов.

Известен другой способ получения α,ω-дийодперфторалканов, в частности 1,4-дийодперфторбутана, путем взаимодействия тетрафторэтилена (ТФЭ) с 1,2-дийодперфторэтаном при повышенной температуре и в присутствии свободно-радикального катализатора (Пат. СА №952127 (А1), С07С 17/278, С07С 17/00, опубл. 30.07.1974). Благодаря тому что процесс проводится в присутствии ТФЭ, в продуктах реакции понижено количество элементного йода, а использование свободно-радикального катализатора позволяет проводить реакцию в достаточно мягких условиях - при температуре 30-150°С. К недостаткам процесса следует отнести необходимость применения специального катализатора, а также осуществление процесса при высоком давлении ТФЭ (4,0-7,0 МПа).

Наиболее близким к заявляемому по совокупности существенных признаков является способ получения α,ω-дийодперфторалканов, в частности 1,4-дийодперфторбутана, путем контактирования 1,2-дийодперфторэтана с ТФЭ при повышенных температуре и давлении в отсутствии свободно-радикального катализатора (Пат. US №6825389 В2, С07С 17/00, опубл. 30.11.2004). Этот способ включает следующие стадии:

а) нагрев 1,2-дийодперфторэтана до температуры 200-240°С;

б) подача в реактор с 1,2-дийодперфторэтаном ТФЭ в таком количестве, чтобы установилось давление 1,7-3,4 МПа;

в) выдерживание смеси 1,2-дийодперфторэтана с ТФЭ при вышеуказанных температуре и давлении;

г) охлаждение смеси 1,2-дийодперфторэтана с ТФЭ до температуры ниже 75°С и удаление из реакционной смеси непрореагировавшего ТФЭ и образовавшегося октафторциклобутана (ОФЦБ);

д) нагрев смеси до температуры 160-235°С;

е) повтор стадий б)-д) до образования желаемой смеси α,ω-дийодперфторалканов.

Периодически процесс взаимодействия 1,2-дийодперфторэтана с ТФЭ приостанавливают для удаления из реакционной зоны побочного продукта - ОФЦБ. Благодаря высокой температуре (200-240°С) исключается необходимость применения специального свободно-радикального катализатора, поскольку 1,2-дийодперфторэтан легко в этих условиях распадается на радикалы по реакции (1). Образующийся радикал JCF2CF2• реагирует с ТФЭ по реакции (2), который рекомбинирует с атомом йода по реакции (3)

Однако при высокой температуре (более 200°С) образуется не только 1,4-дийодперфторбутан, но и более высококипящие теломерные продукты. Кроме того, высокая температура процесса приводит к повышенной скорости образования побочного продукта - ОФЦБ, который периодически удаляется из реакционной смеси.

Технической задачей настоящего изобретения является повышение селективности образования 1,4-дийодперфторбутана, а также минимизация выхода высококипящих теломерных продуктов тетрафторэтилена и 1,2-дийодэтана при условии приемлемой конверсии исходного сырья.

Поставленная техническая задача решается тем, что в способе получения 1,4-дийодперфторбутана путем взаимодействия 1,2-дийодперфторэтана с тетрафторэтиленом, включающем нагрев 1,2-дийодперфторэтана, подачу тетрафторэтилена в реактор с 1,2-дийодперфторэтаном, выдерживание смеси 1,2-дийодперфторэтана и тетрафторэтилена при повышенных температуре и давлении, согласно изобретению процесс взаимодействия 1,2-дийодперфторэтана с тетрафторэтиленом проводят в две стадии: температура на первой стадии 180-200°С и давление тетрафторэтилена в реакторе 1,3-1,7 МПа, а на второй стадии температура в реакторе 150-170°С и давление тетрафторэтилена в реакторе 0,7-1,0 МПа.

Сырец 1,4-дийодперфтобутана подвергают ректификации при пониженном давлении с выделением фракции 1,2-дийодперфторэтана, которую возвращают на стадию получения 1,4-дийодперфторбутана, и фракции целевого продукта.

Предлагаемый способ проверен в лабораторных условиях.

Пример 1

Опыт проводили на лабораторной установке, включающей спецстальной реактор вместимостью 0,5 дм3. Реактор снабдили наружным электрообогревом и соединили гибким компенсатором с баллоном, заполненным ТФЭ. Реактор установили на встряхиватель (шейкер) для перемешивания реакционной смеси, загрузили 1,2-дийодперфторэтан в количестве 750 г (2,12 моль) и нагрели до температуры 190°С (первая стадия процесса). После достижения заданной температуры начали подачу ТФЭ, ингибированного триэтиламином. При этом давление в реакторе составило 1,6 МПа. Через 20 ч снизили температуру в реакторе до 150°С и уменьшили расход ТФЭ, так чтобы давление в реакторе установилось 1,0 МПа (вторая стадия процесса). Через 5 ч подачу ТФЭ прекратили, реактор охладили и вскрыли. Выгрузили продукты реакции. Всего за опыт подали 135 г (1,35 моль) ТФЭ. Выгрузили 836 г жидких продуктов состава (мол.%) C2F4J2 - 58,1, C4F8J2 - 39,8, C6F12J2 - 1,8, C8F16J2 - 0,3.

Полученный сырец 1,4-дийодперфторбутана ректифицировали на стеклянной колонке диаметром 20 мм и высотой 770 мм, заполненной нихромовой спирально-призматической насадкой. Эффективность колонки - 40 теоретических тарелок. Выделено 431 г фракции 1, выкипающей при температуре 47°С (75 мм рт.ст.), и 376 г фракции 2, выкипающей при температуре 62°С (30 мм рт.ст.). Фракция 1 (по анализам методами ГЖХ и хроматомасс-спектрометрии) представляет собой 1,2-дийодперфторэтан с содержанием основного вещества более 99%, а фракция 2 - 1,4-дийодперфторбутан, с содержанием основного вещества более 99%.

Таким образом, конверсия 1,2-дийодперфторэтана составила 42,4%, выход 1,4-дийодперфторбутана в расчете на прореагировавший 1,2-дийодперфторэтан составил 93,1%.

Пример 2

Опыт проводили аналогично описанному в примере 1. В реактор загрузили то же количество 1,2-дийодперфторэтана и на первой стадии нагрели до температуры 195°С. Затем начали подачу ТФЭ, ингибированного триэтиламином. При этом давление в реакторе составило 1,6 МПа. Через 20 ч снизили температуру в реакторе до 160°С и уменьшили подачу ТФЭ, так чтобы давление в реакторе составило 0,7 МПа (вторая стадия процесса). Через 6 ч подачу ТФЭ прекратили, реактор охладили и вскрыли. Выгрузили продукты реакции. Всего за опыт подали 167 г (1,67 моль) ТФЭ. Выгрузили 859 г жидких продуктов состава (мол.%) C2F4J2 - 48,5, C4F8J2 - 48,5, C6F12J2 - 2,4, C8F16J2 - 0,6.

Полученный сырец 1,4-дийодперфторбутана ректифицировали на колонке и в условиях, аналогичных описанным в примере 1. Выделено 360 г (1,02 моль) фракции 1,2-дийодперфторэтана и 462 г (1,02 моль) фракции 1,4-дийодперфторбутана.

Таким образом, конверсия 1,2-дийодперфторэтана составила 51,9%, выход 1,4-дийодперфторбутана в расчете на прореагировавший 1,2-дийодперфторэтан составил 92,7%.

Пример 3

Опыт проводили на лабораторной установке и в условиях, аналогичных примеру 1, но реактор на первой стадии нагрели до температуры 180°С. Начали подачу ТФЭ, ингибированного триэтиламином, и поддерживали давление в реакторе 1,6 МПа. Через 24 ч снизили температуру до 150°С и уменьшили подачу ТФЭ так, чтобы давление в реакторе составило 0,9 МПа (на второй стадии). Через 6 ч подачу ТФЭ прекратили, реактор охладили и вскрыли. Выгрузили продукты реакции. Всего за опыт подано 116 г (1,16 моль) ТФЭ. Выгружено 815 г жидких продуктов состава (мол.%): C2F4J2 - 67,2, C4F8J2 - 31,4, C6F12J2 - 1,2, C8F16J2 - 0,2.

Полученный сырец 1,4-дийодперфторбутана ректифицировали на колонке и в условиях, аналогичных описанным в примере 1. Выделено 499 г (1,41 моль) фракции 1,2-дийодперфторэтана и 299 г (0,66 моль) фракции 1,4-дийодперфторбутана.

Таким образом, конверсия 1,2-дийодперфторэтана составила 33,3%, выход 1,4-дийодперфторбутана в расчете на прореагировавший 1,2-дийодперфторэтан составил 93,2%.

Пример 4

Опыт проводили на лабораторной установке и в условиях, аналогичных примеру 1. На первой стадии процесса установили температуру 190°С и поддерживали давление в реакторе 1,5 МПа. Через 25 ч снизили температуру в реакторе до 160°С и подачу ТФЭ уменьшили, поддерживая давление в реакторе на уровне 0,8 МПа (вторая стадия). Через 5 ч подачу ТФЭ прекратили, реактор охладили и вскрыли. Выгрузили продукты реакции. Всего за опыт подано 125 г (1,25 моль) ТФЭ. Выгружено 824 г жидких продуктов состава (мол.%): C2F4J2 - 63,5, C4F8J2 - 34,8, C6F12J2 - 1,5, C8F16J2 - 0,2.

Полученный сырец 1,4-дийодперфторбутана ректифицировали на колонке и в условиях, аналогичных описанным в примере 1. Выделено 472 г (1,33 моль) фракции 1,2-дийодперфторэтана и 331 г (0,73 моль) фракции 1,4-дийодперфторбутана.

Таким образом, конверсия 1,2-дийодперфторэтана составила 37,1%, выход 1,4-дийодперфторбутана в расчете на прореагировавший 1,2-дийодперфторэтан составил 93,1%.

Пример 5 (контрольный опыт для обоснования граничных условий)

Опыт проводили на лабораторной установке и в условиях, аналогичных примеру 1, но реактор нагревали до температуры 170°С. На первой стадии процесса поддерживали давление в реакторе 1,7 МПа. Через 20 ч снизили температуру до 160°С и уменьшили подачу ТФЭ, поддерживая давление в реакторе на уровне 0,7 МПа (вторая стадия). Через 5 ч подачу ТФЭ прекратили, реактор охладили и вскрыли. Выгрузили продукты реакции. Всего за опыт подано 83 г (0,83 моль) ТФЭ. Выгружено 782 г жидких продуктов состава (мол.%): C2F4J2 - 81,7, C4F8J2 - 17,8, C6F12J2 - 0,5, C8F16J2 - менее 0,1.

Полученный сырец 1,4-дийодперфторбутана ректифицировали на колонке и в условиях, аналогичных описанным в примере 1. Выделено 607 г (1,71 моль) фракции 1,2-дийодперфторэтана и 169 г (0,37 моль) фракции 1,4-дийодперфторбутана.

Таким образом, конверсия 1,2-дийодперфторэтана составила 19%, выход 1,4-дийодперфторбутана в расчете на прореагировавший 1,2-дийодперфторэтан составил 92,7%.

Пример 6 (контрольный опыт по прототипу)

Опыт проводили на лабораторной установке и в условиях, аналогичных примеру 1, но реактор нагрели до температуры 210°С. После достижения заданной температуры начали подачу ТФЭ, ингибированного триэтиламином, и поддерживали давление в реакторе 3,1-3,5 МПа. Через 6 ч подачу ТФЭ прекратили, реактор охладили до температуры 30°С и удалили газообразные продукты реакции. Реактор вновь нагрели до температуры 210°С и включили подачу ТФЭ. Давление в реакторе поддерживали в диапазоне 3,1-3,5 МПа. Через 6 ч подачу ТФЭ прекратили, реактор охладили до температуры 30°С и вновь удалили газообразные продукты реакции. Реактор нагрели до температуры 160°С и вновь начали подачу ТФЭ, поддерживая давление в реакторе на уровне 0,7 МПа. Через 3 ч подачу ТФЭ прекратили, реактор охладили и вскрыли. Выгрузили продукты реакции. Всего за опыт подано 235 г (2,35 моль) ТФЭ. Выгружено 866 г жидких продуктов состава (мол.%): C2F4J2 - 49,0, C4F8J2 - 44,5, C6F12J2 - 5,6, C8F16J2 - 0,9.

Полученный сырец 1,4-дийодперфторбутана ректифицировали на колонке и в условиях, аналогичных описанным в примере 1. Выделено 364 г (1,03 моль) фракции 1,2-дийодперфторэтана и 424 г (0,93 моль) фракции 1,4-дийодперфторбутана.

Таким образом, конверсия 1,2-дийодперфторэтана составила 51%, выход 1,4-дийодперфторбутана в расчете на прореагировавший 1,2-дийодперфторэтан составил 85%.

Таким образом, осуществление процесса взаимодействия 1,2-дийодперфторэтана с ТФЭ в более «мягких» условиях, при температуре 180-200°С, позволяет повысить селективность процесса по 1,4-дийодперфторбутану до 92-93% (примеры 1-4), что на 7-8% выше, чем в примере по прототипу (пример 6). Важным параметром селективного синтеза 1,4-дийодперфторбутана является концентрация ТФЭ в реакционной смеси, которая напрямую связана с давлением ТФЭ на первой стадии процесса. Для селективного получения 1,4-дийодперфторбутана необходимо поддерживать давление ТФЭ в реакторе на уровне 1,3-1,7 МПа. При более высоком давлении и, следовательно, более высокой концентрации ТФЭ возрастает скорость образования теломерных продуктов ТФЭ и 1,2-дийодперфторэтана.

Кроме того, проведение процесса при более низких температуре и давлении ведет к снижению скорости процесса димеризации ТФЭ с образованием ОФЦБ, что, в свою очередь, позволяет проводить процесс без промежуточной операции удаления газообразных продуктов в ходе синтеза.

Повышение селективности процесса ведет к снижению расхода сырья, т.к. не вступивший в реакцию 1,2-дийодперфторэтан выделяют из продуктов реакции и возвращают на синтез 1,4-дийодперфторбутана.

Снижение температуры процесса на первой стадии ниже 180°С нецелесообразно, поскольку это приводит к заметному снижению конверсии 1,2-дийодперфторэтана (пример 5). Температура на второй стадии не принципиальна, но она должна быть выше температуры плавления йода (более 130°С), поскольку в процессе взаимодействия 1,2-дийодперфторэтана с ТФЭ всегда побочно образуется йод, который на второй стадии процесса реагирует с ТФЭ с образованием 1,2-дийодперфторэтана.

Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-4 из 4.
27.01.2013
№216.012.1f60

Способ получения перфторированных простых эфиров с концевыми функциональными группами

Изобретение относится к способу получения перфторированных простых эфиров с концевыми функциональными группами формулы RO[CF(CF)CFO]CF(CF)COX, где R - перфторалкил C-C, n=0-2, Х - F или ОН, взаимодействием окиси гексафторпропилена с фторангидридом перфторкарбоновой кислоты или олигомеризацией...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473533
Дата охранного документа: 27.01.2013
10.04.2019
№219.017.07b4

Способ получения перфторциклоалканов

Изобретение относится к способу получения перфторциклоалканов. Способ включает «мягкое» фторирование органического соединения, имеющего углерод-водородные связи, трифторидом кобальта при повышенной температуре с получением смеси перфтор- и полифторированных соединений, с последующим...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002451006
Дата охранного документа: 20.05.2012
10.04.2019
№219.017.09a8

Способ получения термоперерабатываемых сополимеров тетрафторэтилена с гексафторпропиленом

Изобретение относится к способу получения термоперерабатываемого сополимера тетрафторэтилена с 12-15 мол.% гексафторпропилена. Способ заключается в сополимеризации указанных мономеров в массе мономеров в присутствии регулятора молекулярной массы, перфторированного инициатора радикального типа с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002463312
Дата охранного документа: 10.10.2012
18.05.2019
№219.017.5ac4

Способ получения тетрахлорэтилена

Изобретение относится к способу получения тетрахлорэтилена путем взаимодействия четыреххлористого углерода с водородом в присутствии катализатора, включающего платину, диспергированную на поверхности носителя, содержащего оксид алюминия. Причем в качестве носителя используют оксид алюминия с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002434837
Дата охранного документа: 27.11.2011
Показаны записи 1-10 из 16.
27.01.2013
№216.012.1f60

Способ получения перфторированных простых эфиров с концевыми функциональными группами

Изобретение относится к способу получения перфторированных простых эфиров с концевыми функциональными группами формулы RO[CF(CF)CFO]CF(CF)COX, где R - перфторалкил C-C, n=0-2, Х - F или ОН, взаимодействием окиси гексафторпропилена с фторангидридом перфторкарбоновой кислоты или олигомеризацией...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473533
Дата охранного документа: 27.01.2013
20.08.2014
№216.012.ec19

Способ получения 1,1-дифторхлорэтанов

Изобретение относится к способу получения 1,1-дифторхлорэтанов формулы CFCl-CHCl, где n=0-3, включающему газофазное взаимодействие 1,1-дифторэтана с хлором при повышенной температуре в присутствии фторсодержащего инициатора и разбавителя, отмывку от неорганических продуктов, конденсацию...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002526249
Дата охранного документа: 20.08.2014
25.08.2017
№217.015.b63f

Способ получения 1,1-дифторэтана

Изобретение относится к способу получения 1,1-дифторэтана, включающему жидкофазное фторирование винилхлорида фтористым водородом в присутствии четыреххлористого олова, дистилляцию продуктов фторирования в присутствии безводного фтористого водорода с отбором в легкую фракцию хлористого водорода,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002614442
Дата охранного документа: 28.03.2017
26.08.2017
№217.015.e0e3

Способ получения пентафторэтана

Изобретение относится к способу получения пентафторэтана, включающему синтез гидродифтортрихлорэтана (R 122) путем взаимодействия 1,1-дифторэтана с хлором при повышенной температуре и давлении, близком к атмосферному, отделение продуктов синтеза от хлористого водорода, выделение фракций,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002625451
Дата охранного документа: 14.07.2017
10.05.2018
№218.016.4135

Способ получения сополимеров тетрафторэтилена

Изобретение относится к способу получения сополимеров тетрафторэтилена (ТФЭ) с перфторметилвиниловым эфиром (ПФМВЭ), предназначенных для изготовления высокоэластичных пленочных материалов, работающих в жестких условиях (при механических нагрузках в контакте с агрессивными средами) в химической...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002649143
Дата охранного документа: 30.03.2018
20.02.2019
№219.016.c031

Способ получения тетрафторэтилена

Изобретение относится к способу получения тетрафторэтилена пиролизом дифторхлорметана в присутствии водяного пара и фракции продуктов пиролиза с температурой кипения при атмосферном давлении минус 42÷0°С, содержащей дифторхлорметан, гексафторпропилен, октафторциклобутан и тетрафторхлорэтан....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002339607
Дата охранного документа: 27.11.2008
29.03.2019
№219.016.f295

Способ получения 1,1-1,6-гексаметилен-3,3,3',3'-тетракис(2-оксиэтил)-бисмочевины

Изобретение относится к способу получения 1,1-1,6-гексаметилен-3,3,3′,3′-тетракис(2-оксиэтил)-бисмочевины, которая может быть использована в медицине, заключающемуся во взаимодействии 1,6-гексаметилендиизоцианата с диэтаноламином в водной среде, причем диэтаноламин берут в количестве...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002376284
Дата охранного документа: 20.12.2009
10.04.2019
№219.017.07b4

Способ получения перфторциклоалканов

Изобретение относится к способу получения перфторциклоалканов. Способ включает «мягкое» фторирование органического соединения, имеющего углерод-водородные связи, трифторидом кобальта при повышенной температуре с получением смеси перфтор- и полифторированных соединений, с последующим...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002451006
Дата охранного документа: 20.05.2012
10.04.2019
№219.017.09a8

Способ получения термоперерабатываемых сополимеров тетрафторэтилена с гексафторпропиленом

Изобретение относится к способу получения термоперерабатываемого сополимера тетрафторэтилена с 12-15 мол.% гексафторпропилена. Способ заключается в сополимеризации указанных мономеров в массе мономеров в присутствии регулятора молекулярной массы, перфторированного инициатора радикального типа с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002463312
Дата охранного документа: 10.10.2012
17.04.2019
№219.017.1616

Дымовая камера горизонтально вентилируемая

Изобретение относится к отрасли электронной пожарно-охранной сигнализации, а именно к технике пожарного оповещения, и может применяться в системах обнаружения возгорания, сопровождающегося выделением дыма, устанавливаемых внутри зданий и сооружений как промышленного, так и бытового назначения....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002301455
Дата охранного документа: 20.06.2007
+ добавить свой РИД