PL211205B1 - Sposób otrzymywania kwasu akrylowego - Google Patents

Sposób otrzymywania kwasu akrylowego

Info

Publication number
PL211205B1
PL211205B1 PL390162A PL39016210A PL211205B1 PL 211205 B1 PL211205 B1 PL 211205B1 PL 390162 A PL390162 A PL 390162A PL 39016210 A PL39016210 A PL 39016210A PL 211205 B1 PL211205 B1 PL 211205B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
acrolein
acrylic acid
oxygen
pressure
oxidation
Prior art date
Application number
PL390162A
Other languages
English (en)
Other versions
PL390162A1 (pl
Inventor
Jarosław Marek Sobczak
Anna Trzeciak
Jacek Kijeński
Original Assignee
Univ Wrocławski
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 Univ Wrocławski filed Critical Univ Wrocławski
Priority to PL390162A priority Critical patent/PL211205B1/pl
Publication of PL390162A1 publication Critical patent/PL390162A1/pl
Publication of PL211205B1 publication Critical patent/PL211205B1/pl

Links

Landscapes

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

Description

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 211205 (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: 390162 (51) Int.Cl.
C07C 51/21 (2006.01) C07C 57/045 (2006.01) B01J 23/00 (2006.01) (22) Data zgłoszenia: 11.01.2010 (54)
Sposób otrzymywania kwasu akrylowego
(73) Uprawniony z patentu:
(43) Zgłoszenie ogłoszono: UNIWERSYTET WROCŁAWSKI, Wrocław, PL
18.07.2011 BUP 15/11 (72) Twórca(y) wynalazku:
(45) O udzieleniu patentu ogłoszono: 30.04.2012 WUP 04/12 JAROSŁAW MAREK SOBCZAK, Wrocław, PL ANNA TRZECIAK, Wrocław, PL JACEK KIJEŃSKI, Warszawa, PL
PL 211 205 B1
Opis wynalazku
Wynalazek dotyczy sposobu otrzymywania kwasu akrylowego.
Znanych jest wiele metod otrzymywania kwasu akrylowego w skali przemysłowej. Dawniej kwas akrylowy produkowano w procesach: akrylonitrylowym, cyjanohydrynowym, ketenowym i Reppego (Ullman's, Encyklopedia of Industrial Chemistry, 6th Edition, Wiley-VCH, 2002), w których surowcami były: acetylen, tlenek etylenu i aceton lub kwas octowy (z tych ostatnich otrzymywano keten). Aktualnie kwas akrylowy produkuje się w procesie utleniania propylenu (przykładowe patenty: WO 2005054166 A1 20050616; JP 2005170909 A 20050630; WO 2005110960 A1 20051124; US 2006004227 A1 20060105). Możliwe jest także utlenianie propanu ditlenem do kwasu akrylowego (np. EP 1593663 A1 20051109 i WO 2007007979 A1 20070118) lub dehydratacja gliceryny do akroleiny, która następnie jest utleniana do kwasu (JP 2005213225 A 20050811; US 2006235243 A1 20061019; WO 2006114506 A1 20061102; DE 102005028624 A1 20061221). Wspólną cechą tych nowoczesnych metod jest prowadzenie procesu w fazie gazowej, w temperaturach powyżej 300°C, najczęściej dwuetapowo, gdzie w pierwszym etapie powstaje akroleina, która następnie jest utleniana w drugim reaktorze do kwasu akrylowego.
Nieodłącznym problemem towarzyszącym procesom prowadzonym w wysokich temperaturach jest polimeryzacja zarówno akroleiny jak i kwasu akrylowego. Z tego powodu prowadzono także badania reakcji utleniania akroleiny ditlenem w fazie ciekłej, w łagodnych warunkach, z zastosowaniem katalizatorów homogenicznych.
Przykładami są patenty i publikacje, w których akroleinę utleniano ditlenem w obecności katalizatorów: wanadowego (reakcja w acetonie - pat. GB 560166 19440320), Bi(NO3)3 (w dioksanie - pat. US 4093649 19780606), Tl(OAc)3 (w heksanie - pat. US 4092355 19780530), Co(acac)3 {z dodatkiem inicjatora (aldehyd octowy), w dioksanie - M. Zawadzki, J. J. Ziółkowski, React. Kinet. Catal. Letters, 1979, 10, 119; M. Zawadzki, J. J. Ziółkowski, B. Jerzykiewicz, Chem. Stosowana, 1982, 26, 47; pat. PL 121475 B119840125} i Mn2Cl4(PPr3)2 (w toluenie - Yu. I. Bratushko, N. I. Ermokhina, K. B. Yatsimirskii, Zh. Neorg. Khim., 1988,33, 636).
Zbyt niskie wydajności kwasu akrylowego uzyskiwane w tych procesach, rzadko przekraczające wartość 50%, sprawiają, że wciąż aktualne jest poszukiwanie efektywnego układu katalitycznego dla procesu utleniania akroleiny ditlenem w fazie ciekłej i w łagodnych warunkach.
Istotą wynalazku jest sposób otrzymywania kwasu akrylowego polegający na tym, że rozcieńczony roztwór akroleiny o stężeniu od 0,5 do 0,6 M jest utleniany w fazie ciekłej, w acetonitrylu lub acetonie lub w 2-butanonie, za pomocą ditlenu lub powietrza pod zwiększonym ciśnieniem w obecności katalizatora homogenicznego składającego się z N-hydroksyftalimidu w ilości od 2,5 do 3% molowych w stosunku do akroleiny i kompleksu metalu przejściowego, który zawiera chrom, kobalt, mangan, miedź, tytan lub żelazo, w ilości od 0,17 do 0,2% molowych w stosunku do akroleiny, w temperaturze od 20 do 30°C, pod ciśnieniem od 1 do 20 atm.
Sposobem według wynalazku otrzymuje się kwas akrylowy z wydajnością powyżej 80%.
Wynalazek ilustrują niżej podane przykłady.
P r z y k ł a d 1. Sposób utleniania akroleiny ditlenem w fazie ciekłej, katalizowanej przez NHPI i Mn(OAc)2*4H2O pod ciś nieniem 1 atm., temperaturze 30°C.
Reakcję prowadzono w termostatowanym szklanym reaktorze o pojemności 50 cm3 z wysokosprawną chłodnicą zwrotną, której wylot podłączono do elektronicznej aparatury monitorującej zmiany ciśnienia wywołane absorpcją ditlenu (czułość aparatury ustawiono w taki sposób, że absorpcja 1 cm3 ditlenu powodował a uruchomienie pompy mikrodozują cej, która wprowadzał a do reaktora dokładnie 1 cm3 suchego ditlenu, a wszelkie zdarzenia w czasie były rejestrowane przez komputer).
Do reaktora wprowadzono katalizator - N-hydroksyftalimid w ilości 24,10 mg (0.15 mmola) i kokatalizator - czterowodny octan manganu(II), Mn(OAc)2*4H2O, 2,7 mg (0.011 mmola) i aparaturę wypełniano ditlenem poprzez czterokrotne odpompowywanie jej (pompa membranowa) i napełnianie suchym ditlenem (sita molekularne A4). Następnie do termostatowanego reaktora wprowadzono 9,7 cm3 acetonitryl (MeCN) i mieszając rozpuszczano katalizatory i doprowadzano mieszaninę do temperatury 30°C. Wtedy dodano 0,36 cm3 (5.4 mmola; stężenie początkowe = 0.54 M) świeżo destylowanej akroleiny i od tego momentu mierzono czas reakcji.
Po 23 godz. uzyskano wydajność kwasu akrylowego = 86,2%.
P r z y k ł a d 2. Sposób utleniania akroleiny ditlenem w fazie ciekłej, katalizowanej przez NHPI i Mn(OAc)2*4H2O pod ciś nieniem 1 atm., temperaturze 30°C.
PL 211 205 B1
Reakcję prowadzono w tych samych warunkach jak w przykładzie 1, z tym że zamiast acetonitrylu użyto acetonu.
Po 20 godz. uzyskano wydajność kwasu akrylowego = 80,8%.
P r z y k ł a d 3. Sposób utleniania akroleiny ditlenem w fazie ciekłej, katalizowanej przez NHPI i Mn(OAc)2*4H2O pod ciśnieniem 1 atm., temperaturze 30°C.
Reakcję prowadzono w tych samych warunkach jak w przykładzie 1, z tym że zamiast acetonitrylu użyto 2-butanonu.
Po 20 godz. uzyskano wydajność kwasu akrylowego = 84,4%.
P r z y k ł a d 4. Sposób utleniania akroleiny ditlenem w fazie ciekłej, katalizowanej przez NHPI i Cu(OAc)2*H2O pod ciśnieniem 1 atm., temperaturze 30°C.
Reakcję prowadzono w tych samych warunkach jak w przykładzie 1, z tym że zamiast octanu manganu(II) użyto uwodniony octan miedzi(II) w ilości 2,0 mg (0.01 mmola).
Po 0,5 godz. uzyskano wydajność kwasu akrylowego = 45,8%.
P r z y k ł a d 5. Sposób utleniania akroleiny ditlenem w fazie ciekłej, katalizowanej przez NHPI i Fe(acac)3 pod ciśnieniem 1 atm., temperaturze 30°C. Reakcję prowadzono w tych samych warunkach jak w przykładzie 1, z tym że zamiast octanu manganu(II) użyto tris(acetyloacetoniano)żelazo(III) w iloś ci 3,6 mg (0.01 mmola).
Po 19 godz. uzyskano wydajność kwasu akrylowego = 82,0%.
P r z y k ł a d 6. Sposób utleniania akroleiny ditlenem w fazie ciekłej, katalizowanej przez
NHPI i FeCl3 pod ciśnieniem 1 atm., temperaturze 30°C. Reakcję prowadzono w tych samych warunkach jak w przykładzie 1, z tym że zamiast octanu manganu(II) użyto trichlorożelazo(III) w iloś ci 2,0 mg (0.012 mmola).
Po 19 godz. uzyskano wydajność kwasu akrylowego = 85,9%.
P r z y k ł a d 7. Sposób utleniania akroleiny ditlenem w fazie ciekłej, katalizowanej przez NHPI i Cr(acac)3 pod ciś nieniem 1 atm., temperaturze 30°C. Reakcję prowadzono w tych samych warunkach jak w przykładzie 1, z tym że zamiast octanu manganu(II) użyto tris(acetyloacetoniano)chrom(III) w iloś ci 3,5 mg (0.01 mmola).
Po 21 godz. uzyskano wydajność kwasu akrylowego = 78,2%.
P r z y k ł a d 8. Sposób utleniania akroleiny ditlenem w fazie ciekłej, katalizowanej przez NHPI i Cr2(OAc)6*2H2O pod ciś nieniem 1 atm., temperaturze 30°C.
Reakcję prowadzono w tych samych warunkach jak w przykładzie 1, z tym że zamiast octanu manganu(II) użyto Cr2(OAc)6*2H2O w ilości 2,86 mg (0.006 mmola).
Po 18 godz. uzyskano wydajność kwasu akrylowego = 72,5%.
P r z y k ł a d 9. Sposób utleniania akroleiny ditlenem w fazie ciekłej, katalizowanej przez NHPI i TiO(acac)2 pod ciśnieniem 1 atm., temperaturze 30°C. Reakcję prowadzono w tych samych warunkach jak w przykładzie 1, z tym że zamiast octanu manganu(II) użyto bis(acetyloacetoniano)oksotytan(IV) w ilości 2,67 mg (0.01 mmola).
Po 21 godz. uzyskano wydajność kwasu akrylowego = 72,2%.
P r z y k ł a d 10. Sposób utleniania akroleiny ditlenem w fazie ciekłej, katalizowanej przez
NHPI i Mn(OAc)2*4H2O pod ciśnieniem 1 atm., w temperaturze 30°C.
Reakcję prowadzono w kolbie trójszyjnej zaopatrzonej w chłodnicę zwrotną, mieszadło mechaniczne i rurkę doprowadzającą ditlen. Kolbę ogrzewano w łaźni olejowej do temperatury 30 ± 1°C i po wypełnieniu aparatury ditlenem wprowadzono do kolby katalizator - NHPI w ilości 0.612 g (3.75 mmola) i kokatalizator - czterowodny octan manganu(II), Mn(OAc)2*4H2O, 61.5 mg (0.25 mmola) i 242 cm3 acetonitrylu (MeCN). Po rozpuszczeniu katalizatora do kolby dodano 8.3 cm3 (125 mmoli; stężenie początkowe = 0.5 M) świeżo destylowanej akroleiny, zwiększono szybkość mieszania do 650 obr./min i od tego momentu mierzono czas reakcji. W trakcie reakcji utrzymywano stały bardzo wolny przepływ ditlenu.
Po 9,5 godz. uzyskano wydajność kwasu akrylowego = 84,2%.
P r z y k ł a d 11. Sposób utleniania akroleiny powietrzem w fazie ciekł ej, katalizowanej przez
NHPI i Mn(OAc)2*4H2O pod ciśnieniem 19 atm., w temperaturze 23°C.
Reakcję prowadzono w stalowym reaktorze ciśnieniowym firmy TOP Industrie wyposażonym w mieszadł o mechaniczne. Do reaktora wprowadzono katalizator - NHPI w iloś ci 49.4 mg (0.3 mmola) i kokatalizator - czterowodny octan manganu(II), Mn(OAc)2*4H2O, 5.8 mg (0.024 mmola), 19,3 cm3 acetonitrylu (MeCN) i 0,7 cm3 (10,5 mmola; stężenie początkowe wynosiło 0.52 M) świeżo destylowanej akroleiny. Reaktor napełniano powietrzem do ciśnienia 19 atm., ustawiano szybkość mieszania na 850 obr./min i od tego momentu mierzono czas reakcji.
PL 211 205 B1
Po 20,5 godz. uzyskano wydajność kwasu akrylowego = 90,2%.
P r z y k ł a d 12. Sposób utleniania akroleiny ditlenem w fazie ciekłej, katalizowanej przez
NHPI i Mn(OAc)2*4H2O pod ciśnieniem 10 atm., w temperaturze 24°C.
Reakcję prowadzono w tych samych warunkach jak w przykładzie 11, z tym, że zamiast powietrza użyto ditlenu.
Po 7 godz. uzyskano wydajność kwasu akrylowego = 92,5%.
P r z y k ł a d 13. Sposób utleniania akroleiny ditlenem w fazie ciekłej, katalizowanej przez
NHPI i Mn(OAc)2*4H2O pod ciśnieniem 19 atm., w temperaturze 23°C.
Reakcję prowadzono w tych samych warunkach jak w przykładzie 11, z tym że zamiast acetonitrylu użyto acetonu.
Po 22 godz. uzyskano wydajność kwasu akrylowego = 80,0%.

Claims (2)

  1. Zastrzeżenia patentowe
    1. Sposób otrzymywania kwasu akrylowego, w reakcji utleniania akroleiny, znamienny tym, że rozcieńczony roztwór akroleiny o stężeniu od 0,5 do 0,6 M jest utleniany w fazie ciekłej, w acetonitrylu lub acetonie lub w 2-butanonie, za pomocą ditlenu lub powietrza pod zwiększonym ciśnieniem w obecności katalizatora homogenicznego sk ładającego się z N-hydroksyftalimidu w ilości od 2,5 do 3% molowych w stosunku do akroleiny i kompleksu metalu przejściowego w ilości od 0,17 do 0,2% molowych w stosunku do akroleiny, w temperaturze od 20 do 30°C, pod ciśnieniem od 1 do 20 atm.
  2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że kompleks metalu przejściowego zawiera chrom, kobalt, mangan, miedź, tytan lub żelazo.
PL390162A 2010-01-11 2010-01-11 Sposób otrzymywania kwasu akrylowego PL211205B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL390162A PL211205B1 (pl) 2010-01-11 2010-01-11 Sposób otrzymywania kwasu akrylowego

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL390162A PL211205B1 (pl) 2010-01-11 2010-01-11 Sposób otrzymywania kwasu akrylowego

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL390162A1 PL390162A1 (pl) 2011-07-18
PL211205B1 true PL211205B1 (pl) 2012-04-30

Family

ID=44357357

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL390162A PL211205B1 (pl) 2010-01-11 2010-01-11 Sposób otrzymywania kwasu akrylowego

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL211205B1 (pl)

Also Published As

Publication number Publication date
PL390162A1 (pl) 2011-07-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI257925B (en) Oxide catalyst composition
KR101876599B1 (ko) 아크롤레인/아크릴산의 개선된 제조 방법
KR101378251B1 (ko) 유기 출발 화합물의 불균일 촉매작용 부분적 기체 상 산화의 장시간 작업을 위한 방법
US9890105B2 (en) Method for producing methylmethacrylate
US6982347B2 (en) Heterogeneously catalyzed partial gas phase oxidation of acrolein to acrylic acid
KR101507616B1 (ko) 프로필렌의 불균질 촉매화 부분 기상 산화에 의한아크릴산의 형성 방법
US11905239B2 (en) Process for producing methacrylic acid or methacrylic acid esters
CN114127041B (zh) 制备甲基丙烯酸烷基酯和任选的甲基丙烯酸的方法
KR20140001899A (ko) 아크롤레인이 수득되는 프로펜의 불균질 촉매된 부분 기체 상 산화의 장기간 작업을 위한 방법
JP4788022B2 (ja) 芳香族ポリカルボン酸の製造法
RU2349573C2 (ru) Способ получения (мет)акриловой кислоты или (мет)акролеина
KR20100099230A (ko) 저급 알칸 탄화수소의 가암모니아 산화 및/또는 산화를 위한 혼합된 금속 산화물 촉매의 제조 방법
JP5891661B2 (ja) 芳香族ポリカルボン酸ポリクロライドの製造方法
US20040225158A1 (en) Heterogeneously catalyzed partial gas phase oxidation of propene to acrolein
PL212161B1 (pl) Sposób otrzymywania kwasu akrylowego
US6664416B2 (en) Process for producing (meth)acrylic acid
JP4041250B2 (ja) アクリル酸製造用触媒、その調製方法およびアクリル酸の製造方法
US20260097375A1 (en) Acrolein and/or acrylic acid production from propylene with reduced amount of high boiling point byproducts
JP7722119B2 (ja) シアン化水素の製造方法
JPH08301815A (ja) グリオキシル酸エステルの製造法
JP2024148850A (ja) シアン化水素の製造方法
WO2012010923A1 (en) Process for manufacturing acrolein from glycerol
KR20200033293A (ko) 불균일 촉매를 사용하여 산화적 에스터화에 의해 메틸 메타크릴레이트를 제조하는 방법