Brevet FR2420520A1 — publié le 19791019

La présente invention concerne un procédé d'obtention d'oxyde de propylène et d'acide acétique qui peuvent etre utilisés dans l'in- dustrie chimique, l'industrie alimentaire et 11 industrie légère en tant que matière de départ dans la production de polymères, de fibres artificielles, de solvants. On connait actuellement un procédé d'obtention d'oxyde de propylène et d'acide acétique par oxydation du propylène et de l'acétaldéhyde avec un gaz contenant de l'oxygène, en phase liquide, en présence d'un catalyseur homogène et à une température de 150 à 2500 C. On emploie comme catalyseur homogène des sels de cobalt, manganèse et ruthénium. La sélectivité de formation de l'oxyde de propylène évaluée par rapport à l'acétaldéhyde consommé est de 35 o en mole. Un inconvénient du procédé indiqué tient à une faible sélectivité de formation de l'oxyde de propylène par rapport à l'acétaldé- hyde ayant réagi. On connat également un procédé d'obtention d'oxyde de propylène et d'acide acétique par oXydation du propylène et de l'acétaldéhyde avec un gaz contenant de 11 oxygène, en presence d'un catalyseur homogène, notamment d'oxyde d'argent, à une température de 70 à 1500C et à une pression de 2 à 60 atmosphères. a sélectivité de formation de oxyde de propylène évaluée par rapport à l'acétaldéhyde ne dépasse pas 70 % en mole. Un iriconvénient de ce procédé est une faible sélectivité de formation de oxyde de propylène par rapport à l'acétaldéhyde consommé. Le but de l'invention est d'éliminer les inconvénients indiqués des procédés connus. Conformément à ce but, on s'est proposé, dans le procédé de préparation d'oxyde de propylène et d'acide acétique, en choisissant un catalyseur correspondant, d'améliorer la sélectivité de formation de l'oxyde de propylène évaluée par rapport à l'acétaldéhyde consommé. La solution consiste en ce que dans le procédé de préparation de l'oxyde de propylène de l'acétaldéhyde par oxydation du propylène et de l'aeétaldzhyde avec un gaz contenant de l'oxygène, en phase liquide, en présence 'un catalyseur, à une température de 70 à 1000C et sous une pression de 40 à 50 atmosphères, suivant l'invention, on utilise en tant que catalyseur des borures oe tantale, de molybdène, de zirconium ou d'azote. Il est avantageux d'employer dans ce procédé le catalyseur à raison de 0,1 à 0,2 Y du poids du mélange réactionnel. Le procédé proposé de préparation de l'oxyde de propylène et de l'acide acétique est réalisé comme suit. On place dans un réacteur métallique les composés initiaux liquéfiés ainsi que le catalyseur en poudre, c'est-à-dire les borures de tantale, de molybdène, de zirconium ou d'ascte, à raison de 0,1 à 0,2 , du poids du mélange réactionnel. On augmente la pression Jusqu a 40-50 atmosphères et on élève la température jusqu'à 70-100 C on fait ensuite passer le gaz contenant de I oxygène à une teneur en O de 10 à 100 5 en volume, à une vitesse de 10 à ,2 l/h. On pour suit la réaction pendant 1-1 ,5 heures.La réaction terminée, on sépare les produits désirés par rectification . il est préférable d'utiliser comme gaz contenant de l'oxygène de l'air et d'effectuer la réaction d'oxydation à une température de 70 à e00 C et à une pression de 40 atmosphères. Le catalyseur est préparé par synthèse à haute température à partir des éléments correspondants. L'emploi, comme catalyseur, des borures de tantale, de molybiè- ne, de zirconium ou d'azote dans ce procédé permet d'augmenter la sélectivité de formation de l'oxyde de propylène évaluée par rapport à l'acétaldéhyde consommé jusqu'à une valeur de 93 % en mole. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la descreption qui va suivre d'exemples de réalisation concrets. Exemple t On place dans un réacteur métallique de 200 cm3 de volume 40 ml (24 g) de propylène liquéfié, 10 ml (7,5 g) d'acétaldéhyde et 40 ml (35 g) de benzène (solvant) et on introduit 0,1 g de borure de tantale. On rend l'installation étanche et on admet de l'air jusqu'à une pression de 40 atmosphères et on porte à une température de 700o. On effectue ensuite un barbotage de l'air à travers le réacteur à une vitesse de 10 à 12 lXh. On achève l'oxydation après 1,25 h, on réduit la pression et on évapore le propylène non entré en réaction à la température de chambre. On isole par rectification l'oxyde de propylène et l'acide acétique dans la partie liquide restante, à sa voir le produit d'oxydation. On fait l'analyse de la partie liquide restante (produit d'oxydation). On donne ci-dessous la composition du produit d'oxydation et les rendements en oxyde de propylène et en acide acétique. Teneur en oxyde de propylène du produit d'oxydation - 4,6 g Teneur en acide acétique du produit d'oxydation - 5,0 g Teneur en acétaldéhyde du produit d'oxydation - 4,0 g Taux de conversion par rapport à l'acétaldéhyde - 49 % Taux de conversion par rapport au propylène - 13,8 % Sélectivité de formation de l'oxyde de propylène par rapport à l'acétaldéhyde - 93 % en mole Sélectivité de formation de l'acide acétique par rapport à l'acétaldéhyde - 96 % en mole. Exemple 2 le procédé d'obtention de l'oxyde de propylène et de l'acide acétique est mis en oeuvre comme dans l'exemple 1. On utilise comme catalyseur le borure d'azote. On donne ci-dessous la composition du produit d'oxydation et les rendements en oxyde de propylène et en acide acétique. Teneur en oxyde de propylène du produit d'oxydation - 4,5 g Teneur en acide acétique du produit d'oxydation - 4,9 g Teneur en acétaldéhyde du produit d'oxydation - 4,2 g Taux de conversion par rapport à l'acétaldéhyde - 46 % Taux de conversion par rapport au propylène - 13,5 % Sélectivité de formation de l'oxyde de propylène par rapport a' l'acétaldéhyde - 93 Sélectivité de formation de l'acide acétique par rapport à l'acétaldéhyde - 98 M. Exemple 3 le procédé d'obtention de l'oxyde de propylène et de l'acide acétique est réalisé d'une façon analogue à celle de l'exemple 1. On utilise comme catalyseur le borure de molybdène, la réaction d'oxydation étant conduite pendant 1 ,5 heures. On donne ci-dessous la composition du produit d'oxydation et les rendements en oxyde de propylène et en acide acétique. Teneur en oxyde de propylène du produit d'oxydation - 3,2 g Teneur en acide acétique du produit d'oxydation - 4,2 g Teneur en acétaldéhyde du produit d'oxydation - 4,8 g Taux de conversion par rapport à l'acétaldéhyde - 38 % Taux de conversion par rapport au propylène - 9,7 % Sélectivité de formation de l'oxyde de propylène par rapport à l'acétaldéhyde - 80 ffi en mole Sélectivité de formation de l'acide acétique par rapport à l'acétaldéhyde - 95 % en mole. Exemple 4 1e procédé d'obtention de l'oxyde de propylène et de l'acide acétique est mis en oeuvre comme dans l'exemple 1. On emploie comme catalyseur le borure de zirconium, la réaction d'oxydation étant conduite pendant 1,5 heures. On donne ci-dessous la composition du produit d'oxydation et les rendements en oxyde de propylène et de l'acide acétique. Teneur en oxyde de propylène du produit d'oxydation - 3,6 g Teneur en acide acétique du produit d'oxydation - 4,7 g Teneur en acétaldéhyde du produit d'oxydation - 4,1 g Taux de conversion par rapport à l'acétaldéhyde - 47 % Taux de conversion par rapport au propylène - 10,9 ffi Sélectivité de formation de oxyde de propylène par rapport à l'acétaldéhyde - 78 % en mole Sélectivité de formation de l'acide acétique par rapport à l'acétaldéhyde - 95 % en mole. Exemple 5 On place dans un réacteur métallique de 200 cm3 de volume 40 ml (24 g) de propylène liquéfié, 10 ml (7,5 g) d'acétaldéhyde et 40 ml (35 g) de benzène (solvant) et on introduit 0,2 g de borure de tantale. On rend l'installation étanche, on admet de l'air jusqu'à une pression de 50 atmosphères et on chauffe jusqu'à 1000 C. On fait ensuite barboter l'air à travers le réacteur à une vitesse de 10 à 12 l/h. On arrete l'oxydation une heure apyres, puis on réduit la pression et on évapore le propylène non entré en réaction à la tem pérature de chambre. On isole par rectification l'oxyde de propylène et l'acide acétique dans la partie liquide restante (produit d'oxydation). La partie liquide restante (produit d'oxydation) est ana- lysée. On donne ci-dessous la composition du produit d'oxydation et les rendements en oxyde de propylène et en acide acétique. Teneur en oxode de propylène du produit d'oxydation - 4,7 g Teneur en acide acétique du produit d'oxydation - 5,1 g Taux de conversion par rapport à l'acétaldéhyde - 50 % Taux de conversion par rapport au propylène - 14 0 Sélectivité de formation de l'oxyde de propylène par rapport à l'acétaldéhyde - 75 c,,J. en mole Sélectivité de formation de l'acide acétique par rapport à 1'acétaldéhyde - 92 % en mole. Revendications 1 - Procédé e préparation d'oxyde de propylène et d'acide acé- tique par oxydation du propylène et de l'acétaldéhyde avec un gaz contenant e l'oxygène, en phase liquide, en présence d'un catalypeur, à une température de 70 à 100 C et à une pression de 40 à 50 atmosphères, caractérisé en ce qu'on utilise comme catalyseur des borures de tantale, de molybdène, de zirconium ou d'azote. 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on utilise le catalyseur à raison de 0,1 à 0,2 : du poids du mélange réactionnel.