162258. lajstromszámú szabadalom • Eljárás olefinoxidok előállítására elektrokémiai oxidáció útján olefinekből

162258 nolt állitottak elő melléktermékként. Az ilyen eljárások hátrányosak amiatt is, hogy csak évenként 25 ezer tonna vagy annál több propilénoxid előállítása esetén alkalmazhatók gazdaságosan. A találmány célja, hogy elektrolitikus eljárást biztositson propilénoxid előállítására az emiitett hátrányok kiküszöbölése mellett. A találmány szerinti elektrolitikus eljárással biztositani kivánjuk, hogy a felhasznált propilénre számitva nagyobb hozammal lehessen propilénoxidot előállitani a lényegében értéktelen melléktermékek nem kívánatos mennyiségben való képződésének elkerülése mellett, ugyanakkor elkerüljük a költséges katalizátorok használatát, valamint megfelelő vizes közeg alkalmazásával az olyan korróziós problémákat, amelyeket a fémhalogenid elektrolitok használata okoz. A találmány közvetlen célja, hogy eljárást biztositson nagytisztaságu propilénoxid előállítására propilénből minimális tisztítási igénnyel és lényeges mennyiségű melléktermék képződése nélkül. Az ilyen melléktermékek eladási vagy kémiai felhasználási problémát okoznak, ezenkívül megnehezítik az olefinoxid tisztítását és képződésük rontja az áramkihasználást és a hozamot, mivel nagyobb olefinfogyasztást és elektrolit-fogyasztást okoz. A találmány további céljait az alábbiakban világítjuk meg az eljárásnak a csatolt rajzokra való utalással történő magyarázata során. Az 1. ábrán.a találmány szerinti eljáráshoz használható készülék egyik típusát mutatjuk be, ahol a propilént egy elektrolizálő cella anolitjával keverjük össze. A 2. ábrán a találmány szerinti eljáráshoz használható másik készüléktípust mutatjuk be, ahol az anolitot és a propilént nem az elektrolizáló cellában, hanem egy külön reaktorban keverjük össze. A találmány kitűzött céljait egy olyan propilénoxid előállítási eljárással érjük el, amelynek lényege, hogy a betáplált propilént acetát iónokat tartalmazó olyan anolittal keverjük össze, amelyet elektrolizálő cellában elektrolízissel állitottunk elő, majd az így nyert propilénoxidot elkülönítjük. A legjobb eredményeket fézacetát, kobaltacetát, talliumacetát, nikkelacetát, ezüstacetát és litiumacetát alkalmazásával értük el, amikor ezeket az acetátokat önmagukban vagy ecetsavval együtt használtuk az elektrolízishez. Kitűnt, hogy a legjobb eredményeket olyan fémek acetátjaival érhetjük el, amelyek több oxidációs állapotban fordulnak elő, alacsonyabb oxidációs fokon stabilabbak és az itt említendő komplexképzőkkel komplexet képeznek. A vizes elektrolit oldat előnyösen ezüstacetátot, ecetsavat és egy komplexképző anyagot, pl. egy heterociklusos gyürüs vegyületet tartalmaz, amelynek gyűrűjében legalább egy nitrogénatom van. Előnyös komplexképző szerek a piridin vegyületek. Az acetát bármilyen koncentrációban alkalmazható, előnyösen azonban a vizes közeg súlyára számítva 0,5 %-tól az acetátnak az elektrolízis hőmérsékletéhez tartozó telítési koncentrációjáig terjedő mennyiségű acetátot használunk. Egy előnyös vizes oldat 5 %-ot tartalmaz egy fent emiitett féiftacetátből, valamint 1 mól fémacetátra számitva 1-4 mól acetsavat és 3-5 mól komplexképző anyagot. Azt találtuk, hogy a propilénoxid hozamot és a cella áramkihasználását növelhetj ük, ha az anolithoz további mennyiségű komplexképző anyagot adunk. Az eljáráshoz bármilyen komplex -5 képző vegyületet használhatunk, igy pl. a gyűrűben nitrog^Ratdníiot tartatejgző.,. .heterociklusos vegyületeket} mint 1,3,4-triazolt, 1-hidroxi-piridint, piridiat, imidazolt, pirazolt és más hasonló vegyületeket. 10 A propilént bevezethetjük az elektrolizáló cellába az anód közelében, ahol a fent leirt vizes oldatot elektrolízisnek vetjük alá, vagy a propilént egy külön reaktorban, pl. egy abszorpciós kolonnában keverhetjük össze az elektrolízis után 15 odavezetett anolittal. Az utóbbi célra bármilyen szokásos reaktor alkalmazható, amely biztosítja a propilén és az anolit alapos összekeveredését. Ilyen reaktorként töltött kolonnákat, tányéros kolonnákat, szitatányéros kolonnákat, vagy más 20 hasonló berendezéseket használunk. A találmány szerinti eljárás egy előnyös kiviteli módja szerint az anolit egy részét folyamatosan elvezetjük az elektrolizáló cellából és egy elkülönített reaktoron vezetjük át, ahol összekeve-25 redik a propiléngázt tartalmazó fluidummal, azután visszatér a cella anódterébe. Az anolit propilénoxiddal telítődik, és a reaktorban a folyadékfázisból felszabadul a gázalakú propilénoxid és propilén, amelyeket elkülönítünk. A kinyert pro-30 pilénoxidot egy megfelelő módszerrel elválasztjuk a propiléntől, és a propilént visszavezetjük a reaktorba. A propilént előnyösen gázalakban vezetjük be a reaktorba egy üvegfritten keresztül vagy egy hasonló berendezéssel, amely biztosítja, 35 hogy a gáz kis buborékokkal haladjon át a folyadékfázison és egyenletesen eloszoljék benne. Azt találtuk,hogyapropilénoxidhozamát megnövelhetjük azáltal, ha a technika állása szerint alkalmazott fémhalogenidek és szerves savakkal 40 képzett alkálifémsók helyett a fent felsorolt acetátokat használjuk. Az anódtérből, vagy ha külön reaktort használunk, a reaktorból származó gáz lényegében reagálatlan propilénből és propilén- • oxidból áll. A propilénoxidot bármely megfelelő 45 módszerrel elválaszthatjuk a propiléntől, a legelőnyösebb azonban az, hogy a cellából vagy a reaktorból eltávozó gáz-ta magával ragadott elektrolit eltávolítása végett egy csapdán, majd egy száritón vezetjük át, azután egy hideg csapdán 50 keresztül, ahol a propilénoxid kondenzál .A csapda hőmérséklete tetszőleges lehet a propilénoxid és a propilén kondenzálódási hőmérséklete között. A találmány szerinti eljáráshoz bármilyen szokásos elektrolizáló cellát használhatunk. Ajánlatos, 55 de nem feltétlenül szükséges, hogy a cellát egy anioncserélő membránnal vagy diafragmával anódtérre és katődtérre osszuk fel, és igy megakadályozzuk a fémionok áthaladását a katolitba. A cella elválasztására bármely ismert membrán típust 60 használhatjuk. Rendszerint egy megfelelő ioncserélő gyantával impregnált textil szövetből álló membránt használunk. A kereskedelemben beszerezhető membránok közül a Tokuyama Soda Company of Japan által forgalomba hozott Ionac 65 Ma 3475 vagy Neosepta CL 2, 5 % vagy az Asaki 2