DE1283226B

DE1283226B - Process for the production of vinyl acetate

Info

Publication number: DE1283226B
Application number: DEF52854A
Authority: DE
Inventors: Dr Walter Kroenig; Dr Gerhard Scharfe
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1967-07-04
Filing date: 1967-07-04
Publication date: 1968-11-21
Also published as: AT277954B; NL6809413A; GB1216018A; NO124107B; CH498079A; BE717624A; ES355701A1; SE337587B

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Int. Cl.:Int. Cl .:

C07cC07c

Deutsche Kl.: 12 ο-19/03German class: 12 o-19/03

Nummer: 1 283 226Number: 1 283 226

Aktenzeichen: P 12 83 226.7-42 (F 52854)File number: P 12 83 226.7-42 (F 52854)

Anmeldetag: 4. Juli 1967 Filing date: July 4, 1967

Auslegetag: 21. November 1968Opening day: November 21, 1968

Es ist bekannt, Vinylacetat durch Umsetzung von Äthylen, Essigsäure und Sauerstoff bei Temperaturen von 50 bis 300° C und gewöhnlichem oder erhöhtem Druck in Gegenwart eines elementares Edelmetall enthaltenden Katalysators herzustellen (deutsche Patentschrift 1185 604).It is known to produce vinyl acetate by reacting ethylene, acetic acid and oxygen at temperatures from 50 to 300 ° C and ordinary or elevated pressure in the presence of an elemental noble metal containing catalyst to produce (German Patent 1185 604).

Bei dem bekannten Verfahren werden als Rohstoffe Äthylen, Essigsäure und Sauerstoff benötigt.In the known process, ethylene, acetic acid and oxygen are required as raw materials.

Es wurde nun gefunden, daß man bei der Herstellung von Vinylacetat durch Umsetzung von Äthylen mit Essigsäure und Sauerstoff in Gegenwart eines elementares Edelmetall enthaltenden Katalysators bei 50 bis 300° C und gewöhnlichem oder erhöhtem Druck in besonders vorteilhafter Weise arbeitet, wenn man das Reaktionsprodukt in eine Gasphase und eine flüssige Phase trennt, die kondensierten Anteile ganz oder teilweise in flüssiger Phase auf 100 bis 300° C erhitzt, den dabei erhaltenen Acetaldehyd zu Essigsäure oxydiert und diese in die Reaktion zurückführt.It has now been found that in the production of vinyl acetate by reacting Ethylene with acetic acid and oxygen in the presence of a catalyst containing elemental noble metal at 50 to 300 ° C and ordinary or elevated pressure in a particularly advantageous manner works when the reaction product is separated into a gas phase and a liquid phase, which condensed Shares wholly or partially heated in the liquid phase to 100 to 300 ° C, the resulting Acetaldehyde is oxidized to acetic acid and this is returned to the reaction.

Die kondensierten Anteile werden bei dem erfindungsgemäßen Verfahren normalerweise ohne irgendeine weitere Behandlung in die Nachbehandlung eingesetzt, bei der durch Umsetzung des Vinylacetats mit dem in den kondensierten Anteilen enthaltenden Wasser Acetaldehyd und Essigsäure entstehen. Um die Bildung von Polymeren weitgehend zu vermeiden, ist es vorteilhaft, in den kondensierten Anteilen gelösten Sauerstoff vor der Nachbehandlung zu entfernen. Im allgemeinen genügt es, die kondensierten Anteile vor der Nachbehandlung drucklos zu entspannen. Hierbei wird gelöstes Äthylen frei und nimmt noch gelöste Spuren Sauerstoff mit. Man kann ferner den kondensierten Anteilen vor der Nachbehandlung kleine Mengen Wasser zusetzen.The condensed fractions are normally used in the process of the invention without any further treatment used in the aftertreatment, in the case of the conversion of the vinyl acetate Acetaldehyde and acetic acid are formed with the water contained in the condensed fractions. Around To largely avoid the formation of polymers, it is advantageous in the condensed fractions remove dissolved oxygen prior to post-treatment. In general, it is sufficient to use the condensed Relax parts without pressure before the follow-up treatment. Here dissolved ethylene is released and still takes dissolved traces of oxygen with it. You can also use the condensed fractions before the aftertreatment add small amounts of water.

Der Grad der Umsetzung des Vinylacetats zu Acetaldehyd richtet sich nach den Bedingungen wie Temperatur, Druck und Verweilzeit. Die Temperaturen liegen bei 100 bis 300° C, vorzugsweise bei 150 bis 250° C. Die angewendeten Drücke liegen vorzugsweise unter 50 at und die mittleren Verweilzeiten unter 2 Stunden.The degree of conversion of the vinyl acetate to acetaldehyde depends on the conditions such as Temperature, pressure and dwell time. The temperatures are from 100 to 300 ° C., preferably at 150 to 250 ° C. The pressures used are preferably below 50 atm and the mean residence times under 2 hours.

Um die für die Oxydation zu Essigsäure benötigten Mengen Acetaldehyd zu erhalten, kann man entweder die gsamten kondensierten Anteile in die Nachbehandlung einsetzen und solche Bedingungen wählen, daß nur ein Teil des vorhandenen Vinylacetats zu Acetaldehyd umgesetzt wird, oder aber man kann nur einen Teil der kondensierten Anteile in die Nachbehandlung einsetzen und die Bedingungen so wählen, daß praktisch das ganze Vinylacetat zu Acetaldehyd umgesetzt wird.In order to obtain the quantities of acetaldehyde required for the oxidation to acetic acid, one can either use the entire condensed fractions in the aftertreatment and such conditions choose that only part of the vinyl acetate present is converted to acetaldehyde, or else you can only use part of the condensed fractions in the aftertreatment and the conditions choose so that practically all of the vinyl acetate is converted to acetaldehyde.

Verfahren zur Herstellung von VinylacetatProcess for the production of vinyl acetate

Anmelder:Applicant:

Farbenfabriken Bayer AG, 5090 LeverkusenFarbenfabriken Bayer AG, 5090 Leverkusen

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

Dr. Walter Krönig,Dr. Walter Krönig,

Dr. Gerhard Scharfe, 5090 LeverkusenDr. Gerhard Scharfe, 5090 Leverkusen

Für die Umsetzung des Acetaldehyds zu Essigsäure kann man beispielsweise den bei der Nachbehandlung entstandenen Acetaldehyd destülativ abtrennen und in Gegenwart von Essigsäure mit Sauerstoff oxydieren, wobei man aus der Kreislauf-Essigsäure zuvor das gebildete Vinylacetat abtrennt. Diese Oxydation kann man vorteilhafterweise in senkrechten, mit Kühlschlangen versehenen Rohren durchführen. Zur Beschleunigung der Reaktion kann man in Gegenwart von Katalysatoren arbeiten, wie Acetaten von Mangan, Kobalt, Chrom, die vorteilhaft in der Essigsäure gelöst sind. Man arbeitet zweckmäßigerweise bei schwach erhöhtem Druck derart, daß man in die mit der Essigsäure gefüllten Rohre unten den Acetaldehyd einleitet und den benötigten Sauerstoff in verschiedenen Höhen des Rohres zugibt. Man kann die Oxydation auch ausschließlich in Gegenwart der Essigsäure durchführen, die sich aus der Oxydation des Acetaldehyds gebildet hat. Die bei der Oxydation neu entstandene Essigsäure trennt man von der katalysatorhaltigen Lösung vorteilhaft durch Destillation ab. Man kann diese Destillation in Kombination mit der Herstellung des Vinylacetats in einem Verdampfer durchführen, durch welchen das überwiegend aus Äthylen bestehende Kreislaufgas der Vinylacetat-Erzeugung hindurchgeführt wird; durch diese Erniedrigung des Partialdrucks wird die Verdampfung der Essigsäure wesentlich erleichtert. Den im Rückstand der Verdampfung verbleibenden Katalysator führt man in den Reaktor für die Oxydation des Acetaldehyds zurück. Man kann die Oxydation des Acetaldehyds mit Sauerstoff auch in der Gasphase in Gegenwart fest angeordneter Katalysatoren durchführen, wobei man vorteilhafterweise die Essigsäure dampfförmig im Kreislauf führt.For the conversion of the acetaldehyde to acetic acid, one can use, for example, that of the aftertreatment Separate the acetaldehyde formed by distillation and in the presence of acetic acid with oxygen oxidize, whereby the vinyl acetate formed is separated from the circulating acetic acid beforehand. These Oxidation can advantageously be carried out in vertical tubes provided with cooling coils carry out. To accelerate the reaction you can work in the presence of catalysts, such as Acetates of manganese, cobalt, chromium, which are advantageously dissolved in acetic acid. One works expediently at a slightly increased pressure such that one is filled with the acetic acid in the Pipes below the acetaldehyde introduces and the required oxygen at different levels of the Rohres admits. The oxidation can also be carried out exclusively in the presence of acetic acid, formed from the oxidation of acetaldehyde. The newly formed acetic acid during the oxidation the catalyst-containing solution is advantageously separated off by distillation. You can do this Perform distillation in combination with the production of vinyl acetate in an evaporator, through which the circulating gas, consisting predominantly of ethylene, of vinyl acetate production is passed through; This lowering of the partial pressure causes the evaporation of the acetic acid much easier. The catalyst remaining in the residue of the evaporation is introduced into return the reactor for the oxidation of acetaldehyde. One can do the oxidation of acetaldehyde Carry out with oxygen also in the gas phase in the presence of fixed catalysts, wherein the acetic acid is advantageously circulated in vapor form.

Die nach der Nachbehandlung anfallenden Reaktionsprodukte können destülativ aufgearbeitet werden. Hierbei wird das aus den Rohstoffen ÄthylenThe reaction products obtained after the aftertreatment can be worked up by distillation. This is made from the raw material ethylene

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und Sauerstoff hergestellte Vinylacetat isoliert. Gleichfalls werden die bei der Vinylacetat-Herstellung nicht umgesetzte Essigsäure und die bei der Nachbehandlung entstandene Essigsäure wiedergewonnen und können in die Umsetzung mit Äthylen zurückgeführt werden.vinyl acetate produced and oxygen isolated. The same applies to the manufacture of vinyl acetate unconverted acetic acid and the acetic acid formed in the aftertreatment recovered and can be returned to the reaction with ethylene.

Beispiel 1example 1

In einem Reaktionsrohr von 25 mm innerem Durchmesser und 2 m Länge befinden sich 950 ml eines fest angeordneten Katalysators, bestehend aus Kieselsäurekugeln von 3 bis 4 mm Durchmesser, enthaltend je 1 Liter 3,3 g Palladium, 1,5 g Gold und 30 g Kaliumacetat. Durch dieses Reaktionsrohr werden stündlich bei 164° C und 5 atü 560 g Äthylen, 64 g Sauerstoff und 540 g Essigsäure, die im Verlaufe des Verfahrens gewonnen werden, geleitet. Das Reaktionsprodukt wird unter Druck auf 20° C gekühlt und die sich dabei bildende flüssige Phase auf 0 atü entspannt. Es fallen stündlich 626 g flüssige Phase drucklos an. Die flüssige Phase hat folgende Zusammensetzung in Gewichtsprozent: 24,0 Vinylacetat, 6,2 Wasser und 79,8 Essigsäure. Die flüssige Phase wird bei 25 atü und 196° C durch ein leeres Rohr von 500 ml Inhalt geleitet, dann gekühlt und drucklos in eine kontinuierliche Destillationskolonne entspannt. Am Kopf der Kolonne werden stündlich 42 g Acetaldehyd abgenommen. Der Acetaldehyd wird gasförmig durch ein senkrecht stehendes, mit Kühlschlangen versehenes Rohr geleitet, in welchem sich Essigsäure befindet, in der 0,1 Gewichtsprozent Manganacetat gelöst sind. Außerdem wird Sauerstoff eingeleitet, verteilt auf verschiedene Höhen des Rohres. Durch 11 Essigsäure werden stündlich 42 g Acetaldehyd und 40 g Sauerstoff geleitet. Der Druck im Reaktionsraum wird auf 3 at gehalten und die Temperatur durch Kühlung auf 60° C eingestellt. Die gebildete Essigsäure, von der 54 g aus den eingesetzten 42 g Acetaldehyd erhalten werden, wird von der Katalysatorlösung destillativ abgetrennt.A reaction tube with an internal diameter of 25 mm and a length of 2 m contains 950 ml a fixed catalyst consisting of silica spheres 3 to 4 mm in diameter, each containing 1 liter 3.3 g palladium, 1.5 g gold and 30 g potassium acetate. Be through this reaction tube hourly at 164 ° C and 5 atmospheres 560 g of ethylene, 64 g of oxygen and 540 g of acetic acid, which in the course of the proceedings. The reaction product is cooled to 20 ° C. under pressure and the resulting liquid phase is relaxed to 0 atm. Every hour, 626 g of liquid fall Phase depressurized. The liquid phase has the following composition in percent by weight: 24.0 vinyl acetate, 6.2 water and 79.8 acetic acid. The liquid phase is at 25 atm and 196 ° C by an empty 500 ml tube, then cooled and pressureless into a continuous distillation column relaxed. At the top of the column, 42 g of acetaldehyde are taken off every hour. The acetaldehyde is passed in gaseous form through a vertical pipe with cooling coils in which there is acetic acid, in which 0.1 percent by weight of manganese acetate is dissolved. It also gets oxygen initiated, distributed at different heights of the pipe. 11 acetic acid gives 42 g per hour Acetaldehyde and 40 g of oxygen passed. The pressure in the reaction space is kept at 3 at and the Temperature adjusted to 60 ° C by cooling. The acetic acid formed, of which 54 g are used 42 g of acetaldehyde are obtained, is separated from the catalyst solution by distillation.

Aus dem Sumpf der Destillationskolonne, in der über Kopf Acetaldehyd genommen wird, werden durch destillative Aufarbeitung stündlich gewonnen: 67 g Vinylacetat und 486 g Essigsäure.From the bottom of the distillation column, in which acetaldehyde is taken overhead, are Obtained hourly by work-up by distillation: 67 g of vinyl acetate and 486 g of acetic acid.

Diese Essigsäure wird mit der aus der Oxydation des Acetaldehyde gewonnenen Essigsäure vereinigt und gibt die 540 g Essigsäure, die — wie oben erwähnt — stündlich in den Reaktor für die Herstellung des Vinylacetats eingesetzt werden.This acetic acid is combined with the acetic acid obtained from the oxidation of the acetaldehyde and gives the 540 g of acetic acid, which - as mentioned above - every hour in the reactor for the production of the vinyl acetate are used.

Über den gesamten Prozeß werden aus 56 g Äthylen durch Umsetzung mit Sauerstoff ohne Zufuhr von Frisch-Essigsäure stündlich 67 g Vinylacetat gebildet, das sind 77% der Theorie entsprechend der Reaktion 2 C₂H₄ + 1,5 O₂-^- Vinylacetat + H₂O.Over the entire process, 67 g of vinyl acetate per hour are formed from 56 g of ethylene by reaction with oxygen without the addition of fresh acetic acid, that is 77% of theory corresponding to the reaction 2 C ₂ H ₄ + 1.5 O ₂ - ^ - vinyl acetate + H ₂ O.

Beispiel 2Example 2

In eine Druckdestillationskolonne, deren Blase mit einem Flüssigkeitsinhalt von 11 gefahren wird, wird stündlich 1 kg eines Gemisches aus 24,1 Gewichtsprozent Vinylacetat, 8,7 Gewichtsprozent Wasser und 67,2 Gewichtsprozent Essigsäure eingepumpt. Der Sumpf der Kolonne wird auf eine Temperatur von 184° C erhitzt. Es stellt sich in der Kolonne ein Druck von 7,5 atü ein. Am Kopf der Kolonne werden stündlich 66 g Acetaldehyd entnommen. Am Sumpf werden stündlich 933 g eines Gemisches aus 12,0 Gewichtsprozent Vinylacetat, 6,3 Gewichtsprozent Wasser und 81,7 Gewichtsprozent Essigsäure abgenommen.Into a pressure distillation column, the bubble of which is driven with a liquid content of 11 hourly 1 kg of a mixture of 24.1 percent by weight vinyl acetate, 8.7 percent by weight water and 67.2 percent by weight acetic acid pumped in. The bottom of the column is at a temperature of 184 ° C heated. A pressure of 7.5 atmospheres is established in the column. Be at the head of the column 66 g of acetaldehyde taken hourly. At the bottom, 933 g of a mixture per hour are obtained 12.0 percent by weight vinyl acetate, 6.3 percent by weight water and 81.7 percent by weight acetic acid removed.

Claims

Patentansprüche:Patent claims:

1. Verfahren zur Herstellung von Vinylacetat durch Umsetzung von Äthylen mit Essigsäure und Sauerstoff in Gegenwart eines elementares Edelmetall enthaltenden Katalysators bei 50 bis 300° C und gewöhnlichem oder erhöhtem Druck, dadurch gekennzeichnet, daß man das Reaktionsprodukt in eine Gasphase und eine flüssige Phase trennt, die kondensierten Anteile ganz oder teilweise in flüssiger Phase auf 100 bis 300° C erhitzt, den dabei erhaltenen Acetaldehyd zu Essigsäure oxydiert und diese in die Reaktion zurückführt.1. Process for the production of vinyl acetate by reacting ethylene with acetic acid and oxygen in the presence of a catalyst containing elemental noble metal at 50 to 300 ° C and normal or elevated pressure, characterized in that the The reaction product separates into a gas phase and a liquid phase, the condensed components heated entirely or partially in the liquid phase to 100 to 300 ° C, the acetaldehyde obtained oxidized to acetic acid and returned this to the reaction.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das gesamte flüssige Reaktionsprodukt aus der Äthylenumsetzung der Nachbehandlung unterwirft und einen solchen Anteil des darin enthaltenen Vinylacetats zu Acetaldehyd umsetzt, daß aus dem Acetaldehyd die für die Äthylenumsetzung benötigte Menge Essigsäure hergestellt werden kann.2. The method according to claim 1, characterized in that the entire liquid Reaction product from the ethylene conversion subjected to the aftertreatment and such Share of the vinyl acetate contained therein converts to acetaldehyde that from the acetaldehyde the amount of acetic acid required for the ethylene conversion can be produced.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man einen solchen Anteil des flüssigen Reaktionsproduktes aus der Äthylenumsetzung der Nachbehandlung unterwirft, daß bei praktisch vollständiger Umsetzung des in diesem Teil des Reaktionsproduktes befindlichen Acetaldehyde die Menge Acetaldehyd entsteht, die für die Herstellung der für die Umsetzung mit Äthylen benötigten Menge Essigsäure erforderlich ist.3. The method according to claim 1, characterized in that such a proportion of the liquid reaction product from the ethylene conversion of the aftertreatment subjects that with practically complete conversion of the part of the reaction product in this part Acetaldehyde the amount of acetaldehyde that is created for the production of the for the implementation with Ethylene required amount of acetic acid is required.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den im flüssigen Produkt der Äthylenumsetzung gelösten Sauerstoff entfernt, bevor man das Produkt der Nachbehandlung unterwirft.4. The method according to claim 1, characterized in that the in the liquid product The ethylene conversion removes dissolved oxygen before the product of the aftertreatment subject.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man aus dem Produkt der Nachbehandlung den Acetaldehyd abtrennt und dann der Oxydation zu Essigsäure unterwirft.5. The method according to claim 1 to 4, characterized in that from the product of Aftertreatment separates the acetaldehyde and then subjecting it to oxidation to acetic acid.

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man dem flüssigen Reaktionsprodukt vor der Nachbehandlung Wasser zusetzt.6. The method according to claim 1 to 3, characterized in that the liquid reaction product add water before post-treatment.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschriften Nr. 1239 293,
1216290.Considered publications:
German Auslegeschrift No. 1239 293,
1216290.

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