147455. lajstromszámú szabadalom • Eljárás fenolok gyártására
Megjelent: 1960. augusztus 31. ORSZACOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS 147.455. SZÄM 12. qu. 14—31. OSZTÁLY — AA—395. ALAPSZÁM SZOLGALATI TALÁLMÁNY Eljárás fenolok gyártására Általános Géptervező Iroda Feltalálók: Kálmán Imre vegyészmérnök, Tóth Isívánné vegyészmérnök, Galambos Jánosné vegyésztechnikus, mindhárman Budapesten A bejelentés napja: 1958. december 6. Fenolok gyártásának klasszikus módszere az aromás szénhidrogéneik szulfonálása, majd lúgolvadékban való ömlesztése. Egy mól. fenol ömlesztéséhez 2,2—2,5 mol., tö'bbértékű fenolok előállításához meg több lúg szükséges. A fenolgyártás lúgköltségének csökkentése lehetséges, ha az ömleeztést túlhevített vízgőzzel való 'hidrolízissel kapcsoljuk össze. A hidrolízis olvadt, vagy porszem anyagon való gőzátf utassal, történik 350—450° közötti hőmérsékleten. Az olvadék a szulfósavas sóból, ailkáli-iémhidroxidből és .alákifeinolátiből áll. Porszerű 'anyagot akkor kapunk, ha a. szulfósav alkáli sóját (mésszel keverjük össze. Az olvadékban való' átfűvaiás üzemi megvalósítása nehézkes. Az anyag gőzibefű vasra erősen habzik, A fenolképsődés 'melléktermékeként alkáliszuliít válik ki és; ezért az olvadék folyóssá gának biztosítására nagy íexiolát feleslegei kell alkalmazni. A í'anolátfeleisleg viszont a szennyezéseik képződését segíti elő, mert a szulfósavas eó lúg helyett íenoláttai reagál, pl: CeHöONa + CeH: ,SO :í Na = C 6 H-,OCr, + hfa 2 SO:! A porok hidrolízise sem. terjedt el. Ennek okai: a) A hidrolízis érzékenyebb szennyezésre, mint az cmlesztés, és a technikai szulfósavak mindig szennyezettek; •b) tiszta kiindulási anyagok esetén is a porszerű anyag felülete a szárítás és felmelegítés közben kátrányosodíhat, ezért a műveleteket védőgázban kell .végezni; . c) a hidrolízis hőmérsékletén a por tapadóvá, összesűlővé válik, ezért a friss anyagot nagymenynyiségű kireagált, nem tapadó porral kell hígítani; d). .az eljárás energiaigénye nagy, mert a képződő fenol súlyának sokszorosát kell por alakjában felmelegíteni és 400°-os vízgőz alakjában átfúvatni. A bemzolszulíósavak meszes hidrolízise a szakirodalomban ismert eljárás, de elterjedését a fenti nehézségiek akadályozzák. A találmány a felsorolt hátrányok kiküszöbölésére alkalmas új eljárás. Megfelelő minőségű tiszta benzolszulfósavat akkor kapunk, ha feleslegben levő cc. kénsavat cseppfolyós benzollal reagáltatjuk, a benzol f orrpontja alatti hőmérsékleten. A szulfonálásnáí. keletkező víz a kénsavat hígítja és emiatt a beadagolt, kénsavnak csak kib. a fele használható fel szulfonálásra. A kénsavfelesleget mésszel lecsapják és a gipszet kiszűrik. Ezt az eljárást magas savezükségíete miatt csak kovás helyen használják. A fenolüzemek nagyrésze 150—170°-ra hevített benzolgőzzel végzi a szulfonálást. A kénsavon átfúvatott benzolgőz egy része reagál, szulfonálódí'k, nagyobbik része a keletkező víz eltávolítására használódik fel. Ilyen módon a teljes kénsavmennyiség reakcióba vihető. Az üzemek 0,5—5% szabad kénsavtartalomig szu.lfonálna'k, mert ilyen alacsony kénsavtartalom a lúgos ömlesztésí már nem zavarja. A kénsav tartalom csökkenésével azonban a mellékreaikciók mennyisége növekedik és ezért a technikai benzolszulfósavak 1—7% szennyezést tartalmaznak. Vizsgálataink szerint a szennyezések akkor keletkeznek nagyobb mennyiségben, midőn a szulfonált oldat szabad kénsavtartalma 10% alá csökken. Az általunk javasolt eljárásnál előbb 70—80°-on cseppfolyós benzolt, majd 160—170°-on túlhevített benzolgőzt szulfonáluak vigyázva arra, hogy a melléktermékek mennyisége a 0,2%-ot ne haladja meg. 7—15% szabad kénsavíartalomnál a szulfonálást megszakítjuk, semlegesítjük és a kénsavfelesleget calciumcarkobáttal, mésszel vagy benzolszulfósavas kálciumoldattal leválasztjuk. Semlegesítésre a kireagált termékből kioldott nátrium-és káliumszulfitot használjuk, mely a fölöslegben. levő mésszel az oldáskor részben már hidroxiddá konvertálódott. A szennyezéseik a kicsapódó gipsz felületére tapadnak és a gipsszel együtt kiszűrhetők az oldatból. A szulfonálás kitermelése kénsavra számítva így 80—90%-ig emelhető és a termék tisztasága mégis megfelelő.
