139905. lajstromszámú szabadalom • Eljárás pirazin előállítására

2 t39905. piperazint dehidrogenizáló katalizátor fölött vezetjük el. A gőz áramlásának sebességét és így az időtartamot, amely alatt a gőz a katalizátorral érintkezik, semleges gázok; 5 hozzákeverésével szabályozhatjuk. A katalizátor behatása után a gőzöket lecsapjuk, a pirazint összegyűjtjük és a változatlan piperazint elkülönítve, újból visszavezetjük a. körfolyamba. Ezzel az eljárással a katalizáló toron való egyszeri átvezetéssel 45%-os hozadékot értetünk el. Azáltal, hogy a változatlan piperazint visszavezetjük, az elfogyasztott pipérazinra számított 75%-os hozadékot, sőt többet is, elérhetünk. 15 Az eljárás előnye, hogy nem igényel speciális készüléket, célszerűen a piperazint a katalizáló övön megszabott sebességgel vezetjük át. Ezért az áramlási sebességet szabályozó szerveket alkalmazunk. A hígító 20 gáz vagy gőz mennyiségét is célszerű szabályozni, mert ezzel its szabály ózhatjuk az érintkezési időtartamot. Ezek a szabályozószerkezetek igen egyszerűek lehetnek, pl. egy áramlási sebességmérő és egy kézi sze-25 lep, de bonyolultabb önműködő szabályozó -készülékeket is alkalmazhatunk. Célszerű az anyagot tökéletesen elgőzölögtetni, mielőtt a katalizátorhoz jut, hogy a katalízis lehetőleg egyenletes legyen. En-30 nek elérésére a katakzáló tér. elé elgőzölögtető teret iktatunk. A piperazint, ill. hidrátját közvetlenül táplálhatjuk az elgőzölögtető térbe. Az elgőzölögtetés! rendesen hevítéssel végezzük. A fejlődő gőzöket sem-35 leges gázárammal szállíthatjuk a katalizátorhoz. A piperazint az elgőzölögtetés előtt is keverhetjük a semleges gázokkal, ami főképpen akkor előnyös, ha a piperazint illó oldószeres oldatban dolgozzuk fel. 40 Az elgőzölögtetőből a gáz és gőz keverékét a katallzálótérbe vezetjük, ahol a dehidrogénezés megy végbe. A katalizátort célszerűen csőalakú tartányba helyezzük. A katalizálótérből a gáz-gőz-keverékből tet-45 szőleges szerkezetű kondenzátorban lecsapjuk a gőzöket, míg a gázok továbbmennek. Célszerű a kondenzátorral írakc'onálókészüléket kapcsolni, hogy a pirazint a változatlan pipenazintól, víz-, vagy egyéb kon-50 denzálható gőzöktől elkülönítsük. A frakcionálókészülék a kondenzátorral egyesíthető, vagy pedig az egész kondenzált tömeget utólag frakcionálhatjuk. Ez utóbb: eljárás célszerűbb, ha a reakció víz jelenlété-55 ben folyik le, mert a víz és pirazin állandó forrpontú keveréket alkot és előnyös az egész kondenzátumot vízmentesítem, mielőtt a frakciionálást végezzük. A vízmentesítést vízelnyelő anyaggal, pl. tablettázott nátronlúggal, vízmentes nátriumszulfáttal, 60 kalciumkloriddal, vagy hasonlóval végezhetjük. Az. eljárás nyersanyagaként akár piperazint, akár pedig piperazinhexahidrátot használhatunk, mert mindegyiknek megvannak 65 a maga előnyei. így pl. egyenletes áramlás biztosítására célszerűbb a nyersanyagot folyadék alakjában bevezetni. A hidrát eló'nyösebb, mert könnyebben olvad, mint a piperazin és könnyebben gőzölögtethető el. Vi- 70 szont a fcondenzátum több vizet tartalmaz. ami a pirazin tisztítását megnehezíti.:.Azonban a végleges dehidrogenizáció szempontjából egyik alaknak sincs előnye. Az alábbiakban : és az igénypontokban is piperazin 75 alatt a hidrátját is értjük. Többé-kevésbé ismertté vált a gyakorlatban a katalizálandó gőzöknek hígítása ia katalizátorral való' érintkezés időtartamának szabályozására és a mellékre alkciók elnyo- S0 mására. A találmány szerinti eljárásnál bármely semleges gázt használhatunk. Nitrogénnel és vízgőzzel jó eredmény érhető el. A piperazin táplálását is lehet hígítással szabályozni. Célszerű piperazin illó oldó- 85 szeres oldatát használni, amidőn az elpárolgó oldószer gőzei részben viagy egészben helyettesítik a hígítás végett hozzákeverendő semleges gázokat. A benzol piperazinból szobahőmérsékleten mintegy 4%'-ot old. Ez 90 a telített oldat jó eredménnyel használható, mert a benzol a katalizálást nem gátolja. Más illó oldószereket is használhatunk, pl. kinolint, toluolt és xylolt. A telített benzol oldat jó eredményt ad és könnyen készít- fb tető, miért is előnyben részesítendő. 1. példa. Tiofénmentes benzollal telített piperazinoldatot készítettünk. Katalizátorként rézlkromitot használtunk, 4—8. számú szitán át- ioo ment „Gelit"-en elosztva. A piperazin-oldatot egymás után következő adagokban vezettük a katalizátorra és áramlásmérőn mértük. A katalizOsi időtartamokat és hőmérsékleteket feljegyeztük és a reakció 105 mérvét abból becsültük meg, hogy áramlásmérőn mennyi hidrogéngáz fejlődött. A méri hidrogén mennyiségét az elméleti hidrogén fejlődés százalékában fejeztük ki. A katalizátor hőmérsékletét, kísérleteikéit 215 és tm 500 C° között változtattuk. A legkedvezőbb hőmérséklet 400 és 475 C° (között volt. Egy keresztülvezetéssel a piperazin 35—45%-a alakult át pirazinná, ami azt mutatja, hogy a változatlan piperazin visszavezetéséve' 115