144143. lajstromszámú szabadalom • Eljárás a penaeritrit-gyártás során melléktermékként keletkező anyalúg hasznosítására

Megjelent: 1958. augusztus hó 1-én. ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS 144.143. SZÁM 12. o. 11-18. OSZTÁLY — SE—633. ALAPSZÁM Eljárás a pentaeritrit-gyártás során melléktermékként keletkező anyalúg hasznosítására Bejelentő: Szerves Vegyipari és Műanyagipari Kutató Intézet, Budapest A bejelentő által megnevezett feltalálók: Kállay Ferenc vegyészmérnök és Mayer Oszkár vegyésztechnikus A bejelentés napja: 1952. szeptember 12. Az oxálsav egyik iparilag használatos előállítási módja nyers cukor (pl. répacukor) oxidálása. Az ilyen eljárással történő gyártás menete egyszerű, bonyolult gépi berendezést nem igényel és az oxidálószer jórésze is regenerálható, azonban hátrányos, hogy a nyersanyagként szolgáló cukor viszonylag drága. Ismeretes másfelől, hogy a formaldehidből lúgos katalizátor hatására keletkező kondenzációs termékek cukor-jellegű vegyületek (pl. aldo- és ketotriózok, — tetrózok — pentózok és hexózok keveréke); pl. formaldehidből és acetaldehidből történő pentaeritrit gyártás alkalmával a főtermék elméletihez képest csupán 70-—75%-ban való keletkezése legnagyobb részt azzal magyarázható, hogy az aldehidek a lúgos katalizátor hatására melléktermékként egyidejűleg a felsorolt szénhidrátok, ill. ezek származékai képződését is eredményezik. Ez a szénhidrátkeverék igen rosszul vagy egyáltalán nem kristályosítható, így a főtermék bepárlássa] történő kristályosítása és elkülönítése után sűrű, szirupos anyalúgként marad vissza. Ennek a nagy mennyiségben keletkező mellékterméknek felhasználása hiányzik, a szakirodalom tanúsága szerint legfeljebb eltüzelésre szolgált. Kísérleteink során kiderült, hogy a formaldehid lúgos közegben való kondenzációból adódó szénhidrát-tartalmú melléktermék alkalmas oxálsav előállítására és cukor helyett nyersanyagként használható anélkül, hogy az oxidáció körülményeit lényegesen változtatni szükséges volna. Elvégezhető a szénhidrátkeverék oxidációja pl. salétromsavval, salétromsav és kénsav keverékével, katalizátorok jelenlétében vagy anélkül. Célszerű úgy eljárni, hogy a vízzel hígított szirupot kénsavból és salétromsavból készült eleggyel hozzuk össze, mely 0,1% FeCls katalizátort és/ vagy 0,1% vanádiumsav katalizátort tartalmaz; a rendkívül exoterm főreakció lejátszódásáig 30 C-on keverjük az elegyet, majd a műveletet 60 C°-on fejezzük be. Ä lehűtés alkalmával kikristályosodó oxálsavat leszűrjük, s mivel ez kristályvíz alakjában tekintélyes vízmennyiséget magával visz, a katalizátor tartalmú kénsavoldat — bepárlás nélkül — újabb salétromsav és szénhidrátos szirup hozzáadásával a következő gyártásban felhasználható. Az oxidáció során nitrózus gáz távozik, melyet célszerűen ilyen oxálsav anyalúgként kapott kénsavoldatban elnyeletve, a salétromsav nagy rész visszanyerhető és a következő gyártásba bevihető. Az eljárás kivitelezési módját részletesebben az alábbi példák szemléltetik. 1. példa 1 kg tiszta pentaeritrit gyártásával egyidejűleg keletkező átlagosan 0,9—1,2 kg frutózként kifejezett 20—25% redukálóanyag tartalmú anyalúgból 100 g-t 42,5 g vízzel hígítunk. Savkeveréket készítünk 150 g 60° Bé-s (78%-os) techn. kénsavból és 129 g 63%-os salétromsavból és ehhez az elegyhez 0,1% ferrikloridot adunk. Az anyalúg oldatot és a savkeveréket hűtés közben egyidejűleg adagolva, keverős edényben elegyítjük 30° anyaghőmérséklet mellett. Az adagolás befejezte és a nagyon heves főreakció lejátszódása után az elegyet 60°-ig engedjük melegedni és ezen a hőmérsékleten tartjuk kb. 30 órán át. Ha az: oldat sötétedik, ami a salétromsav elfogyását indikálja, tömény (40—45° Bé-s) salétromsavat adagolunk szükség szerinti menynyiségben. Az előírt reakcióidő elteltével az elegyet melegen szűrjük a keletkezett kis mennyiségű gipsztől (mely a Ca/OH/a-katalizátorral készült pentaeritrit-anyalúg kalciumtartalmából