145365. lajstromszámú szabadalom • Eljárás zsíralkoholok előállítására nagynyomású hidrogénezéssel

2 145.365 maximális érintkezést biztosító diszperzió, a rendszerint csak nyomokban jelenlevő katalizátormérgeknek jól ellenálljon és lehetőleg többször használható legyen, a katalizáló hatás jól reprodukálható legyen, súrlódási ellenállása folyadékokkal szemben alacsony legyen, jó hővezetőképességű legyen, de emellett legyen ellenálló, mert a magasabb hőmérséklet és a hidrogéngáz hatására történő redukciójánál az oxidoknak előfordul, hogy a fém könnyen megolvad és lemezesen, pikkelyesen összetapad, ami a kristályvázban levő aktív gócoknak megsemmisülését és ezáltal a katalizáló hatás lényeges csökkenését vonja maga után, olcsó legyen, az aktivitás ellenőrizhető legyen és a laboratóriumi kísérleti eredmények egyezzenek az üzemben elért eredményekkel. Az említett feltételek minden katalizátornál bizonyos egyensúlyi állapotban vannak. A különböző céloknak megfelelően, mindig a megfelelő katalizátort kell kiválasztani. Egy'katalizátor sem elégíti ki valamennyi fenti feltételt. Kísérletileg kell megállapítani, hogy a nyersanyagnak (zsiradék) mely katalizátor felel meg legjobban (mert előfordulhat, hogy redukció egyáltalán nem történik, vagy nem a kívánt terméket eredményezi). Az általunk alkalmazott katalizátor rézoxid, rézkrómoxid, réz-cink-mangán-krómoxid, réz-cinkmangánoxid, és nikkel-réz-mangánoxid voltak. Az általunk kikísérletezett és előállított a legtöbb esetben jól használható katalizátor összetétele és előállítása a következő: PL: Rézszulfát krist. 25 g Mangánszulfát krist. 28 g Cinkszulfát krist. 29 g-t lemérünk és kb. 3 1 60—70 C fok közötti vízben feloldjuk. Esetleges tisztátalanságok visszatartása céljából oldás után az oldatot szűrjük. Üzemi mennyiségek előállításánál a szűrést minden esetben elvégezzük vákuum Nutschon. Az oldás általában minél nagyobb hígításban történjék, mert annál nagyobb lesz a termék diszperziója. 35 g nátriumkarbonát siecumot oldunk meleg vízben, szűrjük és a szüredéket melegen (60—70 fok) folyamatos keverés és melegítés közben a fenti szűrt oldathoz vékony, egyenletes sugárban hozzáfolyatjuk addig, amíg, fenolftalein indikátorral határozott lúgos reakciót kapunk. Ekkor a nátriumkarbonát oldat hozzáfolyatását megszüntetjük. Az oldatot felforraljuk és kb. 10 percnyi forralás és keverés után a fenolftalein-próbát megismételjük. Ha a fenolftalein-próba pozitív, a csapadékot ülepedni hagyjuk. Ülepedés után a felette levő tiszta folyadékot leszívatjuk, vízzel feltöltjük, megkeverjük, felmelegítjük, majd ismét ülepedni hagyjuk. Ezt többször megismételjük, mindaddig, amíg a lúgos reakció eltűnik. Ezután a csapadék kot lenutscholjuk, tiszta szűrőpapírra kiterítjük és kb. 100 C fok hőmérsékleten megszárítjuk. A kiindulási anyagnál figyelembe kell venni a kristálysók esetleges eltérő kristályvíz tartalmát és ennek megfelelően a fenti számadatokat és a szükséges szódamennyiséget megállapítani. A kiszárított karbonátokat megőrölve 3—3V2 órán keresztül 400—420 C fok hőmérsékleten tartjuk. Ez idő alatt a világos szürkés-zöld színű bázisos karbonátok a hőkezelés „aktiválása" alatt megbomlanak, széndioxidot veszítve a megfelelő oxidokká alakulnak át és a színük sötét, vörösbarnára változik. Lehűlés után átőrölve az összetapadt részek szétporítása céljából finoman elosztott állapotban nyerjük á használatra kész katalizátort. Az előállítási eljárás menete az oxidos katalizátoroknál hasonló, a rézkromitos katalizátor előállítását kivéve. 3. A hidrogéngáz lehetőleg elektrolízissel előállított, nagytisztaságú, káros hatásoktól mentes legyen, amelyét nagynyomású palackokból, vagy tartályokból, rendszerint előmelegítve táplálunk be a reakciótérbe. 4. Reakciós autokláv, vagy saválló acélból készüljön, vagy savállóacél bélésű legyen, a megfelelő szerelvényekkel ellátva. Felfűtése elektromos úton történjen és jól álljon ellen a magas hőmérséklet és nyomási igénybevételeknek, azonkívül a kiindulás és a reakció folyamán keletkező magas hőmérsékletű anyagok hatásának. A hidrogénezés kivitelezése az apparativ megoldás szerint lehet folyamatos vagy szakaszos. Példa a hidrogénezés kivitelezésére: 150 g napraforgóolajat, amelyet az előbb megadott finomítási eljárás szerint előkészítettünk, az autoklávba bemérünk. 3 g (2%) az előbb leírt módon elkészített katalizátort az olajra rászórjuk és jól elkeverjük. A 2% katalizátor rendszerint elegendő. A készülék fedelét lezárjuk, a szelepen át evakuáljuk. Evakuálás után az acélpalackból hidrogéngázt vezetünk be az autoklávba a nyomás kiegyenlítődéséig. Ez a változó nyomással bíró palackoknál 125—150 atm. között szokott lenni. Az autokláv belső térfogata olyan kell, hogy legyen, hogy a hidrogéngáz feleslegbem jelenlétét biztosítsa. A készüléket lezárjuk, a gázpalackot elzárjuk, az összeköttetést megszakítjuk. Az autoklávon levő manométeren leolvassuk a kezdő nyomást és a. külső hőmérsékletet. Az elektromos fűtést bekapcsoljuk és megindítjuk a mozgató (rázó) szerkezetet, amely a katalizátornak az olajjal való intenzív keveredését szolgálja. A keverés a leglényegesebb és legnehezebb probléma, de megoldható. Az autokláv belsejének hőmérsékletét és a hozzátartozó nyomást állandóan ellenőrizzük, vagy megfigyeléssel, vagy rendszerint azonban automatikusan regisztráló távjelző műszerekkel. Kb. 110— 130 C fok közötti hőmérsékleten valószínű a katalizátornak fémmé való redukciója. Napraforgóolajnál a hőmérséklet és a nyomás további emelkedése után 180 C fok körül a nyomás további emelkedése megszűnik, majd hirtelen esni kezd, ami a reakció intenzív megindulását jelenti. A reakció legnagyobb sebességét 230—-260 C fok között éri el. A reakció exoterím volta miatt a hőmérséklet az apparatúrától függően emelkedik. 300 C fok elérése után a további fűtés -nem ajánlatos, mert a hőmérséklet emelkedése következtében további redukció a szénhidrogének keletkezésének kedvez. Az áutoklávot ezután lehűtjük, a hidrogénfogyasztást a kezdeti és a végnyomás különbségéből számítjuk ki. A reakció (redukció) eredménye a kiindulási anyag és a végtermék savszáma, illetőleg elszappanosítási száma különbségéből megállapítható, A kinyert zsíralkoholt nyomásmentes állapotban melegen szűrjük. A szű-