148600. lajstromszámú szabadalom • Eljárás polietilenimin előállítására

Megjelent: 1961. november 30. ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS 148.600. SZÁM 39. c. OSZTÁLY — FA—449 ALAPSZÁM Eljárás polietilenimin előállítására VEB Farbenfabrik Wolfen, Wolfen, (Krs. Bitterfeld,) NDK Feltalálók: dr. Wolf Friedrich, Ehrlich Martin, főmérnök, Warnecke Dieter, oki. vegyész A bejelentés napja: 1960. április 21. Német Demokratikus Köztársaságbeli elsőbbsége: 1959. augusztus 17. Ismeretes, hogy monoetanolaminból klóretinaminhidrokloridon és etiléniminen át polietilénimin állítható elő. A folyamat több lépcsőben zajlik le. Az első lépcsőben a monoetanolamint száraz sósavval mnooetanolaminihidroikloriddá alakítják A keletkezett termék a második lépcsőben szilárd vagy olvasztott állapotban tionilkloriddal klóretilaminhirdokloriddá alakul. A tionilklorid felesleg és az SO2 és HCL gáz alakú reakció termékek eltávolítása után az anyagot kevés vízben feloldják és 60—65 C°-os meleg nátronlúghoz adják. A felszabaduló etilénimint ledesztillálják és adott esetben katalitikus mennyiségű sav hozzáadása közben polimerizálják. Ez a módszer különösen a monoetanolaminhidroklorid tionilkloridos átalakulásának lépcsőjében előnytelen. Általában a monoetanolaminhidrokloridot szilárd állapotban hozzák a tionilkloriddal reakcióba. Ipari körülmények között a termék szilárd kristály-lepényként áll rendelkezésre úgy, hogy az anyag- és hőátadás igen előnytelen. Mivel az eljárásban hígítatlan tionilkloridot alkalmaznak, a fázis határfelületen, jelentős tionilklorid felesleg lép fel, miáltal a nyeredék jelentősen csökken és nem kívánatos mellékreakciók lépnek fel. Azt találtuk, hogy legalább 70%-os állandó nyeredéket érhetünk el, ha a monoetanolaminhidrokloridot vizes oldatból a víznek vákuumban iners oldószerrel, különösen klórbenzollal való azeotropos eltávolításával szuszpenzióvá alakítjuk, a szuszpenziót keverés közben tionilkloriddal reakcióba hozzuk és a reakció után a tionilkloridot és klórbenzolt ledesztilláljuk, a klórbenzol maradékot pedig vízben való oldás után utóbbi egy részével azeotroposan eltávolítjuk. Részleteiben a következőképpen járunk el: A monoetanolamint 50%-os vizes oldatban ellenáramban gáz alakú sósavval hidrokloriddá alakítjuk. Az olvadt hidrokloridot kevés vízzel feloldjuk és a vizet azeotropos desztillálással vákuumban klórbenzollal intenzív keverés közben eltávolítjuk. A monoetanolaniinhidroklorid ennek során a klórbenzol feleslegben finoman kristályos alakban kiválik. A szükséges klórbenzol mennyiség a vízmennyiségnek kb. hatszorosa. A monoetanolaminhidroklorid-klórbenzol szuszpenzióba az elméleti tionilklorid mennyiség 140—150%-át adagoljuk. A reakció befejeztével a tionilkloridot és a klórbenzol legnagyobb részét ledesztilláljuk és a klórbenzol maradékát vízben való feloldás után azeotroposan eltávolítjuk. Az oldott — klóretilaminhídrokloridot feleslegben jelenlevő forró nátronlúgba keverjük és a keletkezett etilénamint vizes elegyben azonnal átdesztilláljuk. Kb. 40%os etilénimint kapunk, amely a visszafolyó hűtővel ellátott előtétben CO2 állandó bevezetése mellett robbanás veszélye nélkül azonnal polimerizálható. Ez az eljárás jelentős technikai haladást jelent, mivel anélkül, hogy lényeges új technológiai berendezést tenne szükségessé, a reakció folyékony állapotú lefolyását biztosítja és emellett az összes időszükséglet a bevezetőben leírt eljárásban szereplőnek kb. a fele. 1. példa: 369 ml monoetanolamint sósavval reakcióba hozunk. A hidroklorid oldatot a sósavtól és víztől vákumban megszabadítjuk. 140 ml vízben való feloldás után 700 ml klórbenzolt adunk hozzá és a vizet keverés közben vákuumban azeotroposan eltávolítjuk. A keletkezett szuszpenzióhoz 30 C°on 672 ml tionilkloridot adunk és 4 óra hosszat 40—50 C°-on melegítjük. A klórbenzolt és tionilkloridot ledesztilláljuk és a S02

és HCl utolsó nyomainak eltávolítása után vízben feloldjuk. Ezt követően ismeretes módon etiléniminné átalakít-