168599. lajstromszámú szabadalom • Eljárás műgyanta-kartioncserélő alapú katalizátorok előállítására
5 168599 6 zónába kerül. Ott a hőre lágyuló anyag képlékennyé válik, míg a szállító csiga a komponenseket bensőségesen összekeveri. A felhevült képlékeny anyag továbbhaladva a fűtött extruderfejbe kerül, és az extruderszerszámon átpréselődve veszi fel a végleges formáját. A fejből kilépő katalizátorkeveréket levegő- vagy vízáramban lehűtjük, utána a nyújtóberendezésre, majd onnan a vágóberendezésbe kerül, ahol gyűrűkké vagy tetszés szerinti hosszméretű granulátummá vágjuk. Az extruder fejszerszáma cserélhető, így különböző keresztmetszettel, profillal rendelkező istrángokat, szalagokat, például különböző átmérőjű csöveket vagy fonalakat extrudálhatunk. A nyújtó berendezés szabályozható, tehát különböző nyújtás beállítására alkalmas. Ha a fent említett adalékanyagokat alkalmazzuk, az extrudált katalizátoristrángpt nem nyújtjuk, hanem az extruderfejből való kilépésekor rögtön hűtjük és vágjuk. A sztatikus ioncserélő kapacitás és az aktivitás növelése céljából a kész katalizátort egy edénybe helyezzük és valamilyen klórtartalmú alifás oldószert adunk hozzá. A katalizátort addig hagyjuk az oldószerben, míg meg nem duzzad. Utána az edény tartalmát az előírt (lásd. példákat) hőmérsékletre hevítjük és állandó keverés és hűtés között valamilyen erős szulfonáló szert adagolunk hozzá kis adagokban. Klórtartalmú oldószerként például diklóretánt, kloroformot vagy széntetrakloridot használhatunk. A találmányt az alábbi példákkal közelebbről megvilágítjuk. 1. példa a) 60 súlyrész 0,03—0,1 mm szemcseméretre őrölt, szárított kationcserélőt (sztirol és divinilbenzol szulfonált kopolimerizátumát) 40 súlyrész 0,1—0,5 mm szemcseméretre őrölt polipropilénnel jól összekeverünk. A keveréket kétcsigájú extruderbe tápláljuk. Az extruder fejnyílása köralakú. Az extruder után hűtő-, nyújtó-és vágóberendezés helyezkedik el. Az extrudálást az alábbi körülmények között végezzük: 1. Az első zóna hőmérséklete: 180 °C, a második zóna hőmérséklete: 200 °C, fejhőmérséklet 190 °C; 2. a csigák fordulatszáma 60 f/perc. 3. a hűtővíz hőmérséklete 20 °C. Azextrudált katalizátort 10 mm-es darabokra vágjuk, így 10 mm magas, 8 mm külső átmérőjű és 6 mm belső átmérőjű gyűrűket kapunk. A katalizátor jellemzői az alábbiak: húszószilárdság 82 kp/cm2 , nyomószilárdság hosszirányban 225 kp/cm2 , nyomószilárdság keresztirányban 16 kp/cm2 . 0,1 n NaOH-oldattal megállapított sztatikus cserélőkapacitás : 2,4 milliegyenérték/g száraz katalizátor. b) p-terc.-butil-pirokatechin előállítása Hőfokszabályozással ellátott palástú oszlopreaktort 20 g katalizátorral töltünk, majd folyamatosan óránként 5 liter izobutilént és 60 g pirokatechin 50 g terc.-butanollal készített oldatából óránként 50 ml-t vezetünk az oszlop felső részébe. A reaktor hőmérsékletét 125—127 °C-on tartjuk. A reaktor aljánál a reakcióterméket folyamatosan elvezetjük. A reakcióterméket rektifikálással szétválasztva p-terc.-butil-pirokatechint kapunk 93%-os hozammal. 2. példa Az 1. példában alkalmazott műgyanta-kationcserélőt 70 súlyrész mennyiségben 30 súlyrész 3X3 mm szem-5 cseméretre granulált polipropilénnel és 20 súlyrész dibutilftaláttal keverjük össze. A keveréket az 1. példában leírt extruder-berendezésben dolgozzuk fel azzal a különbséggel, hogy a nyújtóberendezést nem használjuk. Az extrudálás körülményei az alábbiak: 10 1. az első zóna hőmérséklete 170 °C, a második zóna hőmérséklete 190 °C, fejhőmérséklet 180 °C. 2. a csigák fordulatszáma 60 f/perc. 3. a hűtővíz hőmérséklete 20 °C. 15 A kész katalizátort, amelynek külalakja az 1. példa szerint előállítottéval azonos, etilénglikolmonoetiléterrel kezeljük. Utána a jellemzői a következők: húzószilárdság 70 kp/cm2 , nyomószilárdság hosszirányban 180 kp/cm2 , 20 nyomószilárdság keresztirányban 12 kp/cm2 . 0,1 n NaOH-oldattal megállapított sztatikus cserélőkapacitás : 3,0 milliegyenérték/g száraz katalizátor. 25 3. példa a) Az 1. példában alkalmazott műgyanta-kationcserélőt 70 súlyrész mennyiségben 30 súlyrész 0,1—0,5 30 mm szemcseméretű polietilénnel és 20 súlyrész kompresszorolajjal keverjük össze. A keveréket extrudáljuk, az extrudált terméket nem nyújtjuk. Extrudálási körülmények: 35 1. Az első zóna hőmérséklete 140 °C, a második zóna hőmérséklete 160 °C, fejhőmérséklet 150 °C. 2. a csigák fordulatszáma 30 f/perc. 3. a hűtővíz hőmérséklete 20 °C. 40 A kész katalizátor, amelynek külalakja az 1. példa szerint előállítottéval azonos, etilénglikolmonoetiléterrel végzett kezelés után az alábbi jellemzőkkel bír: húzószilárdság 75 kp/cm2 , nyomószilárdság hosszirányban 180 kp/cm2 , 45 nyomószilárdság keresztirányban 12 kp/cm2 . 0,1 n NaOH-oldattal megállapított sztatikus cserélőkapacitás : 3,0 milliegyenérték/g száraz katalizátor. b) Izobutilén elválasztása szénhidrogén-elegyből 50 Hőszabályozó palásttal ellátott, 12 mm átmérőjű, 1 m hosszú csőreaktorba 30 g katalizátort helyezünk el. A reaktoron 43% izobutilénből és 57% izobutánból álló elegy és 50%-os, vizes etilcelloszolv-oldat 1: 5 arányú keverékét vezetjük keresztül óránként 150 ml 55 mennyiségben. A reaktor nyomását 20 at nyomáson, hőmérsékletét 90 °C-on tartjuk. E mellett a feltételek mellett az izobutilén 92%-a alakul át terc.-butanollá. A kapott reakciótermékekből rektifikálás útján 85%os terc.-butanolt választunk el, majd izobutilénné de-60 hidráljuk. A dehidrálást kétrészes kolonnában végezzük. A felső, azaz a reakciórészben 30 g katalizátor van, az alsó, a rektifikálást szolgáló 0,5 m magas részben töltelékanyagként nikkel-króm-drót van. A 30 mm átmérőjű 65 reaktornak fűtése és visszafolyató hűtője van. 3
