170424. lajstromszámú szabadalom • Eljárás oxamid előállítására
170424 8 Ha a körfolyamatosan vezetett gáz intertgáz aránya különösen magas, akkor különösen egyszerűen lehet a katalizátoroldatból a reakcióhőt eltávolítani. Ha a reaktort egy visszafolyató hűtővel szereljük fel, vagy a gázkörfolyamatba egy hűtőt iktatunk be, akkor a képződött hő könnyen elvezethető. A legtöbb esetben a gázkörfolyamat árama nem teljesen zárt, hanem lehetőség van a hulladékgázok elágaztatására. Az ilyen hulladékgáz - mint már fentebb leírtuk — inertgázból állhat és ezt szándékosan adjuk a gázkörfolyamatba, vagy az inertgáz a nem teljesen tiszta oxigéngázzal magávalragadott inertgázokból ered, illetve a katalizátor mellékreakciói folytán (kis mennyiségű széndioxid) képződik. A reakció kivitelezésére lombik vagy üst alakú edény, előnyösen egy hengeres reaktor jön számításba, amelybe a katalizátoroldatot betöltjük. A reaktor hosszúkás formája a tartózkodási idő meghosszabbodására vezet. A reaktor felső végén elvezetett gázkeveréket a reaktor alján például egy kompresszor segítségével ismét a reaktorba visszaszivattyúzzuk. A friss oxigént a körfolyamatba iktatott kompresszor előtt vagy után, esetleg egy elkülönített vezetéken keresztül nyomjuk be a reaktorba. A reakció közben előnyös lehet, ha a katalizátoroldatból folyamatosan egy részt elvezetünk és körfolyamatban ismét a reaktorba visszavezetjük. Hosszúkás alakú reaktor alkalmazása esetén a legtöbb esetben a katalizátoroldatot a reaktor felső végén elvezetjük és az alsó végén ismét bevezetjük. Kényszerkörfolyamat segítségével azonban a folyadékáram megfordított vezetése is lehetséges. Álló vagy ferdén elhelyezett reaktor esetén is lehet a katalizütoroldatot megfelelően visszaszivattyúzni. A fent vázolt katalizátor körfolyamat a következő előnyöket biztosítja. A folyadék körfolyamatban tartásával csökken a reaktorfalon reakció közben képződött szilárd kristályos oxamid odasülésének veszélye. Nagy áramlási sebesség esetén a reaktor falai mentesek maradnak az oxamid lerakódástól és a reakciókomponensek jó átvezetését és a reaktorfalról jó hőelvezetést biztosítanak. A körfolyamatos reakcióvezetéssel lehetővé válik továbbá a fejlődött jelentős mennyiségű reakcióhő elvezetése oly módon, hogy a körfolyamatos berendezés gázmentes részébe hűtőberendezést iktatunk be, a legtöbb esetben akként, hogy a katalizátorkörfolyamat leszálló ágába hűtőt iktatunk be. Ezenkívül a nagy áramlási sebesség is a folyadékkal megtöltött reaktorba előnyös hatást gyakorol a gáz alakban bevezetett reakciókomponensek, mint az oxigén—nitrogén és hidrogén—cianid gázelegy finom eloszlatására. Ezenkívül a folyadékkörfolyamatba beépített gázosító szeleppel is elérhetjük a gázok finomeloszlatását. Hosszúkás alakú reaktorok alkalmazása esetén a katalizátor körfolyamatos vezetésének az a hatása különösen jól érvényesül, hogy az oxamid reaktorfalhoz való hozzásülését gátolja. Hosszúkás alakú reaktoron egyébként a találmány szempontjából olyan reaktorokat értünk, amelyeknek hosszúsága nagyobb, mint az átmérője, előnyösen pedig olyan reaktorokat, amelyeknél a hosszúság/átmérő arány a körülbelül 3 :1 — 20 :1. Más méretarányok alkalmazása is természetesen lehetséges. 5 A katalizátorkörfolyamatot önmagában is működtethetjük. Előnyös lehet azonban - például a reakcióközeg jobb hűtése céljából -, ha mind a gázt, mind a katalizátoroldatot körfolyamatban vezetjük. Különösen előnyös, ha a gázt és a reakció-10 folyadékot egyenáramban vezetjük, mimellett a reakció egy áramló csőben is végbemehet. A katalizátorkörfolyamatot például egy szivattyú segítségével kényszerkörfolyamatban vezetjük vagy a mammut-szivattyú elvet használjuk, amelynél a fo-15 lyadékot a befúvatott gázmennyiséggel felfelé szállítjuk, majd egy leszálló csövön átáramoltatva alul ismét a reaktorba bevezetjük. Hasonlóképpen lehetséges a katalizátorkörfolyamat megvalósítására a termoszifon-elv alkalmazása. 20 Annál az eljárásnál, ahol a katalizátoroldatot körfolyamatban vezetjük - a hidrogéncianid jobb kihasználása és nagyobb fajlagos teljesítmény elérése céljából - oxigénből fölösleget alkalmazunk. 25 Előnyösen az elméletileg szükséges oxigénmennyiség 2—6-szorosát alkalmazzuk. A képződött oxamid a katalizátoroldatban gyakorlatilag oldhatatlan és kristályos alakban kiválik. Az oxamidot a reaktorból folyamatosan vagy sza-30 kaszosan eltávolítjuk és a rátapadó katalizátoroldatot például centrifugálással vagy leszivatással elválasztjuk. A hozam, a bevitt hidrogéncianidra számítva, az optimális reakciófeltételek betartása esetén 95%. 35 Az oxamid felhasználható például a szintéziseknél közbenső termékként vagy közvetlenül is mint nyújtott hatású műtrágya. 40 1. példa 1 literes hűtővel felszerelt keverős lombikba 15 g Cu(N03 ) 2 • 3H2 O-nak 320 g jégecetben és 80 g vízben készült oldatát betöltjük. Ebbe az 45 oldatba keverés közben 4 óra leforgása alatt egyenletes áramban összesen 80 g vízmentes hidrogéncianidot áramoltatunk be. Ezzel egyidejűleg óránként 5 liter oxigént vezetünk a reaktorba. A hőmérséklet röviddel a reakciókomponensek bevezetése 50 után 70C°-ra emelkedik. A hőmérsékletet a reakció közben 50—60 C°-on tartjuk. 4 óra eltelte után a kísérletet megszakítjuk és a képződött oxamid szuszpenziót leszívatjuk. Az oxamidot kevés híg sósavval majd vízzel mossuk és szárítjuk. Ily mó-55 don a bevitt hidrogéncianidra számítva 123g (94,5%) tiszta oxamidhoz jutunk. Összehasonlító példa 60 Ha az 1. példával azonos berendezésben és azonos reakciófeltételek mellett, azonban jégecet hozzáadása nélkül dolgozunk, vagyis 15 g Cu(N03 ) 2 • 3H 2 0-t 400 g vízben oldjuk, .akkor oxamid-nyomok még 24 órás keverési idő után 65 60-70 C°-on sem mutathatók ki. 4
