173131. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés maleinsaanhidrid előállítására
3 173131 4 összetételétől és hasonlóktól függően változnak. Igen nagy szükség lenne tehát olyan eljárás kidolgozására, mellyel a 745 029 sz. belga szabadalmi leírásban ismertetett módszer valamennyi előnye fenntartható, ugyanakkor azonban az eljárás rugalmasabb működési körülményeket biztosít. A találmány e feladat megoldását teszi lehetővé. A találmány tárgy a folyamatos eljárás maleinsavanhidrid előállítására az alifás vagy aromás szénhidrogének katalitikus oxidációjával végzett maleinsavanhidrid-szintézis során képződő vizes maleinsav-oldatából, a malein sav-oldatban eredetileg jelen volt, illetve az átalakítás során képződött szennyeződések folyamatos eltávolításával, amelynek során (a) a kiindulási anyagként felhasznált vizes maleinsav-oldatot egy 100-150C0 hőmérsékleten és 400-760 Hgmm nyomáson üzemelő bepárlótérben folyamatosan felmelegítjük, a képződött vízgőzt az elsodort maleinsav regenerálása céljából mossuk, és az így kapott vizes maleinsav-oldatot a (c) lépésbe vezetjük, (b) az (a) lépésben kapott, 0-10 súly % vizet tartalmazó, olvadt maleinsavat egy 115-165 C°-ra felfutott és 40-200 Hgmm nyomáson tartott konverter-térbe vezetjük, (c) a reakcióelegy óránkénti 0,5-5 súly %-át folyamatosan vagy félfolyamatos módon lefúvatjuk a konverter-térből és az oldó- és szűrőtérbe vezetjük, ahol a lefúvatott elegyet az (a) és (d) lépésből származó vizes malein sav-oldatban szuszpendáljuk, a kapott szuszpenziót szűrjük, a szilárd anyagként kapott fumársavat és gyantás maradékokat eltávolítjuk, és a szűrletként kapott vizes maleinsav-oldatot visszavezetjük a kiindulási lépésbe, (d) a (b) lépésben kapott gázfázist folyamatosan a jelenlévő vízgőz harmatpontjánál magasabb hőmérsékleten kondenzáltatjuk, az így kapott, legalább 99 %-os tisztasági fokú maleinsavanhidridet termékként összegyűjtjük, majd az elsodort maleinsavanhidridet tartalmazó vízgőzt vízzel mossuk és az így kapott vizes maleinsav-oldatot visszavezetjük a (c) lépésbe. A találmány szerinti eljárást az jellemzi, hogy a (b) lépést egy körülbelül 1-20 súly % maleinsavat, 0-30 súly % fumársavat, 99-55 súly % maleinsavanhidridet és 0-5 súly % gyantás maradékot tartalmazó, szuszpen zió-alaku reakcióelegyet, valamint maleinsavanhidridet és vízgőzt tartalmazó tisztított gázfázist tartalmazó lepárló-vizmentesítőben hajtjuk végre, és az (a) lépésben kapott olvadt maleinsavat a reakcióelegy 10-50 súly %-ának megfelelő óránkénti mennyiségben adagoljuk a lepárló-vízmentesítőbe. A „lepárló-vízmentesítő” megjelölésen olyan nagy befogadóképességű és viszonylag lassú üzemű desztilláló készüléket értünk, amelyben a reakcióelegy elég hosszú ideig maradhat ahhoz, hogy stabil desztillációs egyensúlyi rendszer alakuljon ki. A „kiindulási vizes maleinsav-oldat” megjelölésen egyrészt a maleinsavanhidrid-szintetizáló reaktor kimeneténél vagy a maleinsavanhidridet elválasztó hűtőtér kimeneténél távozó gázok vizes mosásakor kapott oldatot, másrészt pedig az (a), (c) és (d) lépésben képződött vizes oldatot értjük. A kiindulási vizes maleinsav-oldat teljes maleinsav-tartalma általában körülbelül 250 és 500 g/1 közötti érték. A „gyantás maradékok” megjelölésen a rendszerben jelenlévő fumársavtól eltérő szennyezőanyagok összességét értjük. Ezek a szennyezőanyagok (1) a gázok által elragadott oxidáló katalizátorból, (2) a szintézisben felhasznált szénhidrogének részleges oxidációjából származó termékekből (például benzokinonból) és (3) a szintézis során és/vagy az olvadt maleinsavnak a (b) lépésben végrehajtott dehidratálásakor képződött gyantás anyagokból állnak. A következőkben a találmány szerinti eljárás egyes műveleti lépéseit részletesen ismertetjük. (aj lépés Az (a) lépés végrehajtására alkalmazott bepárlótér egy vagy több, tetszés szerinti kivitelű bepárló berendezésből áll. Előnyösen vékonyréteg-bepárlókat alkalmazunk. A bepárló tér hőmérsékletét 100-150 C°-on, előnyösen körülbelül 135 C°-on, nyomását pedig 400-760 Hgmm, célszerűen körülbelül 500 Hgmm értéken tartjuk annak érdekében, hogy a maleinsav-oldat víztartalmát 0-10 súly %-ra csökkentsük. Optimális üzemmenet biztosítása érdekében ebben a szakaszban az oldat víztartalmát a lehető legkisebb értékre csökkentjük. A vízmentesítés foka kismértékben meghaladja a 100 %-ot is, azaz a maleinsav egy kis részét. már a bepárló térben maleinsavanhidriddé alakíthatjuk. A maleinsav tartózkodási ideje a bepárló térben előnyösen 0,1-5 perc, célszerűen 1 percnél rövidebb idő lehet. A részben vagy teljes mértékben vízmentesített maleinsavat folyékony állapotban, 125-150 C°-on távolítjuk el a bepárló tér kimeneténél. Tekintettel arra, hogy a maleinsavat rövid tartózkodási idővel és mérsékelten erélyes körülmények között kezeljük a bepárló térben, az így kapott maleinsav fumársavat gyakorlatilag nem tartalmaz. A vizes maleinsav-oldat betöményítésekor eltávolított vízgőz bizonyos mennyiségű maleinsavat is magával sodor. Ezért a vízgőzt mosóberendezésbe vezetjük, ahol az elsodort maleinsavat elkülönítjük. Az így kapott vizes maleinsav-oldatot a (c) lépésbe vezetjük. (b) lépés Az (a) lépésben kapott olvadt maleinsavat ezután a konverter-térbe vezetjük. A konverter-tér egy nagykapacitású lepárló-vízmentesítő, azaz az olvadt maleinsav bevezetésére szolgáló adagoló csővel, a vákuum -rendszerrel összeköttetést létesítő és ugyanakkor a vízből és maleinsavanhidridből álló gőzfázis elvezetésére szolgáló csővel, továbbá a lepárló-vízmentesítő térben lévő reakcióelegy eltávolítására szolgáló csővel felszerelt reaktor. A lepárló-vízmentesítő berendezéshez maleinsavanhidrid-bévezető cső is csatlakozik. A berendezést adott esetben keverővei szerelhetjük fel. A jó üzemmenet biztosítása érdekében a lepárlóvízmentesítő berendezésben lévő reakcióelegy összetételét előre megszabott határok között kell tartánunk. Vizsgálataink szerint a reakcióelegynek 1—20 súly % maleinsavat, 99-55 súly % maleinsavanhidridet, 0-30 súly % fumársavat és 0-3 súly % gyantás maradékot kell tartalmaznia. A reakcióelegy összetételét különféle módszerekkel tarthatjuk a kívánt értékhatárok között. így a maleinsav részarányát az (a) lépésből bevezetett olvadt maleinsav áramlási sebességének szabályozásával tarthatjuk a kívánt értéken. Ha a-reakcióelegy elérte a stacionárius állapotot a reakcióelegybe az elegy összsúlyára vonatkoztatva óránként körülbelül 10-50 súly % olvadt maleinsavat vezetünk. Más szavakkal, az olvadt maleinsav tartózkodási ideje a lepárló-vízmentesítő berendezésben körülbelül 2—10 óra. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
