173131. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés maleinsaanhidrid előállítására
5 173131 6 Kísérleteink során megállapítottuk, hogy összefüggés áll fenn a reakcióelegy maleinsav-tartalma és gyantás maradék-tartalom között, azaz a maleinsavtartalom növelésével nő a gyantás maradékok részaránya. Ez a jelenség feltehetően azzal áll összefüggésben, hogy a gyantás maradékok lassítják a maleinsav átalakulását maleinsavanhidriddé, és ugyanakkor a lepárló-vízmentesítő berendezés hőcserélő kapacitását is csökkentik. Minthogy az üzemelés előrehaladtával arányosan nő a gyantás maradékok mennyisége, a lepárló-vízmentesítő berendezésből folyamatosan vagy szakaszosan el kell vezetni a reakcióelegy egy részét annak érdekében, hogy a gyantás maradékok mennyiségét a fenti értékhatárok között tartsuk. Az elvezetett reakcióelegy óránkénti mennyisége a teljes reakcióelegy súlyára vonatkoztatva 0,5-5 sűly% lehet. A lepárló-vízmentesítő berendezésben fumársav is képződik, és ez a termék — a gyantás maradékokhoz hasonlóan — az üzemelés folyamán ugyancsak felhalmozódik. A reakcióelegy egy részének folyamatos vagy szakaszos elvezetésével a fumársav fölöslegét is eltávolítjuk, és így a fumársav mennyiségét is a megadott értékhatárok között tarthatjuk. A reakcióelegy maleinsavanhidrid-tartalmát a berendezés üzemi paramétereinek változtatásával szabályozzuk. A reakcióelegy összetételének stacionárius, sá válása után a berendezést előnyösen körülbelül 115-165 C° hőmérsékleten és körülbelül 40-200 Hgmm nyomáson üzemeltetjük. A maleinsavból a lepárló-vízmentesítő készülékben folyamatosan képződő maleinsavanhidridet vízből és maleinsavanhidridből álló gőzelegy formájában távolítjuk el. A reakcióelegyet többféle módszerrel alakíthatjuk ki. Eljárhatunk például úgy, hogy a lepárló-vízmentesítő berendezést az (a) lépésből származó maleinsawal folyamatosan a normál üzemi szintig töltjük fel, a maleinsavból a lepárló-vízmentesítő berendezésekben uralkodó hőmérsékleti és nyomásviszonyok között folyamatosan maleinsavanhidridet képezünk, majd a maleinsav bevezetési sebességét olyan értékre állítjuk, hogy a reakcióelegy mindig a kívánt maleinsav- és maleinsavanhidrid-tartalommal rendelkezzék. Amint a reakcióelegy fumársav- és gyantás maradék-tartalma meghaladja az előre megadott értékhatárt, megkezdjük a reakcióelegy egy részének folyamatos vagy szakaszos elvezetését. Egy másik módszer szerint a lepárló-vízmentesítő térbe az üzemelés kezdete előtt maleinsavanhidridet mérünk be, majd a korábban ismertetett hőmérsékleti és nyomás-értékek betartásával megkezdjük az olvadt maleinsav bevezetését az (a) lépésből. További lehetőségként említjük azt a megoldást, amikor a maleinsavanhidrid-szintetizáló reaktor hűtőterében leváló nyers maleinsavanhidridet folyamatosan vagy szakaszosan a lepárló-vízmentesítő berendezésbe vezetjük. (ej lépés: A találmány szerinti eljárás (c) lépésében a (b) lépésből elvezetett reakcióelegyből eltávolítjuk a fumársavat és a gyantás maradékokat, és ezzel egyidőben elkülönítjük a lefúvatott reakcióelegy maleinsavés/vagy maleinsavanhidrid-tartalmát. A (b) lépésből elvezetett reakcióelegyet az (a) és (d) lépésből származó vizes maleinsav-oldattal feltöltött kikeverőtérbe vezetjük. A reakcióelegy maleinsav- és/vagy maleinsavanhidrid-tartalma feloldódik a vizes közegben, a fumársav és a gyantás maradékok pedig oldhatatlan szilárd anyagként maradnak vissza. Az így kapott vizes szuszpenziót szokásos szűrőberendezésre visszük, ahol a szilárd anyagot elkülönítjük a folyadékfázistól. A fumársavat és a gyantás maradékokat tartalmazó szűrőlepényt mossuk, majd gyártási hulladékanyagként eltávolítjuk a rendszerből. Kívánt esetben egy további lépésben a fumársavat elkülöníthetjük a hulladékanyagból. A szűrletet és a szűrőlepény mosófolyadékát (mindkettő vizes maleinsavoldat) visszavezetjük a kiindulási vizes maleinsav-oldathoz. (d) lépés: A (b) lépésben kapott, maleinsavanhidridet és vízgőzt tartalmazó tisztított gőzfázist a hűtőtérbe vezetjük. Itt egyrészt a maleinsavanhidridet a gőzfázis víztartalmának harmatpontjánál magasabb hőmérsékleten kondenzáltatjuk, másrészt pedig a gőzfázis kondenzálatlan részét vízzel mossuk, és így vizes maleinsav-oldat formájában elkülönítjük a vízgőz által elsodort, kondenzálatlan maleinsavanhidridet. A kapott maleinsavanhidrid tisztasági foka legalább 99 %, fumársav-tartalma pedig 0 és 0,1% közötti érték. Kívánt esetben a terméket önmagában ismert módszerekkel, például vákuumdesztillációval, könnyen tovább tisztíthatjuk. A gőzfázis mosásakor kapott vizes malein sav-oldatot a (c) lépésbe vezetjük. A találmány szerinti eljárás az ismert módszerekkel összehasonlítva a következő műszaki előnyöket biztosítja: Tekintettel arra, hogy a szennyezőanyagokat folyamatosan eltávolítjuk, az eljárás valóban folyamatos abban az értelemben is, hogy nincs szükség a berendezések időszakos leállítására és a felhalmozódott szenynyezőanyagok által okozott lerakódások eltávolítására. Az elvezetett maleinsavanhidrid tisztasági foka legalább 99 %, fumársav-tartalma pedig gyakorlatilag nulla. Tekintettel arra, hogy az (a), (c) és (d) lépésben a maleinsavanhidridet és/vagy a maleinsavat vizes maleinsav-oldat formájában regeneráljuk, és ezt az oldatot visszavezetjük a műveletbe,nyersanyagveszteséget kizárólag a maleinsav furánsawá alakulása okoz. Minthogy az óránként képződő fumársav mennyisége a bevezetett malein sav-mennyiség legföljebb 1,5 %-át teszi ki, a találmány szerinti eljárás maleinsavanhidridhozama legalább 98,5 %. További előnyt jelent, hogy a szennyezőanyagokkal együtt eltávolított fumársav — adott esetben végrehajtott, önmagában ismert tisztítási műveletek után - ipari célokra, például telítetlen poliészterek, észterek és hasonló vegyi anyagok előállítására hasznosítható. A (b) lépésben alkalmazott lepárló-vízmentesítő berendezésben lévő viszonylag nagy mennyiségű reakdóelegy kémiai és termikus szempontból egyaránt puffer-rendszerként szolgál. A reakcióelegy mennyiség igen könnyen szabályozható, és így a folyamat teljesen automatizálható. Tekintettel arra, hogy a mosófolyadékot teljes egészükben visszavezetjük a rendszerbe, a szennyvíz - és környezetszennyezési problémák minimumra csökkenthetők, ugyanis a (c) lépésben eltávolított szűrőlepény gyakorlatilag az egyetlen szennyezőanyag, ami a környezetbe kerül. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
