174398. lajstromszámú szabadalom • Eljárás kobalt-karbonil vegyületek eltávolítására olefinek hidroformilezésénél keletkező termékek mellől
3 174398 4 oldható legyen. Tekintettel arra, hogy a kobaltkarbonil oxidációja csak néhány órás kezeléssel biztosítható, az oxidációs művelet nem kapcsolható össze a hidroformilezési reakciótermékek folyamatos desztillációjával. A 178 814 sz. szovjet szerzői tanúsítvány eljárása szerint lényegében ugyanúgy végzik a kobaltkarbonil oxidációját, mint a 169 103 sz. szovjet szerzői tanúsítványnál, csak nafténsavat is adnak a reakcióelegybe. A felsorolt hátrányokat azonban nem tudták ezzel sem kiküszöbölni. A 245 795 sz. szovjet szerzői tanúsítvány szerint vízben oldódó sók alakjában távolítják el a kobaltkarbonilt az olefinek hidroformilezése során képződő termékek mellől. Ehhez egy további művelet beiktatása szükséges, ami bonyolultabbá teszi az eljárást. A 370 196 sz. szovjet szerzői tanúsítvmány szerint a kobaltkarbonil vegyületeket peroxiddal oxidálják. Az eljárás hátránya, hogy az oxidálószert különálló reakciólépésben kell aldehidből a levegő oxigénjével előállítani. Az 1 468 297 sz. NSZK-beli szabadalmi leírás értelmében a kobaltkarbonil-vegyületeket 15-20 órán át érintkeztetik a levegővel. Az eljárás hátránya a rendkívül hosszú érintkeztetési idő, amelynek következtében a kobaltkarbonil vegyületek olajban oldódó kobaltsókká történő alakítása nem kapcsolható össze a desztillációs művelettel. A találmány célja fenti hátrányok kiküszöbölése. A céllal összhangban azt tűztük ki a találmány feladatául, hogy egyszerű eljárást dolgozzunk ki a kobaltkarbonil eltávolítására az olefinek hidroformilezése során keletkező termékek mellől.« * A találmány szerint a hidroformilezési terméket oxigéntartalmú gázzal kezeljük legalább négyszénatomos karbonsav jelenlétében, majd a felhasznált szerves sav képződött olajoldható kobaltsóit desztilláció útján leválasztjuk, mimellett a találmány értelmében a hidroformilezési termékek kezelését 70-120 °C közötti hőmérsékleten és 1,5-10 atm nyomáson végezzük. Ilyen körülmények mellett a kobaltkarbonil lebontási sebessége lényegesen no. A reakció időtartama 1—5 perc. A reakcióidő ( 1 -5 perc) csökkentésével lehetővé válik a hidroformilezési termékek reaktorban való kezeléséhez egyszerű felépítésű reaktor felhasználása. Reaktorként felhasználhatók például kettőscsöves-tipusú hőcserélők. A találmány szerinti eljárás értelmében a legalább négyszénatomos karbonsavat, előnyösen vajsavat, 2-etil-hexánsavat, 2-etil-hexénsavat vagy nafténsavat tartalmazó hidroformilezési termékeket levegővel együtt a desztilláló berendezés hőcserélő részébe visszük, ahol 70-120 °C közötti hőmérsékletet és 1,5-10 atm nyomást tartunk fent. A hőcserélő berendezésben az elegyet összekeverjük és eközben a kobaltkarbonilek hosszúszénláncú szerves savak kobaltsóivá alakulnak át. A hőcserélő berendezésből a termék a rektifikáló oszlopba kerül, ahol a végterméket ledesztilláljuk, mimellett a kobaltsók a lepárló edényben visszamaradnak. A kobaltkarbonilek kobaltsókká történő átalakításához nem szükséges speciális berendezés csupán a rektifikáló oszlopot kell összekapcsolni a hőcserélő berendezéssel anélkül, hogy a hőcserélő berendezés méreteit megváltoztatnánk A szakember számára meglepő, hogy a találmány szerinti eljárás körülményei között, azaz 70-120 °C hőmérsékleten a kobaltkarbonil szinte pillanatszerűen oxidálható. Ismeretes ugyanis, hogy ha a kobaltkarbonil vegyületeket 70 °C feletti hőmérsékleten hevítjük, nagy sebességgel megy végbe a termikus bomlásuk. Ezért az oxidáció hőmérsékletének 70 °C feletti értékre történő növelését korábban gyakorlatilag kivihetetlennek tekintették. Vizsgálataink során azt tapasztaltuk, hogy a kobaltkarbonil találmány szerinti oxidációjánál tulajdonképpen két konkurrens reakció megy végbe: a kobaltkarbonil termikus bomlása és az oxigéntartalmú gáz hatására bekövetkező oxidációja. Az alkalmazott eljárási körülmények között a hőmérséklet növelésével lényegesen jobban növekszik az oxidációs reakció sebessége, mint a termikus bomlásé, és 70—120°C között olyan gyorsan (néhány perc alatt) bekövetkezik a kobaltkarbonil oxidációja, hogy a termikus bomlás szinte teljesen visszaszorul. Tekintettel arra, hogy a találmány szerinti eljárás néhány perc alatt és technológiailag rendkívül egyszerű módon kivitelezhető, a kobaltkarbonil vegyületek eltávolítása végrehajtható a végtermék desztillációs oszlopához kapcsolt hőkicserélőben. így feleslegessé válik az ismert eljárásoknál szükséges alábbi üzemi egységek alkalmazása: előmelegítő, szivattyú, reaktor, hűtőberendezés, elválasztó készülék. Gazdaságossági szempontból különleges előnyt jelent az, hogy a hidroformilezés során képződött reakciótermék folyamatos desztillációjával összekapcsolható a kobaltkarbonil vegyületek eltávolítása. Az ismert eljárásoknál ez az egyszerű kivitelezés nem oldható meg. A találmány szerinti eljárás további előnye, hogy a berendezések korrozióállóságával szemben különleges követelményeket nem kell támasztanunk, ezenkívül az oxidáló reaktorban és a csővezetékekben például a 169 103 sz. szovjet szerzői tanúsítvány eljárásánál képződő kobaltformiát okozta szilárd kobaltsó-lerakódást is kiküszöböljük. Ezt azáltal érjük el, hogy a reakcióidő csökkentésével a hangyasavészterek hidrolízise nem következhet be és ezenkívül hangyasav és kobaltformiát sem képződhet. Meglepő az a tény, hogy a megfelelő aldehidek olajoldható kobaltsók jelenlétében magas hőmérsékleten végzett oxidációja nem vezet fokozott savképződéshez. A találmány szerinti eljárással 2-12 szénatomos olefinek hidróformflezésénél keletkező termékek kezelhetők előnyösen. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
