177603. lajstromszámú szabadalom • Eljárás alkilhalogenid eltávolítására ipari véggázokból
177603 4 3 hidrogén is lehet, amely szennyező anyagokat, például fenolt is tartalmazhat. Halogénezett aromás szénhidrogénként célszerűen klórbenzolt használunk. A találmány szerinti eljárásnál — a Friedel—Craftsreakciók kivitelezésénél szokásos módon —• vízmentes közegben dolgozunk. . A találmány szerinti eljáráshoz alkalmazott katalizátort a következőképpen készítjük elő, illetve aktiváljuk: A fémalumíriiumot a mennyiségére számított 5—30 s% vízmentes alumíniumhalogeniddel, például alumíniumkloriddal célszerűen az alkalmazott aromás oldószer vagy oldószerelegy forráspontján keverjük. 0,5—3 óra alatt az alumíniumhalogenid oldatba megy és aktiválja az alumíniumot. Az így előkészített katalizátor aktiválása 24 órai állás után sem változik. Az alkilhalogenidet tartalmazó véggázt ezután az aktivált katalizátor szuszpenziójába vezetjük, atmoszferikus nyomáson és 60—140 °C-on, az alkalmazott aromás oldószer, illetve oldószerelegy forráspontjától függően. A Friedel—Crafts-reakció lejátszódása során az alumínium fokozatosan oldatba megy. A teljes alumíniummennyiség feloldódásakor a gázbevezetést megszüntetjük, mivel ezután a konverzió rohamosan csökken. A Friedel—Crafts-reakció során keletkező alumíniumhalogenid szerves komplex a keverés megszüntetése után alsó fázisként helyezkedik el, és könnyen elválasztható az oldószerelegy tői. A komplex fázist — alumíniumhalogenid (alumíniumklorid és/vagy alumíniumbromid) tartalmánál fogva — részben felhasználhatjuk friss katalizátor készítéséhez (az alumínium aktiválásához). A komplex fázis többi részét vízre öntjük. Szerves fázis különül el, amely alkilezett szénhidrogéneket tartalmaz. A komplex fázis leválasztása után visszamaradó oldószer fázis főleg tiszta aromás szénhidrogént tartalmaz, amely újra felhasználható. A találmány szerinti eljárással a véggázokban jelenlevő alkilhalogenid(ek) mennyiségének 99,0—99,8%-át eltávolíthatjuk. A visszamaradó, igen csekély mennyiségű, átalakulatlan alkilhalogenidet hűtött csapdában egyszerűen felfoghatjuk. A távozó gázok sósav-tartalma az aktivált fém aluminium mennyiségének növelésével minimálisra csökkenthető. Meglepő módon, a távozó gázokban jelenlevő hidrogén mennyisége mindössze 20%-a az elméletileg vártnak, tehát a Friedel—Crafts-reakció találmány szerint alkalmazott körülményei között hidrogéneződés is végbemegy, s így jelentősen csökken a távozó véggázok mennyisége. A találmány szerinti eljárás egyszerűen kivitelezhető, különleges berendezéseket nem igényel. Gazdaságosságát fokozza, hogy hulladékként jelentkező aromás vegyületek is felhasználhatók az alkilhalogenidek megkötéséhez. Az eljárás igen rugalmasan alkalmazható, mivel gyakorlatilag azonos a hatásfoka 5—100% közötti mennyiségű alkilhalogenidet tartalmazó ipari véggáz kezelésénél, mind alkilkloridok, mind alkilbromidok, mind pedig elegyeik esetén. A találmány szerinti eljárás további előnye, hogy a keletkező komplex fázis alumíniumhalogenid-tartalma felhasználható a katalizátor aktiválásához, így a képződő oldott alumíniumhalogenid részben hasznosítható. A találmány szerinti eljárást az alábbi példákon részletesen ismertetjük. 1. példa 41-es keverővei, gázbevezetővel, visszafolyató hűtővel, hőmérővel felszerelt lombikba bemérünk 2580 g (28 mól) toluolt, 151 g (5,6 g.-atom) fém alumíniumot és 25 g (0,187 mól) vízmentes alumínium-kloridot, vagy körülbelül 100 ml, az előző kísérletből származó komplex oldatot. A lombik tartalmát 0,5—1 órán át 90—110 °C hőmérsékleten keverjük, majd külső hűtés alkalmazásával 90—100 °C belső hőmérséklet 'tartása mellett 1—3 óra alatt 1415 g (28 mól) metil-kloridgázt vezetünk a készülék aljára. A készülékből távozó gázelegyet szárazjéggel hűtött csapdán vezetjük keresztül, majd a sósavgázt alkalmas módszerrel megkötjük. A rendszerből távozó sósavgáz mennyisége 190—200 g (5,21—5,5 mól), 18,6—19,6%, a bevezetett metil-kloridra vonatkoztatva. Az elméletileg várt szabad sósavgázra vonatkoztatva mindössze mintegy 50% sósavgáz távozik a rendszerből. A sósav megkötés után távozó gázokban gázkromatográfiás módszerrel metil-kloridot kimutatni nem lehet. A szárazjeges csapda a távozó metil-kloridot megköti. Mennyisége 9—12 g, 0,6—0,8%. A gázmintákat és a keletkező reakcióelegyet Pye Unicam 104-es kromatográfiás berendezésen lángionizációs detektor segítségével analizáltuk, melynek kolonnája 1,5 m hosszú, 4 mm átmérőjű, Gaz Chrom Q 100—120 mesh — 10% OV—17 nedvesítővei — töltetű volt. Vivőgáz: 40 ml/perc áramlási sebességű argoh. A kolonna hőmérséklete metil-klorid mérésénél 80 °C, aromás oldószerelegynél 80— 200. °C között 10 °C/perc sebességgel folyamatosan felfűfve. * A bevezetett metil-klorid gáz 99,2—99,4%-a átalakult. 2. példa A kísérletet az 1. példában leírtak szerint végezzük. Az alumínium aktiválása után a készülékbe 2660 g (28 mól) metil-bromid gázt vezetünk. A belső hőmérséklet tartásához intenzív hűtésre van szükség. A szárazjeges csapda 7—10 g, 0,26—0,37% metil-bromidot köt meg. 3. példa A kísérletet az 1. példában leírtak szerint végezzük. Az alumínium aktiválása után a készülékbe összesen 28 mól, 60% metil-kloridot és 40% metil-bromidot tartalmazó gázelegyet vezetünk oly módon, hogy a gázelegyet azonos térfogatú levegővel hígítjuk. A szárazjeges csapda gázkromatográfiás vizsgálat alapján csak metil-kloridot tartalmazott. Mennyisége 6 g, 0,7%. 4. példa 2 db 4 1-es keverővei, gázbevezetővel, - visszafolyató hűtővel, hőmérővel felszerelt gömblombikot sorbakötünk. Lombikonként bemérünk 2580 g toluolt, 151 g fém alumíniumot és 25 g vízmentes alumínium-kloridot, vagy kb. 100 ml előző kísérletből származó komplex oldatot. A lombikok tartalmát 0,5—1 órán át .90— 110 °C hőmérsékleten keverjük, majd 90—100 °C közötti belső hőmérséklet tartása mellett 1—3 óra alatt 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
