178244. lajstromszámú szabadalom • Eljárás tercier alfás aminok előállítására
7 178244 8 katalizátorok még magasabb hőmérsékleten sem támadják meg, így a tercier aminokká történő átalakulás irányítottan megy végbe és csak kisebb mennyiségben képződnek melléktermékek. A találmány szerinti eljáráshoz nikkel-katalizátorok nem alkalmasak, mivel ezek a megválasztott reakciófeltételek mellett az aminokat diszproporcionálják és elbontják. A találmány szerint előállított tercier aminokat köztitermékként a legkülönbözőbb szintézisekben alkalmazhatjuk. Különösen beváltak kvatemerizáláshoz metilkloriddal és más alkilezőszerekkel, amikor kvaterner ammóniumsók képződnek. Ezeket a kvaterner származékokat fertőtlenítőszerként, algák ellen, valamint a textilszínezésben késleltetőként (retarder) alkalmazzuk. A tercier aminokból gyártott kvaterner ammóniumsók fontos alkalmazásterülete a mosószergyártás, ahol lágyításraáztatásra alkalmazhatók. A tercier aminok hidrogénperoxiddal aminoxiddá alakíthatók át, az utóbbiak anionaktív komponensekkel kombinálva a háztartási tisztítószerek gyártásánál kerülnek alkalmazásra. Ezáltal a találmány szerint előállított tercier aminok közvetlenül is felhasználhatók vizes oldatokból bizonyos fémionok folyadék extrakcióval történő eltávolítására. 1. példa Az eljárást a 2/1. ábrán szemléltetett berendezésben végezzük. Ez a berendezés az 1 jelzésű 1000 literes űrtartalmú keverős tartály, amely a 2 töltetes oszlopot, a 3 kompresszort a recirkuláltatott gázhoz és a 4 recirkuláló gázvezetéket tartalmazza, a gázalakú aminok recirkuláltatására hidrogénnel és adott esetben inert gázokkal. Az 1 keverős tartály továbbá az 5 hűtővel, a víz leválasztására a 6 leválasztó edénnyel, a könnyen illő szerves komponensek, valamint az amin hozzávezetésére a 7, a hidrogén hozzávezetésre a 8 és a nitrogén hozzávezetésére adott esetben 9 vezetékkel (a nitrogén őblítőszer vagy esetleg inert gázadalék) és a 10 távozó gázvezetékkel van ellátva. Az 1 tartály fűtése és hűtése a 11 köpenyen keresztül történik. A 6 hűtőből a 12 vezeték közvetlenül az 1 tartályba van bekapcsolva és ezen keresztül a 13 vizes fázistól elválasztott 14 szerves fázist vezetjük vissza a folyamatba. Az 1 m3-es űrtartalmú 1 fűtött keverős tartályba 500 kg (2,68 kmól) dodekanol-1 és 20 kg rézkromit-színkatalizátor keverékét (41% réz, 35% króm és 0,3% bárium) készítjük elő. A berendezést 9 vezetéken keresztül nitrogénnel öblítjük, keverés közben felmelegítjük, a nitrogént a 8 vezetéken keresztül kiszorítjuk, majd a kompresszor beállításával 3200 Nm3/h mennyiségű hidrogént körfolyamatban vezetünk és a 7 vezetéken keresztül megkezdjük a dimetilamin beadagolását. A reakció 150 °C-on megindul és 200—210 °C között optimálisan megy végbe, ez a reakció közben képződött víz mennyiségéből állapítható meg. A dimetilamin koncentrációt a körfolyamatban vezetett gázban adagoló- és mérőberendezésekkel 5—7 térfogat%-ra állítjuk be. Mivel a reakció közben kisebb mennyiségben gázalakú melléktermékek képződnek, így óránként a körfolyamatban vezetett szabad gáztérfogat 10%-át (1 m3) folyamatosan a 10 vezetéken elvezetjük, és friss gázzal pótoljuk. A berendezésben 0,2—0,4 bar túlnyomást tartunk. A reakciótartályra szerelt 2 oszlop az 5 hűtővel biztosítja egyrészt az amin-alkohol-keverék első elválasztását, másrészt a reakcióvíz elválasztását. A 6 leválasztóban a szerves fázist a vizes fázistól elválasztjuk és a felső szerves fázist a körfolyamatba ismét feladjuk. 6 óra után a reakció befejeződik és 53 liter vizes fázist választunk le. 100 °C-ra való lehűtés és nitrogén öblítés után a katalizátort forgótárcsás szűrőn leszűrjük. Ekkor 44,7 aminszámú (elméleti: 48,6) 553 kg nyersamin képződik. Az alkohol konverziója 99,7%, a nyers termék 1,5%-nál kevesebb primer és szekunder amint tartalmaz. A reakcióhoz az elméletihez képest a 2,4%-kal több dimetilamin felhasználása szükséges. Az előállított dimetildodecilaminnak a magas forrpontú melléktermékektől történő leválasztása érdekében a nyers terméket vákuumban frakcionálás nélkül ledesztilláljuk. A hozam tiszta termékre 92,5% (alkoholra számítva), tisztasági foka 98%. 2. példa 500 kg dodekanol-1-et az 1. példa szerinti berendezésben és azonos reakciófeltételek mellett reagáltatunk. Járulékosan azonban a reakcióterméket szivattyúval keringésben tartjuk akként, hogy a reakcióedény alján leválasztjuk és a tartály gázfázis részébe ismét feladjuk. A 3 keringtető szivattyú teljesítményét úgy állítjuk be, hogy a teljes reaktortartalmat óránként 6-szor átszivatytyúzzuk. A jobb átkeveredés következtében a reakcióidő 5,2 órára rövidíthető. Az alkohol konverziója 99,8%. Ledesztillálás után 98,5%-os dimetildodecilamint kapunk, összhozam a bevitt alkoholra számítva 93,5% és a bevitt dimetilaminra számítva 94,6%. 3. (a—c) példa E példában a körfolyamatban tartott gáz dimetilaminkoncentrációjának befolyását vizsgáljuk a kívánt termék hozamára és ezzel az eljárás gazdaságosságára. Ebből a célból a következő kísérleteket végeztük el : a) 100 literes VA keverős reaktorba — amely az 1. példával azonos szerelvényekkel van ellátva — 50 kg (240 mól) szintézisalkoholt [szénlánc eloszlása: 33% C12, 14’ c,0 stb. (64% Cj4, 3% C10 és Cj^)] és az 1. példához hasonlóan 2 kg rézkromit katalizátort előkészítünk. Nitrogénnel történő öblítés után a reaktort keverés és a hidrogén körfolyamatban való tartása mellett fél óra hosszat 160 °C-on melegítjük, majd megkezdjük a dimetilamin beadagolását. A körfolyamatban tartott gáz mennyisége 12 m3/h, a gáz dimetilamin-koncentrációja 5—10 térfogat%. A körfolyamatban tartott gázból 10—10 litert óránként friss gázzal cseréljük ki. 2 óra után 205—210 °C közötti reakcióhőmérsékleten és 4,5 liter víz lehasítása után a reakció befejeződik. A nyers amin ezt követő vákuumdesztillációjánál 5,2% desztillációs maradékot kapunk. A desztillált dimetil-C]0_ i6' -alkilamin még 0,4% alkoholt, 0,6% primer és szekunder amint, valamint 1,1% nem amin jellegű komponenst tartalmaz. Az összhozam alkoholra számítva 93,1%, dimetilaminra számítva 93,4%. b) Az eljárást és a reakciókomponenseket az a) példa szerint alkalmazzuk azzal a különbséggel, hogy a dimetilamin koncentrációját a körfolyamatban tartott 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
