178772. lajstromszámú szabadalom • Eljárás monociklusos aromásaminok előállítására
3 178772 4 sem elhanyagolható, hogy az aromás gyűrű hidrogénezésének veszélye is fennáll. Továbbá, a hidrogén kis parciális nyomása miatt a képződött aminra vonatkozó termelékenység meglehetősen alacsony. A találmány szerinti eljárás értelmében a monociklusos aromás aminokat a mononitro-származékokból úgy állítjuk elő folyadékfázisban katalitikus hidrogénezéssel, hogy a katalizátort abban a folyadékban szuszpendáljuk, amely oldószerként a hidrogénezés során keletkező aromás amint tartalmazza, víztartalma kevesebb mint az amin/víz telítési értéknek megfelelő mennyiség, és annyi, amennyi elegendő a reaktorban a vizes fázis megjelenésének megakadályozásához. A találmány szerinti eljárásnál a reakció során keletkezett vizet teljes mértékben a folyadékfázisban távolítjuk el, szemben az előző eljárásokkal, ahol azt a gázfázisban távolították el. Továbbá a hidrogénezést olyan feltételek közt hajtjuk végre, ahol a folyadékfázis víztartalma lényegesen nagyobb, mint az előzőkben ismertetett eljárásoknál. A találmány szerinti eljárás különösen alkalmas monociklusos aromás aminok előállitására. A találmány szerinti eljárással főleg azok a monociklusos aromás aminok állíthatók elő a mononitro-származékok hidrogénezésével, amelyekben a reakció hőfokán oldható víz mennyisége elegendő ahhoz, hogy a reakció-közeg homogén maradjon, akkor is, ha legfeljebb 10-es visszavezetési arányt használunk (a visszavezetett vízmentes amin és a képződött amin mennyiségének aránya). Még pontosabban, a találmány szerinti eljárás különösen nitrobenzol, klómitrobenzolok, nitrotoluolok, nitrofenolok és aminonitrobenzolok hidrogénezésére alkalmas. így aromás monoaminokat és aromás diaminokat kaphatunk. A reaktorba visszavezetett aromás amin vagy vízmentes vagy mint már előbb említettük bizonyos mennyiségű vizet tartalmazhat, de ez a telítési koncentráció alatt legyen. Nyilvánvalóan a teljes visszavezetett mennyiség annál nagyobb, minél nagyobb a víztartalom. A képződött víz, a visszavezetett vízmentes amin elméleti mennyisége, a visszavezetett amin víztartalma, valamint a reaktorban képződött amin víztartalma közötti összefüggést a következő matematikai képlettel fejezhetjük ki. A különböző paraméterekre az alábbi jelölést alkalmazzuk: P: az egy óra alatt képződött víz mennyisége Q: az egy óra alatt visszavezetett amin elméleti mennyisége X, : a víz súlyszázaléka a homogén reakcióközegben X2: a víz súlyszázaléka a visszavezetett aminban X3 : a víz súlyszázaléka a sztöchiometrikus összetételben M + 36 ahol M a képződött amin molekulasúlya. A különböző paraméterek között az alábbi egyenlet áll fenn: X, -X2 Ez a képlet lehetővé teszi, hogy meghatározzuk annak a vízmentes aminnak a mennyiségét, amit vissza kell vezetni ahhoz, hogy a folyamatos üzemet fenntartsuk, és így elkerüljük a reakcióközegnek két, nem elegyedő fázisra való szétválását. A visszavezetéshez szükséges vízmentes vagy részlegesen hidráit amin könnyen előállítható hidrogénezésnél a képződött reakcióelegy szétválasztásával a szokásos módszerekkel. Például, az aromás amint megkaphatjuk vízmentes formában úgy, hogy a hidrogénezett terméket egy vagy több desztilláló oszlopon rektifikáljuk. Az is lehetséges, hogy a desztilláló berendezés különböző fokozataiból vett, még vizes amint vezetjük vissza, természetesen figyelembe véve azt, hogy a fent megadott feltételek teljesüljenek. A visszavezetett amin a víz mellett még kis mennyiségű olyan szennyezést is tartalmazhat, ami a reaktor kielégítő működésére nem káros. Általános szabály az, hogy a visszavezetett aromás amin legfeljebb 10% vizet tartalmazhat. Ha anilint vezetünk vissza, a víztartalom célszerűen 3%-nál kisebb legyen. A visszavezetett anilin tartalmazhat kis mennyiségű ciklohexilamint vagy kátrányt. Mint már mondottuk, a visszavezetett vízmentes amin aránya legfeljebb 10. Ha bizonyos mennyiségű vizet is tartalmazó amint vezetünk vissza, szükségszerűen növelni kell az arányt, de teljesen nyilvánvaló, hogy nem tanácsos túl nagy visszavezetési arányt használni. A gyakorlatban a tényleges visszavezetési arány (az összes visszavezetett amin, esetleg amin és víz mennyiségének és a képződött amin mennyiségének viszonya) általában 0,1 és 10 között mozog, akár víztartalmú az amin, akár nem. Anilin-gyártás esetében a tényleges visszavezetési arány célszerűen 0,5 és 5, de még inkább 1 és 1,5 között van. Ha megfelelően szabályozzuk a reakció különböző paramétereit, nevezetesen a nitro-származék bevezetésének mértékét, a hidrogén nyomását, a hőfokot, a visszavezetési arányt, valamint a visszavezetett amin víztartalmát, jól definiált és stabil folyamatot biztosíthatunk. A hidrogénezést mérsékelten magas hőmérsékleten végezzük, ami az alkalmazott nitro-származék természetétől függ. Ha anilint állítunk elő nitrobenzol redukciójával, a reaktorban a hőmérséklet 120 és 150 °C között van. A hidrogénező katalizátorok, amelyeket a folyamatban használhatunk, szokásosak, mint pl. Raney nikkel, Raney kobalt, valamely hordozóra leválasztott nikkel vagy kobalt tartalmú katalizátor, vagy nemesfém alapú katalizátorok, mint pl. hordozóra leválasztott platina vagy palládium. A finoman eloszlatott katalizátort a reakció közegben szuszpendáljuk, például keveréssel. A hidrogénezést a korábbiakban leírt bármilyen hidrogénező aparátusban elvégezhetjük. E célra olyan berendezéseket használhatunk, amelyek tehetővé teszik a hidrogén folyamatos cirkulációját a reaktorban. Ilyen berendezést ír le pl- 82 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
