178772. lajstromszámú szabadalom • Eljárás monociklusos aromásaminok előállítására
5 178772 6 1 599 004 lajstromszámú francia szabadalmi leírás. Valamely iners gázzal (pl. nitrogénnel) hígított hidrogén is jól használható. Továbbá azt találtuk, hogy amennyiben az 1 599 004 lajstromszámú francia szabadalmi leírásban közölt berendezést használjuk, 5 nem szükséges nagyobb mennyiségű külső hidrogént recirkuláltatni. Ez a külső cirkuláció általában kevés, esetleg zéró. Emiatt a víz és amin szétválasztása a gázfázis segítségével eleve nem jöhet számításba. A berendezésben a gáz nyomása mérsékelt és általában 10 10—25 bar. Ha anilint állítunk elő nitrobenzolból, a nyomás általában 10—20 bar között van. A találmány szerinti eljárás előnye, hogy egyszerű és könnyen kivitelezhető. Egyrészt egyszerű olyan szempontból, hogy a keletkező amin eltávolításához 15 és tisztításához nem szükségesek bonyolult eszközök. Nagy méretű berendezések sem szükségesek, mert az eljárásban nem használunk alkoholt oldószerként. Másrészt abból a szempontból egyszerű, hogy a hidrogénezést végre lehet hajtani anélkül, hogy külső 20 gázcirkuláltató berendezést állítanánk be. Az eljárás mérsékelt hőmérsékleti és nyomásviszonyai lehetővé teszik, hogy nagy tisztaságú aminokat jó kihozatallal, nagy termelékenységgel állítsunk elő. Az alábbi példákkal illusztráljuk a találmányt. 25 1. példa Mononitrobenzolt hidrogénezünk folyamatosan 30 egy olyan berendezésben, ami lényegében egy keverő reaktorból és egy folyamatos üzemű elválasztó edényből áll. Egy ilyen berendezést, amit egyébként az 1. ábra mutat be, az 1 559 004 lajstromszáipú francia szabadalmi leírás ismertet. A folyamatos 35 üzem közben a reaktorban a folyadék térfogata 3 400 liter. A készülék beindításakor 2000 liter folyadékelegyet viszünk be a reaktorba, amelynek összetétele 85% anilin és 15% víz. 85 kg finoman eloszlatott 40 katalizátort is hozzáadunk. A katalizátor egy szilíciumdioxidos hordozóra leválasztott nikkel (a nikkeltartalom 80%). Az edény tartalmát 135 °C-ra melegítjük, a 7 fűtőtekercs segítségével, amelyen keresztül gőzt ára- 45 moltatunk, és miután a berendezést átöblítettük, megkezdjük a hidrogén bevezetését olyan mértékben, hogy a nyomás 15 bar legyen a művelet folyamán. Ezek után megkezdjük a mononitrobenzol beve- 50 zetését a 8 csövön keresztül 1,130 kg/óra sebességgel szállítószivattyú segítségével. Ezzel egyidőben 0,5%-nál kisebb víztartalmú anilint vezetünk vissza a 20 csövön keresztül 800 kg/óra sebességgel. Ez az anilin a desztillációs termékből származik. 55 Mivel az exoterm reakció miatt a hőmérséklet emelkedne, a reakció közeg hőmérsékletét a 7 tekercsben cirkuláltatott vízzel történő hűtéssel 140 °C-on tartjuk. Ilyen körülmények mellett a 6 csövön átfolyó elegy mennyisége 15 m3/óra és 60 1 977 kg, 84% anilint és 16% vizet tartalmazó elegyet vezethetünk ki óránként a 17 csövön a szétválasztás után. Ennek az elegynek a mononitrobenzol tartalma kisebb mint 10 mg/liter és a nikkeltartalma kisebb mint 200 mg/liter. 65 Hogy a katalizátor veszteséget pótoljuk, egy tonna termelt anilinre számítva 0,5 kg katalizátort kell naponta egyszer a reakcióé légyhez hozzáadni. A hidrogénöblítésről is gondoskodnunk kell úgy, hogy a gázfázis hidrogéntartalmát 80 térfogatszázalékon tartsuk. A reakciókeveréket a desztillációs edénybe vezetjük át. Ez az anilin víztelenítésére szolgáló oszlopból, a vízben levő anilin visszanyerésére szolgáló oszlopból és az anilin végső rektifikálására szolgáló oszlopból áll. A műveletet a fenti feltételek mellett 2 hétig folytatjuk. Az így készített anilin az alábbi jellemzőkkel rendelkezik: Kémiai tisztaság: 99,8% Kromatográfiai tisztaság: 99,7% Víztartalom: kisebb mint 200 ppm Mononitrobenzol tartalom: kisebb mint 5 ppm. A számítás szerint egy tonna anilin előállítására 1370 kg mononitrobenzolt kell felhasználni (kitermelés 96,4%). 2. példa Az első példa szerint járunk el azzal a különbséggel, hogy a vízmentes anilin helyett 4,5% vizet tartalmazó anilint vezetünk vissza, amit a szétválasztási folyamatnál nyerünk az anilin és víz elegy lehűtése után. A teljes visszavezetett mennyiség 1,228 kg/óra. A reaktort az első példában leírt feltételek mellett üzemeltetve, óránként 2369 kg, azonos összetételű reakcióelegyet kapunk. Ebből az anilint ugyanolyan kitermeléssel, ugyanolyan kémiai és kromatográfiai tisztaságban nyerhetjük ki, mint az 1. példában. 3. példa 33,4 kg anilint, 6,6 kg vizet és 1 kg finomra őrölt nikkel alapú katalizátort juttatunk egy keverővei ellátott reaktorba. Megkezdjük a keverést és a hidrogént 15 bar nyomással vezetjük a reaktorba. A reakcióelegyet 140°C-ra hevítjük úgy, hogy a duplafalú reaktorba gőzt áramoltatunk, és megindítjuk a mononitrobenzol bevezetését 3330 kg/óra arányban. A vízmentes anilin visszavezetését is megkezdjük 2255 kg/óra mennyiségben. A reakcióterméket, amelynek nitro-vegyület tartalma kevesebb mint 20 mg/liter folyamatosan eltávolítjuk a reaktorból. Ezt a reakcióterméket átnyomjuk egy elválasztó edénybe, ahonnan a kinyert katalizátort visszavisszük a reaktorba. Igen nagy tisztaságú anilint kapunk két fő-oszlopon és egy segédoszlopon történő desztillálás után. Kémiai tisztaság: 99,8%, Kromatográfiai tisztaság: 99,7% Nitrobenzol tartalom: kisebb mint 10 ppm 7,44 kg anilint kapunk 10 kg mononitrobenzolból. Kitermelés 98,4%. 3
