178781. lajstromszámú szabadalom • Eljárás formamidok előállítására
7 178781 8 talma a lehető legkisebb érték (például S milliomod' résznél kisebb) legyen. A találmány szerinti eljárásban elvileg tetszőleges szénatomszámú alkil-láncokat tartalmazó ipono- és dialkilaminokat használhatunk, kereskedelmi szempontokból azonban különösen előnyösen olyan aminreagenseke t alkalmazunk, amelyek 1- vagy 2-szénatomos alkil-láncokat hordoznak. E tekintetben kiemelkedően értékesek a monometilformamid, illetve dimetilformamid képződéséhez vezető reagensek, azaz a monometilamin és a dimetilamin. A találmány szerinti eljárásban szokásos kereskedelmi minőségű alkilaminokat is felhasználhatunk, a korábban közöltekre tekintettel azonban ügyelnünk kell arra, hogy a felhasznált reagensek víztartalma a lehető legkisebb érték (például 100 milliomodrésznél kisebb) legyen. Ha a találmány szerinti eljárással termékként kizárólag formamidot vagy alkil-formamidokat kívánunk előállítani, a szénmonoxidot és a nitrogéntartalmú reagenst előnyösen 0,2 :1 és 2,0 : 1 közötti, célszerűen 0,2 :1 és 1,0 :1 közötti mólarányban reagáltatjuk egymással. Meg kell azonban jegyeznünk, hogy az alkálifém- vagy alkáliföldfém-metoxid oldására felhasznált metanol a szénmonoxiddal metilformiát képződése közben reakcióba léphet. Ennek megfelelően a reakciót úgy is vezethetjük, hogy termékként formamidot vagy alkil-formamidokat és változó mennyiségű metilformiátot tartalmazó elegyet kapjunk. Ebben az esetben a szénmonoxidot a nitrogéntartalmú reagens sztöchiometrikus mennyiségéhez viszonyított fölöslegben használjuk fel. Miként az 5. példa adatai igazolják, a terméke légy metilformiát-tartalma a reakcióelegy metanol-tartalmának növelésével párhuzamosan fokozódik. Az utóbbi esetben a szénmonoxidot és a nitrogéntartalmú reagenst előnyösen 1,0 :1 és 1,4 :1 közötti mólarányban használjuk fel. A formamidot, illetve az alkil-formamidokat desztillációval igen könnyen elkülöníthetjük a reakció során képződött metilformiáttól. Miként az alábbiakban felsorolt forráspont-adatok egyértelműen igazolják, e vegyületek forráspont-különbség alapján egyszerűen és teljes mértékben elválaszthatók egymástól: formamid: 105-106 °C/11 Hgmm, metil-formamid: 180—185 °C/760 Hgmm, dimetil-formamid: 153 °C/758 Hgmm, metanol: 65 °C/760 Hgmm, metilformiát: 31,5 °C/760 Hgmm. A találmány szerinti eljárásban katalizátorként alkálifém- vagy alkáliföldfém-metoxidokat, előnyösen nátrium-metoxidot használunk fel. A katalizátort 1-30 súly%-os, előnyösen l-5súly%-os metanolos oldat formájában juttatjuk a rendszerbe. A reakcióban a nitrogéntartalmú reagens mennyiségére vonatkoztatva körülbelül 0,2—4,0 súly%, előnyösen körülbelül 0,4-2,5 súly% katalizátort használunk fel (tiszta metoxid-vegyületben kifejezve). Az alkálifémvagy alkáliföldfém-metoxid metanolos oldatát külön anyagáramként juttathatjuk a reaktorba, eljárhatunk azonban úgy is, hogy a katalizátor oldatát a nitrogéntartalmú reagenssel (ammóniával vagy primer vagy szekunder alldlaminnal) elegyítve vezetjük be. A találmány szerinti eljárással a formamid-vegyületeket lényegében kvantitatív hozammal állíthatjuk elő. A végterméket a nitrogéntartalmú reagensre vonatkoztatva gyakorlatilag 100 mól %-os, a szénmonoxidra vonatkoztatva pedig (amennyiben technikai minőségű szénmonoxidot használunk fel) legalább 90 mól %-os, sőt esetenként legalább 95 mól %-os hozammal kapjuk. Amennyiben a szénmonoxidot közömbös gázzal elegyítve vezetjük a rendszerbe, a termék hozama a gázelegyben lévő szénmonoxid parciális nyomásának függvényében változik akként, hogy a hozam a szénmonoxid mennyiségének növekedésével párhuzamosan fokozódik, és technikai minőségű szénmonoxid alkalmazásakor legalább 90 mól %-os, sőt esetenként legalább 95 mól %-os értéket ér el. A találmány szerinti eljárás különös előnye, hogy az üzemvitel a mindenkori követelményeknek megfelelően rugalmasan módosítható. Ez a tény egyrészt a nagy termelékenységet eredményező, kitűnő hatásfokú hőcserének tulajdonítható, másrészt pedig annak, hogy a folyékony reakcióelegyet nagy sebességgel keringtetjük. Ez utóbbi intézkedéssel nemcsak a reakció hőmérsékletének stabilitását és a gázfázis és a folyadékfázis optimális érintkezését biztosíthatjuk, hanem azt is megakadályozhatjuk, hogy a berendezés belső felületein, elsősorban a hőcserélő felületeken alkálifém- vagy alkáliföldfém-metoxidból és/vagy formiátból álló szilárd bevonat alakuljon ki, az esetlegesen képződő szilárd csapadék ugyanis a szivattyú által biztosított turbulens áramlás következtében a folyadékfázisban szuszpendálva marad. A folyékony reakcióelegy nagy sebességű keringtetésével tehát egyszerűen kiküszöböljük az ismert eljárások nagy részénél fellépő, szilárd lerakódásképződéssel kapcsolatos problémákat. A rugalmasan módosítható üzemvitel továbbá azt jelenti, hogy a katalizátor mennyiségét, a szénmonoxid nyomását, a reakció hőmérsékletét, a keringtetés sebességét és adott esetben a formamid-vegyületből és metilformiátból álló termékelegy összetételét a mindenkori követelményeknek megfelelően módosíthatjuk, és e változó körülmények között végbemenő reakciókat egy és ugyanazon berendezésben hajthatjuk végre. A találmány szerinti eljárás további előnyös jellemzője, hogy a folyékony reakcióelegy a berendezés hasznos térfogatának legalább 80%-át, előnyösen legalább 90%-át betölti, következésképpen jelentősen csökkenthető az adott óránkénti termékmennyiségre eső berendezési költség. Miként a példák adataiból kitűnik, a találmány szerinti eljárás igen előnyös jellemzője az is, hogy a formamidok képződéséhez vezető reakció az ismert műveletekben alkalmazottaknál lényegesen alacsonyabb hőmérsékleten és kisebb nyomáson is végrehajtható, és ugyanakkor a termék hozama és a berendezés termelőkapacitása jobb az ismert módszerekkel elérhető értékeknél. A berendezés termelőkapacitása és az eljárás hozama szempontjából döntő jelentőségű további előnyként kell említenünk azt a tényt, hogy a találmány szerinti eljárással a gázfázis és a folyadékfázis között nagy érintkezési felület biztosítható. Az érintkezési felület méretének döntő szerepére a ko-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
