181934. lajstromszámú szabadalom • Eljárás dialkil-aminok kinyerésére
3 181934 4 hánvada a megfelelő alkohollá átalakult formában lehet jelen. Néhány alkil-amin és az előállításukhoz felhasználható reaktív oxigént tartalmazó alkilvegyület atmoszferikus nyomáson mért forráspontját az I. táblázat tartalmazza. I. táblázat Néhány alkil-amin és az előállításukhoz felhasznált, reaktív oxigént tartalmazó alkilvegyület forráspontja 1 bar nyomáson forráspont (°C) normál-propil-alkohol 97,8 propionaldehid 49,5 mono(normál-propil)-amin 48,7 di(normál-propil)-amin 109,2 tri(normál-propil)-amin 156,2 normál butil-alkohol 117,7 normál-butiraldehid 75,7 mono(normál-butil)-amin 77,8 di(normál-butil)-amin 159,6 tri(normál-butil)-amin 214 izobutil-alkohol 108 izobutiraldehid 64 mono(izobutil)-amin 68 di(izobutil)-amin 139 tri(izobutil)-amin 191,5 izoamil-alkohol 132 izovaleraldehid 92,5 mono(izoamil)-amin 95 di(izoamil)-amin 190 tri(izoamil)-amin 235 A táblázatból látható, hogy a reakciótermékben esetleg jelenlévő ammónia (amelynek forráspontja -33,4°C) az a komponens, amelyet legelőször kell desztillációval elválasztani az elegyből. Különböző rendű alkil-aminok elegyén belül forráspont szerinti sorrendben a monoalkil-amin következik, amelyet desztillációval könnyűszerrel el lehet választani a magasabb forráspontú és magasabb rendű aminoktól, nem lehet azonban elválasztani a forráspontok közelsége miatt a megfelelő aldehidtől. Ezért nyilvánvaló, hogy ha valamelyik monoalkil-amin gyártása a cél, akkor nem célszerű kiindulóanyagként a megfelelő aldehidet használni. A tapasztalat azt mutatja, hogy az alkil-aminoknak az említett módszerek egyikével való gyártása esetén a reakciótermékben adott esetben jelenlévő ammónia és a monoalkil-amin, illetve az esetleges aldehid vagy keton ledesztillálása után megmaradó reakciótermék általában két fázisra válik szét: egy felső fázisra (amely zömmel szerves anyagokból és kevés vízből áll és amely tartalmazza a di- és trialkil-aminok nagyobb részét, valamint a víz kisebb részét, továbbá — ha kiindulási anyagként használt reaktív oxigéntartalmú anyag alkohol volt — a reakcióban el nem fogyott alkohol nagyobb részét, illetve — ha a reaktív oxigéntartalmú kiindulási anyag aldehid vagy keton volt — az ezekből mellékreakcióban keletkezett megfelelő alkohol arányos részét) és egy alsó fázisra, amely nagy része víz, kisebb hányadban tartalmazza a di- és a trialkil-amint, valamint a megfelelő alkoholt is. A di- és trialkil-aminokat a szerves anyagokat tartalmazó fázisból célszerű elkülöníteni, mert túlnyomó részük ebben a fázisban dúsul fel. Ahhoz azonban, hogy e vegyületeket a kellő tisztaságban ki lehessen nyerni, előbb el kell távolítani a fázisban jelenlévő vizet és alkoholt. Azonban minthogy nemcsak az alkohol, hanem a fázisban lévő többi komponens is olyan azeotróp elegyeket alkot a vízzel, amelyek forrási hőmérséklete igen közel esik egymáshoz, a fázis víz- és alkoholmentesítése céljából végrehajtott desztillációja során egyidejűleg jelentős mennyiségű dialkil-amin is a desztillátumba kerül, aminek következtében a reaktorban megtermelt dialkil-amin jelentős hányadát nem lehet kinyerni. A tapasztalat azt mutatja, hogy a desztillációval végrehajtott víz- és alkoholmentesítésnél annál nagyobb a dialkil-amin veszteség, minél nagyobb a reakciótermékben lévő alkohol részaránya. Szélsőséges esetben ez a jelenség teljesen megakadályozza azt, hogy a dialkil-amint ki lehessen nyerni. A gyakorlatban számos esetben előfordul az, hogy a reakciótermékben az alkoholoknak nagy a részaránya, például ha a katalitikus reaktorban használt katalizátor a tartós használat következtében öregszik és aktivitása csökken, vagy például azért, mert a katalitikus reaktor működtetési paraméterei valamilyen ok következtében nem megfelelőek. A II. táblázatban néhány alkil-amin és a gyártásukhoz felhasznált, illetve a gyártás során képződő alkohol vízzel alkotott azeotróp elegyeinek főbb adatait tüntetjük fel. II. táblázat Néhány alkohol és alkil-amin vízzel 1 bar nyomáson alkotott azeotróp elegyének főbb adatai összetétel (súly%) forrpont CQ normál-propil-alkohol 71,8 s + 88,1 VÍZ 28,2 di(normál-propil)-amin 79 + 86,5—86,7 VÍZ 21 tri(normál-propil)-amin 49 + 94,3—95,5 VÍZ 51 normál-butil-alkohol 57,5 + 92,7 VÍZ 42,5 di(normál-butiI)-amin 49,5 + 97,0 VÍZ 50,5 tri(normál- butil)-amin 18,0 + 99,8 VÍZ 82,0 A reakcióelegyben szükségszerűen jelenlévő viz és át nem alakult alkohol miatt fellépő, a korábbiakban leírt nehézségek kiküszöbölésére számos módszer ismeretes a szakirodalomból. Ezek közös jellemzője az, hogy az egyik eltávolítandó komponensnek, azaz a víznek a kivonására ennek relatív illékonyságát növelő, úgynevezett azeotrópképzős desztülációt alkalmaznak. így például di(normál-propil)-amin gyártásakor — a 685 620. számú nagy-britanniai szabadalmi leírás szerint — olyan összetételű elegyeknél, amelyekben a di(normál-propil)-aminra vonatkoztatott víztartalom kisebb, mint a di(normál-propil)-amin — víz azeotróp elegyben, az elegyet úgy lehet vízteleníteni, hogy magát a di(normál-propil)-amint használják azeotrópképzőként. Az említett szabadal5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
