182549. lajstromszámú szabadalom • Eljárás szénoxiszulfid előállítására
182 549 széndiszulfid minél teljesebb mértékű eltávolítása kedvező térsebesség és konverziós fok mellett. Célul tűzték ki a reakció-hőmérséklet csökkentését olyan mértékre, ahol a szénoxiszulfid bomlása nem számottevő, és a berendezésekkel szemben sem kell különleges követelményeket támasztani. Fontos feladat volt a zárt szintéziskörfolyamat megvalósítása és a lehetőség szerint a környezetbe távozó szennyező anyagok megszüntetése. A találmány szerinti eljárás 0,5 térfogat% alatti széndiszulfid-tartalmú szénoxiszulfid előállítására széndioxid és széndiszulőd reakciója útján emelt hőmérsékleten, katalizátor jelenlétében azzal jellemezhető, hogy a 280—350 °C közötti hőmérsékleten széndiszulfid gőzatmoszférában tartott nagyfelületű alumíniumoxid katalizátor-ágyra előmelegített széndioxidot vezetünk, a távozó széndiszulfid felesleget tartalmazó szénoxiszulfid gázt 25—30 °C közötti hőmérsékletre lehűtjük, belőle a széndiszulfid egy részét kondenzáljuk, a kondenzáció útján képződött körülbelül 1:1 térfogatarányú szénoxiszulfid-széndiszulfid gázelegyből ellenáramú, széndiszulfidra szelektív oldószeres extrakcióval a széndiszulfidot eltávolítjuk, a szénoxiszulfid gázt kinyerjük, az extrakció során kapott oldószeres szénoxiszulfid + széndiszulfid elegyből a benne oldódott gázokat kihajtjuk, az oldószert regeneráljuk, a regenerált oldószert pedig az extrakciós szakaszba visszavezetjük. Katalizátorként gamma alumíniumoxidot, extrakciós folyadékként 80—160 °C közötti forráspontú aromás szénhidrogént, célszerűen toluolt, benzolt vagy xilolt alkalmazunk. A célszerű reakcióhőmérsékleti tartomány 300—325 °C. A rendszerből kinyert szénoxiszulfid gáz tiszta, széndiszulfidot 0,1 térfogat % alatti mennyiségben tartalmaz. Az eljárás végrehajtása során a szintézis körből a célterméken kívül szennyező anyag nem lép ki, csak a reakcióban résztvevő reakciókomponensek pótlásáról kell gondoskodni. Az eljárás kivitelezése során — 1:1 széndiszulfid-széndioxid mólarány beadagolására számítva — a szintéziskörbe az elért kihozatal 95%. Az extrakciós folyadék előnye, hogy kémiailag inert, a széndiszulfidot korlátlanul jól, a szénoxiszulfidot pedig kisebb mértékben (1—5%) oldja, desztillálással a reakciókomponensek, illetve a végtermék mellől elválasztható, a desztillálás során pedig hőbomlás nem lép fel. A találmány szerinti eljárás előnye az is, hogy nem tűz- és robbanásveszélyes, környezetszennyező mérgező anyagok a szintéziskörből nem lépnek ki, így a biztonságtechnikai és környezetvédelmi követelmények kielégíthetők. Az eljárást közelebbről a 2. ábrán bemutatott példaképpeni berendezésre hivatkozva ismertetjük: A 300—325 °C közötti hőmérsékletre felmelegített, gamma-alumíniumoxid katalizátort tartalmazó 1 reaktorba állandó sebesség mellett vezetjük be a 3 előmelegítőben felmelegített CS2 gőzt és C02 gázt. A reaktorból a céltermékkel együtt távozó CS2-ot a 2 kondenzátorban 25—30 °C közötti hőmérsékleten kondenzáljuk és a 2a gőz-folyadékelválasztón keresztülvezetve a 3a CS2 cirkulációs tartályba vezetjük. A 3a 5 tartályban állandó folyadéknívót tartunk fenn, mivel a CS2 mennyisége a végbemenő reakció folytán állandóan csökken, így a bevitt C02-dal arányos CS2 pótlásáról a tartály szintmérőjével összekapcsolt CS2 adagolószivattyú automatikusan és folyamatosan gondoskodik. Az 1 reaktorban a fenti módon állandó CS2 gőzatmoszférát tartunk fenn. A C02-ot a COS kívánt képződésének megfelelő sebességgel vezetjük be a 3 előmelegítőn keresztül. A C02 és CS2 a katalizátor felületén COS-dá alakul át. Az 1 reaktorból távozó COS y CS2 gázelegyet a 2 kondenzátorban kondenzáljuk, a kondenzátor után kapott folyadék CS2-t a 3a cirkulációs tartályba vezetjük be. A 2a gáz-folyadék elválasztóból távozó 1:1 térfogatarányú COS + CS2 gázelegyet a 4 ellenáramú extraktorba vezetjük be, a 4a vezetéken, a szelektív extrakciós folyadékot pedig az 5a oldószergyűjtő tartályból szivattyúval nyomatjuk be a 4 extraktorba. Az extrakciós folyadék az 1:1 térfoga tarányú COS + CS2 gázelegyből a COS-t csak kis mértékben oldja ki (2—3%), míg a CS2-ot korlátlanul oldó extrakciós folyadék a CS2-t a 4b vezetéken távozó COS-t tartalmazó gázelegyből csaknem teljes mértékben képes kioldani. A rendszerből kilépő COS csak 0,5 térfogat % alatti mennyiségben tartalmaz CS2-t. A 4 extraktorból a 4c vezetéken távozó oldószert — amely átlagosan 10 súly% CS2-t és 2—3 súly % COS-t tartalmaz — az 5 regeneráló desztilláló berendezésbe vezetjük és xilol esetében 140 °C körüli hőmérsékleten desztilláljuk. Az 5 regeneráló berendezés fejtermékét — amely 10:2—3 térfogatarányú CS2 + COS gázelegy — az 5c vezetéken a 6 kondenzátorba vezetjük, ahol a gázelegyet a CS2 forráspontjához közel eső 30 °C körüli hőmérsékleten kondenzáljuk. így a COS-t a CS2-ből kiűzzük. A 6a gáz-folyadék elválasztón keresztül a 6b vezetéken az 1:1 arányban CS2-től és COS-ből álló gázelegyet a 4 extraktorba, a folyadék alakú CS2-t a 6c vezetéken a 3a cirkulációs tartályba visszavezetjük. Az alábbiakban konkrét kiviteli példát ismertetünk az eljárás kivitelezésére: Krómnikkel acélból készült, gamma-alumíniumoxiddal töltött 300—325 °C közötti hőmérsékleten tartott csőköteges reaktoron folyamatosan előmelegített széndiszulfid gőzt vezetünk át. Ezzel egyidejűleg óránként 44 kg előmelegített széndioxidot adagolunk a reaktorba. A szintézis reaktorból a képződött gázelegy a kondenzátorba kerül, ahol 30 °C-ra lehűtjük, ekkor a széndiszulfid egy része kondenzálódik. A kondenzátorból távozó gázfázis 1:1 arányú széndiszulfidszénoxiszulfid keverék, amelyből töltetes mosótoronyban 1000—1200 liter xilol-izomer eleggyel a széndiszulfidot szelektív módon kioldjuk. A mosótorony tetején távozó 118 kg szénoxiszulfid legfeljebb 0,1 térfogat% széndiszulfidot tartalmaz. A 10% széndiszulfidot és 2—3% szénoxiszulfidot tartalmazó xilol-izomer elegyet folyamatos töltetes desztilláló oszlopban regeneráljuk. A desztilláló oszlop alján a xilol-izomer elegy visszanyerhető és az extrakcióhoz visszavezethető, a desztilláló oszlopról távozó 6 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 4
