183121. lajstromszámú szabadalom • Eljárás hidrazodikarbonsav-diamid előállítására
1 183 121 2 mindig visszavisszük az újabb reakcióba. Az eljárásnál korrozív anyagok nincsenek jelen és nem is keletkeznek, szennyvíz nem képződik, ezért az eljárás környezetvédelmi szempontból rendkívül kedvező és tág teret enged a szerkezeti anyagok megválasztása szempontjából is. A hidrazodikarbonsav-diamiddal együtt kivált és kiszűrt, vagy más módon elkülönített ekvimoláris mennyiségű igen tiszta ammóníumszulfát, vízben igen jól oldódó anyag lévén, szükség esetén rövid mosással eltávolítható s az ismételt mosások során feldúsított mosófolyadékbót kinyerhető vagy oldott alakban (pl. műtrágyázási célra) közvetlenül hasznosítható. Ez a mosás azonban mint később bemutatjuk, teljesen mellőzhető is. Az eljárás alkalmazásánál ilyenformán tehát semmilyen hulladékanyag nem keletkezik. Az eddig felsoroltakon kívül igen nagy jelentőségű az eljárásnak az az előnye, hogy olyan, rendkívül finom és egyenletes szemcseméretű (szűk szemcsespektrumú) terméket szolgáltat, amilyent közvetlenül egyetlen eddig ismert módszerrel sem lehetett előállítani. Ez azért különösen jelentős, mert köztudott, hogy a hidrazodikarbonsav-diamidból oxidáció útján nyert azodikarbonsav-diamid szemcsemérete és szemcsespektruma döntően befolyásolja ennek az anyagnak a használati értékét, a habosított műanyag- és gumi-termékek előállításánál alkalmazott technológiát és az így készült termékek minőségét. A jelen találmány szerinti eljárással készült hidrazodikarbonsav-diamidolyan egyenletes és kis szemcseméretű, hogy belőle a lehető legjobb tulajdonságokkal rendelkező azodikarbonsav-diamidot lehet készíteni. Jelentős és az ipari megvalósítás szempontjából igen fontos további előnye a találmány szerinti eljárásnak az is, hogy folyamatossá tétele a vegyiparban jártas szakember számára nem jelent nehézséget. A folyamatossátétel céljából előkészítő tartály(ok)-ban be kell keverni a választott szerves közegbe a karbamidot és hidrazinszulfátot és a kapott szuszpenziót adagoló szivattyúval (célszerűen cső ilakú) 130—140 °C-ra előmelegített reaktorba kell nyomatni, amikor is az adagolás sebességét ill. a (cső)reaktor méretét (hosszát) úgy kell választani, hogy a tartózkodási idő alatt a reakció teljesen lejátszódjék. A reaktorból kilépő hidrazodikarbonsav-diamidot és ammóniumszulfátot tartalmazó forró szuszpenziót egy hűtőzónán történt átvezetés után alkalmas szűrőberendezésre, célszerűen centrifugára kell vezetni, amely a szilárd terméket elválasztja a közegtől, mely utóbbi az előkészítő tartály(ok)ba kerül vissza, a reakciótermék pedig — esetleg mosás után — továbbfeldolgozásra (oxidációra) kerül. Amint a fenti sematikus leírásból is kitűnik, az előállítás folyamán nem keletkezik olyan melléktermék (szennyvíz), amely szennyvízfeldolgozás vagy környezetszennyeződés szempontjából problémát okozna. A találmány szerinti eljárás gyakorlati kivitelezését az alábbi példák világítják meg: 1. példa Keverővei és hőmérővel ellátott 500 cm3-es gömblombikba bemérünk 250 g etilénglikolt, 65 g (0,5 mól) monohidrazinszulfátot és 72 g (1,2 mól) karbamidot. A keverést megindítjuk és a lombik tartalmát 140 °C-ra melegítjük, majd a melegítést megszüntetjük. A lombik tartalma ekkor a hőközlés megszüntetése ellenére 150—170 °C-ra melegszik, majd a hőmérséklet kb. 3—5 perc múlva csökkenni kezd. Hűtés alkalmazásával ekkor a hőmérsékletet tovább csökkentjük és a szuszpenziót 100-110 °C-on szűrjük. A szűrőn maradt fehér kristályokat 3X50 cm3 metanollal mossuk, az anyalúgot és a mosófolyadékot külön fogjuk fel. Az anyalúg tartalmazza az alkalmazott karbamidfelesleg legnagyobb részét. A termék 47—48 % hidrazodikarbonsav-diamidból és 52—53 % ammóniumszulfátból áll. A mosófolyadékot desztilládénak vetjük alá, amikoris párlatként visszanyerjük a metilalkoholt és üstmaradékként a kristályokról lemosott etilénglikolt, mely az alkalmazott karbamidfelesleg hiányzó részét is tartalmazza. A visszanyert etilénglikol további tisztítás nélkül közegként, a visszanyert metanol pedig mosófolyadékként újra felhasználható, mivel a reakcióban az ammóniumszulfáton kívül más melléktermék nem keletkezik. A nyert hidrazodikarbonsav-diamid mellől az ammóniumszulfátot vizes mosással el lehet távolítani, azonban az oxidációt az ammóniumszulfát jelenlétében is el lehet végezni, sőt ez a megoldás azért előnyös, mert ilyenkor a'nyert azodikarbonsav-diamid szemcseeloszlása még egyenletesebb. A vízzel történt mosás után a kitermelés: 58-59 g hidrazodikarbonsav-diamid (az elméleti kitermelés 98,2-99,9 %-a). Bomláspont: 248-250 °C. Analízis Számított: C 20,34% Talált: C 20,10% H 5,12% H 5,07% N 47,44% N 47,60% A termék ismert módon, akár az ammóniumszulfát jelenlétében, akár annak vízzel történt kimosása után azodikarbonsav-diamiddá oxidálható, melynek szemcsemérete 10 mikron alatt van. 2-8. példa Az J. példa szerint járunk el, azzal a különbséggel, hogy az etílénglíkol helyett a) 1,2-propíléngIíkolt, b) tripropilénglikolt, c) polietilénglikol 200-at, d) polietilénglikol 300-at, illetve e) glicerint, f) 2-etil-hexanolt, g) izooktilalkoholt alkalmazunk. Mind a 7 esetben — a kísérleti mérési hibák határain belül — azonos mennyiségű és minőségű hidrazodikarbonsav-diamidot kapunk mint az 1. példában. 9. példa Az 1. példa szerinti beméréseket alkalmazzuk, azzal a különbséggel, hogy etilénglikol helyett izopropilalkoholt használunk. Ezt az elegyet fogaskerékszivattyúval cső alakú reaktorba nyomatjuk, mely 500 cm3-es gyűjtőtartállyal áll összeköttetésben. A cső alakú reaktor köpennyel van ellátva, melyben 140 °C-ra melegített hőközlőfolyadékot keringtetünk. A fogaskerékszivattyút olyan ütemben működtetjük, hogy a gyűjtőtartályba kb. 6—8 perc alatt áramoljon át a reakcióelegy teljes mennyisége. Az áramlás alatt a gyűjtőtartályra szerelt feszmérő 5,5—6 atm nyomást mutat. Az átnyomatás befejezése után a gyűjtőtartály tartalmát lehűtjük és szűrjük. A továbbiakban az 1. példában leírtak szerint járunk el és a kísérleti hibahatárokon belül azonos mennyiségű és minőségű terméket nyerünk. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
