188168. lajstromszámú szabadalom • Eljárás fumársav előállítására szénhidrogének oxidációjánál keletkező hulladékgázok mosóvizéből
1 188 168 2 A találmány tárgya eljárás fumársav előállítására, naftalin vagy azt tartalmazó szénhidrogénelegyek oxidációjánál keletkező hulladékgázok mosóvizéből, maleinsavat tartalmazó oldat izomerizációja révén. A találmány szerinti eljárással a fumársavat jó kitermeléssel és nagy tisztaságban kapjuk, ez alapjában véve egy a maleinsav izomerizációját megelőző hőkezelésnek köszönhető. A 2 454 387 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás olyan, fumársav előállítására irányuló eljárást ír le, melynek során maleinsav oldatot izomerizálnak. Ez az eljárás megkívánja tiszta maleinsav alkalmazását, és az oldatnak nem szabad szennyeződést tartalmaznia. A 2 548 680 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás szerint benzol oxidációs üzemből származó, maleinsav-tartalmú mosóvizekből kiindulva állítanak elő fumársavat. Az ilyen típusú mosóvizek csak könnyen eliminálható szennyeződéseket tartalmaznak, ez az eljárás nem alkalmas fumársav megfelelő tisztaságban való előállítására abban az esetben, ha naftalin oxidációs üzem hulladékgázainak mosóvize» a kiindulóanyag. Ennek oka, hogy a naftalin oxidációs üzem hulladékgázainak mosóvizei általában naftokinon szennyeződést is tartalmaznak, mely oldható, és - miután nem szűrhető - az előállított fumársav kristályokban benne marad. A 2 013 333 számú francia szabadalmi leírás szerint tiszta fumársavat állítanak elő, maleinsav anhidrid gyártás hulladékgázainak mosóvizeiből kiindulva, izomerizációval. A kiindulóanyag ebben az esetben is csak könnyen eltávolítható szennyeződést tartalmaz. Az 1 948 624 számú német szövetségi köztársaságbeli közzétett szabadalmi leírás szerint is izomerizálást végeznek, így maleinsav vizes oldatból fumársavat állítanak elő. A kiindulási anyag összetételét ebben a leírásban nem definiálják; nem tesznek említést nehezen eltávolítható szennyeződések által okozott problémáról, illetőleg annak megoldásáról. A 74/35 324 számú japán szabadalmi leírás értelmében az 1,4-natokinon szennyeződés eltávolítására oldószeres extrakciót végeznek, ekkor azonban további megoldandó feladat az izomerizálandó oldatból az extraháláshoz használt oldószer teljes eltávolítása. Az ismert, fentiekben leírt eljárások egyike sem tette lehetővé tehát megfelelő tisztaságú fumársav előállítását, naftalin oxidációs eljárás hulladékgázainak mosóvizéből kiindulva. Fumársav előállítására jelenleg a gyakorlatban legelterjedtebben alkalmazott eljárás abban áll, hogy ismert katalizátorok, így például tiokarbamid, merkaptán és hasonlók felhasználásával a maleinsavat fumársavvá izomerizálják, ezt követően a kapott savat cíklizálják, a csapadékot elkülönítik, az elkülönített csapadékot meleg vízben oldják, az oldatot valamely dekolorizáló anyaggal, így aktívszénnel, színtelenítik, melegen szűrik, a fumársavcsapadékot hűtés közben kikristályosítják, a kristályos anyagot elkülönítik és ezt követően szárítják. A kiindulóanyagoknak, az eljárási körülmények és a katalizátor aktivitásának rendkívül változó volta következtében szennyező anyagok vannak jelen a kiindulási oldatban. Ilyen anyagok például a kinonok, különösen a naftokinon, benzoesav, toluilsav, citrakonsav, a ftalid, ftálsav, más alifás és aromás savak, valamint aldehidek, kondenzált termékek és polimerizált termékek, továbbá szervetlen savak és sók. Az ismert eljárások nem alkalmasak arra, hogy teljes mértékben, maradéktalanul eltávolítsák a fent említett szennyező anyagokat, melyek így visszamaradnak a végtermékben és meggátolják a terméknek a vegyiparban általában és a gyógyászati termékekben, különösen pedig a tápszerekben való felhasználását. A fumársav, amennyiben az egyes országok szigorú előírásainak megfelelő tisztaságú, felhasználható citromsav, borkősav és/vagy aszkorbinsav helyett. Az elmondottakból látható, hogy a végtermékben lévő fent említett szennyező anyagok nagy mértékben korlátozzák a tennék ipari felhasználhatóságának területét és módját. E problémák megoldása érdekében új ipari eljárást dolgoztunk ki fumársav előállítására naftalin vagy azt tartalmazó szénhidrogén elegyek oxidációs üzemek ipari hulladékgázainak nehezen eltávolítható szennyeződéseket tartalmazó mosóvizeiből. A találmány szerinti eljárással tisztább, valamint jobb kémiai és fizikai tulajdonságú terméket kapunk, mint az ismert eljárásokkal. A találmány szerinti eljárással bárhonnan származó és bármilyen koncentrációjú, nehezen eltávolítható szenynyeződéseket tartalmazó maleinsav-oldatot tisztíthatunk és maleinsav-izomerizációval fumársavvá alakíthatunk. Az ily módon előállított fumársavat kristályosítással elkülönítjük, utána tisztítjuk és szárítjuk. A találmány szerinti eljárás azon a felismerésen alapul, hogy ha az izomerizáció előtt megfelelő hőkezelést végzünk, a naftokinon nagy molekulasúlyú vegyületté alakul, így kicsapódik és könnyen szűrhető (például szűrési segédanyag hozzáadásával). A találmány szerinti eljárást jobban megérthetjük a következő részletes leírásból, amelyet csupán példaként adunk és a találmányt a példákban leírtak nem korlátozzák. Az 1. ábra a fumársav találmány szerinti eljárással történő előállításának blokkvázlata. A 2. ábra az ülepítés és hűtés, valamint a találmány szerinti előkezelés idő/hőmérséklet diagramja. A 3. ábra az izomerizációs fázis és a szürés/mosási fázis idő/hömérséklet diagramja. A 4. ábra az oldó/színtelenítő fázis és a kristályosító/centrifugáló fázis idő/hőmérséklet diagramja. A következőkben a találmány szerinti eljárást példa kapcsán mutatjuk be. A példában leírt egyes fázisok megfelelnek az 1. ábra szerinti blokkdiagramon látható műveleteknek. Példa 30% o-xilol és 70% naftalin elegyének az oxidációjánál keletkező hulladékgáz átlagos kezdeti ösz-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
