189643. lajstromszámú szabadalom • Eljárás alifás dikarbonsavak vagy ftálsav diésztereinek katalitikus előállítására
1 A találmány tárgya eljárás alifás dikarbonsavak vagy ftálsav diésztereinek katalitikus előállítására alifás dikarbonsavaknak vagy ftálsavanhidridnek egyenes vagy elágazó szcnláncú alifás alkoholokkal, vagy ezen alkoholok keverékével való észterzése útján, savas észterező katalizátor jelenlétében. A kapott termékek elsősorban lágyítószerekként alkalmazhatók különböző polimerekhez. Ismertek az észterek előállítására olyan eljárások, amelyek szerint alifás és aromás dikarbonsavakat vagy ezeknek anhidridjeit alkoholokkal reagáltatják észterező katalizátor jelenlétében vagy katalizátor nélkül és ezt követően a nyers észtert tisztítják, általában úgy, hogy a savkomponenst közömbösítik, a közömbösítés során kapott sókat kimossák, az illékony alkatrészeket és az alkohol feleslegét túlhevített gőzzel ledesztillálják, adszorbeáló anyagokkal kezelik, majd szűrik. Ha az észterezést áktalizátor nélkül végzik, akkor kiváló minőségű végterméket kapnak (1 592 712. számú NSZK szabadalmi leírás; 1 086 132. számú angol szabadalmi leírás; 2 047 642. számú francia szabadalmi leírás) Ez esetben azonban a reakciót 220 C°-on, vagy ennél magasabb hőmérsékleten kell végrehajtani, a folyamat hosszadalmas, és a nyerstermékre vonatkoztatva az átalakulás mértéke 95—97%, tehát az át nem alakult monoésztert a reakciótermékektől el kell különíteni és a folyamatba vissza kell vezetni. Ezek a hátrányok részben kiküszöbölhetők akkor, ha az észterezést amfoter vegyületek, például titánve. gyületek jelenlétében hajtják végre (293 770. számú NSZK-beli szabadalmi leírás; 4 007 218. számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás). Ebben az esetben az. átalakulás mértéke 99—99,5%-ot is elér. Ezt az eljárást azonban csak 190 C°-os vagy ennél magasabb hőmérsékleten lehet végrehajtani és a folyamat időigényes. A titán-katalizátornak a reakcióelegyben való jelenléte rontja a végtermék szűrhetőségét. Savas katalizátorok, így például kénsav, benzolszulfonsav, para-toluolszulfonsav jelenlétében azészterezést 80 és 180 C° közötti (előnyösen 125-150 C° közötti) hőmérsékleten végzik, e folyamat jóval gyorsabban zajlik le, mint a katalizátor nélküli vagy a titán katalizátorok jelenlétében végrehajtott folyamatok (117 671 számú NSZK-beli szabadalmi leírás; 2433459/04 számú szovjet szabadalmi leírás). A savas katalizátorok azonban elősegítik az alkoholok dehidratálását, melynek eredményeként éterek és telítetlen vegyületek képződnek, amelyek a következőkben kondenzációs és oxidációs reakciókon mennek át, s így színes szennyezések képződnek, ami rontja a végtermék színét és csökkenti az alkoholra vonatkoztatott hozamot. A „Tekhnika” című folyóiratban (1974. 5. szám, 29. old.) eljárást ismertetnek bisz(2-etil-hexil)-ftalát , előállítására különböző savas katalizátorok jelenlétében. Az észterezés során képződő szennyezések oxidálódásának elkerülése céljából azt ajánlják, hogy a rekacióelegyhez különböző adalékokat, így például pirofór bizmutot (1 251 324 számú NSZK szabadalmi leírás; réz-, vas-, ón-, és krómsók; 3 058 883. számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás) kell hozzáadni. Ezeknek az adalékoknak az alkalmazása megdrágítja és bonyolultabbá teszi az eljárást. Az ismert eljárások értelmében a reakciókomponenseket és a savas katalizátort a reaktorba helyezik, az elegyet a sav vagy az anhidrid, továbbá az alkohol i sajátságaitól függően 90-180 C° hőmérsékletre hevítik, és a folyamatot e hőmérsékleti határok között és 2 a nyomást az atmoszférikus nyomásról 20 torr nyomásra csökkentve hajtják végre. Az előírt’savszám elérése után a nyers észterterméket ismert eljárás szerint tisztításnak vetik alá, mégpedig 50-90 Cr közötti hőmérsékletem a savas alkatrészeket alkálikus szerrel közömbösítik, majd vizes mosást hajtanak végre. Ezt követően 100—180 C° közötti hőmérsékleten, 20—150 torr maradéknyomáson ledesztillálják a fölös alkoholt. Utána az észtert adszorbens anyaggal kezelik 70—120 C° közötti hőmérsékleten, 20—100 torr maradéknyomáson, majd az így kapott végterméket leszűrik. A bisz(2-etil-hexil)-ftalát előállítására más eljárás is ismert („Obzori po otdelnym proizvodstvam khimicheskoi promyshlennosti”, 27. kiadás, Moszkva, 1973. 40. old.). Ezen eljárás szerint az észterezést reaktorsorozatban végzik. Az első reaktorba folyamatosan viszik be a megolvasztott ftálsavanhidridet, 2-etil-hexanolt és egy savas katalizál őrt, az utolsó reaktorból pedig szintén folyamatosan vezetik el a nyers észtert. Valamennyi reaktorban legfeljebb 150 torr maradéknyomást és 130—135 C° hőmérsékletet tartanak fenn. A nyers észter tisztítását a fentebb leírt, ismert eljárás szerint hajtják végre. Az észterek előállítására szolgáló ismert eljárások mind szakaszosan, mind folyamatosan végrehajthatók. Az eljárás szakaszos (nem folyamatos) lefolytatása esetén a reakció komponenseket a reaktorba helyezik úgy, hogy az alkohol a sztöchiometriku's mennyiséghez viszonyítva feleslegben legyen jelen, és savas katalizátort adagolnak. Ezt követően, a reakcióelegyet a reakció hőfokára hevítik, és a reaktorban olyan vákuumot hoznak létre, mely a folyamat normális levezetéséhez szükséges. A folyamatot akkor fejezik be, amikor az előírt savszámo t elérik. Az eljárás folyamalos végrehajtása esetében a reakciókomponenseket és a katalizátort folyamatosan a reaktorsor első zónájába helyezik. A rekatorban a hőmérséklet 90-180 C° és a nyomást az atmoszférikus nyomástól 20 torr nyomásra csökkentik. Az előírt savszámmal rendelkező, így kapott nyers észtert a sor utolsó készülékéből, vagy a szekcionális reaktor utolsó zónájából folyamalosan elvezetik. A nyers észter tisztítását önmagában ismert módon végzik. Az észterek előállítására szolgáló, ismert eljárások hátrányai a következők: 1. Az észterezés során színes szennyeződések keletkeznek, melyek nem távolíthatók el a nyers észter adszorbens anyagokkal való kezelése útján. A kapott termék színe így nem megfelelő, és ez jelentősen korlátozza alkalmazási területét. 2. Az észterezés céljára reakcióba vitt alkohol egy része dehidratálódik, és ennek következtében telítetlen vegyületek és éterek képződnek. Ez alkoholveszteséghez vezet, tehát a végtermék hozama az alkoholra vonatkoztatva csökken. A találmány célja az észterek hozamának növelése. A találmány tovább:: célja az észterek előállítási eljárásának olyan változtatása, hogy az alkohol fogyasztásának arányát csökkentsük, és az észter-végtermék minőségét javítsuk. A találmány szerint e célt úgy étjük el, hogy 6-18 szénatomot tartalmazó alifás dikarbonsavakat vagy ftálsavanhidridet 4-12 szénatomot tartalmazó, egyenes vagy elágazó alifás alkoholokkal, vagy ezen alkoholok keverékével, savas katalizátorok jelenlétében észterezzük, úgy, hogy a fenti savaknak vagy a ftálsavanhidridnek és az alkoholoknak az elegyét 90-140 C° közötti hőmérsékletre hevítjük, miközben a nyo189.643 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
