191841. lajstromszámú szabadalom • Eljárás tetrahidro-furán szelektív extrakciójára poláros komponens(eke)t tartalmazó vízes oldatokból
5 191841 6 egy halogénezett vagy aromás szénhidrogénnel extraháljuk, majd a kapott extraktumot ismert módon, Így rektifikálással vagy desztillációval megfelelő tisztaságú tetrahidro-furánra és ismét felhasználható extrakciós oldószerre választjuk szét, és kívánt esetben az extraháló oldószert visszavezetjük uz extrakciós lépésbe. A felsorolt poláros kísérő komponenseket tartalmazó vizes tetrahidro-furán oldatok feldolgozására van szükség például norszteroidok szintézise folyamán az .A "-gyűrű 1,4- -helyzetben történő hidrogénezésével keletkezett reakcióelegyek kezelése során. Általában a poláros kisérő komponens metanol és/vagy etanol és/vagy hangyasav és/vagy ecetsav és/vagy nátrium-klorid és/vagy nátrium-szulfát és/vagy ammónium-klorid és/vagy ammónium-szulfát és/vagy nátrium-karbonát és/vagy kálium-karbonát és/vagy sósav. Az extrahálószerek közül halogénezett szénhidrogénként előnyösen metilén-kloridot, szén-tetrakloridot, 1,2-diklór-etánt, triklór-etilént vagy tetraklór-etilént alkalmazunk. Az aromás szerves oldószer előnyösen benzol vagy toluol. Az extrakciós oldószerek között a mindenkori kísérő komponens(ek) tulajdonságai, a regenerálhatóság alapján, valamint környezetvédelmi (vízoldhatóság) és gazdaságossági (ár és veszteségek) szempontok szerint lehet választani. Az extrahálószerek, a tetrahidro-furán és a kísérő komponensek viszonyának eldöntésére a megoszlási hányadosok aránya, a szelektivitás az irányadó. Az 1. táblázatban összefoglaltuk a tetrahidro-furán és példaként a metanol megoszlási hányadosait és a szelektivitást néhány oldószer esetében 25 °C-on. Az adatok saját mérési eredményeink. 1. táblázat Extraháló Megoszlási- hányados Szelekoldószer tetrahidro- metanol tivitás-furán Széntetraklorid 22.3 0.047 474 Tetr aklór-etilé n 17.7 0.025 708 1,2-diklór-etán 27.0 0.150 180 Találmányunk tehát azon a felismerésen alapul, hogy ha a tetrahidro-furán poláros kisérő komponensekkel együtt fordul elő híg vizes oldatban, akkor található olyan apoláros szerves oldószer, mely jó szelektivitással alkalmas a tetrahidro-furán kinyerésére, és az extraktumból könnyen visszanyerhető a megfelelő tisztaságú tetrahidro-furán. A találmány szerinti eljárás egy extrakciós és egy desztillációs lépésből áll. Az extrakció végrehajtható egy vagy több fokozatban, szakaszosan vagy folyamatosan. Előnyösen folyamatos üzemű rendszerben, ellenáramú extrakciót végzünk. Az extraktumot szakaszos vagy folyamatos rektifikálással választjuk szét tetrahidro-furánra és extrahálószerre. Az extrahálószert visszavezetjük az e> traktorba. Egyszerűségén és kis berendezés igényén kivül, a találmány szerinti eljárás lényeges előnye, hogy az extraháló oldószer ismételten felhasználható, ami lényegesen fokozza az eljárás gazdaságosságát. Egy, a találmány szerinti eljárás kivitelezésére alkalmas berendezés elvi felépítését az 1. ábra szemlélteti. Az ábrán használt jelölések a következők: 1 = extrák tor 2 = rektifikáló oszlop 3 = vizes oldat 4 = raffinátum 5 = fenéktermék 6 = extrák tűm 7 - tejtermék Találmányunk további részleteit a kővetkező kiviteli példákkal szemléltetjük. f. példa A példában tetrahidro-furánt (88 g/dm3) és metanolt (16,6 g/dm3) és NHíCl-t (15 g/dm3) tartalmazó vizes oldat háromfokozatú szakaszos egyensúlyi extrakcióját mutatjuk be, az extraháló oldószer széntetraklorid. 1,0 dm3 vizes oldathoz minden fokozatban 0.2 dm3 széntetrakloridot adunk. Az egyes fokozatokból kilépő extraktumok tetrahidro- furán koncentrációja rendre 174 g/dm3, 94 g/dm3, 53 g/dm3. A raffinátum 14 g/dm3 tetrahidro-furánt tartalmaz. Az extraktumok térfogata rendre 0,24 dm3, 0,22 dm3, 0,21 dm3. A raffinátum térfogata 0,92 dm3 h:tt. Az egyesített extraktum metanol tartalma nem éri el a 0,1 g/dm^-t, víztartalma 0,2 g/dm3 alatt van. Az extrakciós művelet hatásfoka 85,5%. Az egyesített extraktum egy N=20 elméleti tányéros rektifikáló oszlopban 98 mol% tetrahidro-furánt tartalmazó fejtermékre és 5 mol% tetrahidro-furánt tartalmazó fenéktermékre választható szét. 2. példa A példában tetrahidro-furánt (88 kg/m3) és metanolt (16,6 kg/m3) és NHéCl-t (15 g/dm3) tartalmazó vizeB oldat ellenáramú extrakcióját mutatjuk be, az extraháló oldószer tetraklór-etilén. A berendezést az 1. ábra szemlélteti. Egy N=4 elméleti tányérszáraú ellenáramú forgótárcsás 1 extraktorba alulról 1 m3/h 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
