196941. lajstromszámú szabadalom • Eljárás formaldehid-dimetil-acetál előállítására és anioncserélők gyártásánál képződő anyalúgok regenerálására
1 195941 2 A találmány kombinált eljárás formaldehid-dimetil-aceíál előállítására és az anioncserélők gyártásánál képződő metanol - sósav - formaldehid - dimetil - acetál és cink - klorid - tartalmú anyalúgok hasznosítására. Ismeretes az, hogy a formaldehid-dimetil-acetált — amely az anioncserélő gyanták előállításának egyik fontos alapanyaga — vizes formaldehidből-és metanolból lehet előállítani az alábbi reakcióegyenlet szerint: CH20-f2 CH3OH CH2(OCH3)j+H2 Ez az egyensúlyi reakció csak a képződő formaldehid -dimetil-acetálnak a rendszerből történő eltávolításával tehető teljessé. A reakció végbemeneteléhez sav katalizátor alkalmazása szükséges. Az ismert formaidehid-dimetil-acetál előállítására alkalmazott eljárások, így a 800 399., 801275 , 1115 780., 1177126., NSZK-beli szabadalom vagy az 1379 444. brit szabadalmi leírás mindegyike csak tiszta ipari minőségű alapanyagokat — formaldehidet és metanolt —- használ fel. így például az 1 379444. brit szabadalom ekvivalens mennyiségben szitatányéros oszlopban ellenáramban reagáltatja a formaldehidet és a metanolt Lewis-sav (H2S04, H3P04, toluol-szulfonsav) katalizátor jelenlétében, és a képződött formaldehid-dimetil-acetált az oszlopból folyamatosan kidesztillálja. Az anioncserélő gyanták gyártásának egyik műveleti lépése az ún. klórmetilezés, melynek során 7—15 tömeg% metanolt, 15—30 tömeg% formaldehid-dimetil-acetált, 16—25 tömeg% cink-kloridot, 15—22 tömeg % sósavat és a többi részben vizet tartalmazó anyalúg képződik. Az anyalúgban lévő metanol és formaldehid-dimetil-acetál kinyerését a gyakorlatban alkalmazott eljáás szerint úgy végzik, hogy az anyalúghoz a benne lévő metanollal ekvivalens mennyiségű formaldehidet adnak, majd a képződött, illetve az anyalúgban eredetileg is jelenlévő formaldehid-dimetil-acetált desziííiálással elkülönítik. Az anyalúg magas cink-klorid- és sósavtartalma miatt azonban a desztillálásnál a hozzáadott formaldehid egy része elkátrányosodik, és jelentős anyagveszteséget eredményez.' Az eljárás kedvezőtlen abból a szempontból is, hogy az erős habzás miatt a desztillálás csak lassan végezhető el. A találmány célkitűzése a formaidehid-dimetilacetál előállításának összekapcsolása az anioncseréíők gyártásánál képződő metanol, sósav, formaldehid-dimetil-acetál, cink-klorid-íartalmú anyalúgok hasznosításával. Kísérleteink során felismertük, hogy a klórmetilezésnél képződő anyalúgbói a sósav egy része, a metanol és a formaidehid-dimetil-acetál desztillálás útján kátránymentesen elválasztható, majd metanol és formaldehid hozzáadásával formaldehid-dimetil-acetál előállítására ismételten hasznosítható. Tiszta metanol és formaldehid hozzáadása a gyártási folyamatba csak olyan mértékben szükséges, amely mértékben a két komponens a klórmetilezési folyamatban elhasználódott. A találmány szerinti kombinált eljárás formaldehid-dimcíü-acetál előállítására és az anioncserélők gyártásánál képződő metanol, sósav, formaldehid-dimetü-acetál, cink-klorid tartalmú anyalúgok hasznosítására sorba kapcsolt desztilláló oszlopokban desztillálás útján a következő műveletekkel jellemezhető: — az első desztilláló oszlopban 15—30 tömeg% formaldehid-dimetil-acetált, 7—15 tömeg% metanolt, 16—25 tömeg % cink-kloridot, 15—22 tömeg % sósavat és a többi részben vizet tartalmazó anyalúgot 1:1—5 reflux arány mellett frakcionálunk, és a kapott 50—80 tömeg% formaldehid-dimetil-acetált, 10— 40 tömeg% metanolt, 4—15 tömeg% sósavat és a többi részben vizet tartalmazó dosztillátumot — a második desztilláló oszlopba vezetjük, miközben metanolt és formaldehidet adagolunk hozzá olyan arányban, hogy a metanol mennyisége a desztillátum összes tömegének 0,1—1,5-szöröse legyen, a formaldehidből pedig annyit, hogy a formaldehid-elegyben lévő összes metanol mólaránya 1:2,3—3 legyen, és 1:1—5 reflux arány mellett desztilláljuk, — a képződött formaldehid-dimetil-acetált a második oszlop fejrészén 92 tömeg% formaldehid-dimetii-acetált és 8 tömeg% metanolt tartalmazó azeotrop formájában elkülönítjük, — a második oszlop fenéktermékéből adott esetben a metanolt külön regeneráljuk. Az eljárás végrehajtására felhasználható példaképpeni berendezést a csatolt ábrán mutatjuk be. Az. 1 desztilláló oszlop középrészén a 2 vezetéken az anyalúgot vezetjükbe, az oszlopot a 3 vezetéken direktgőz befúvatással melegítjük, a desztillálás fenéktermékét pedig a 4 vezetéken vezetjük el. Az 1 oszlop fejrészéből az 5 vezetéken távozó desztillátum egy részét a 6 vezetéken az 1 oszlop felső részébe refluxként visszavezetjük, a többit pedig a 7 oszlop középső részébe tápláljuk, miközben a 8 vezetéken vizes formaldehidet, a 9 vezetéken pedig metanolt vezetünk hozzá A 7 desztilláló oszlopban képződő formaldehid-dime-11- acetált a 10 üst fűtésével desztilláljuk ki, és ennek egy részét all vezetéken refluxként visszavezetjük a 7 oszlop felső részébe, a többit pedig a 12 vezetéken elvezetjük. A találmány szerinti eljárás előnyeit a következőkben részletezzük: 1. A formaldehid-dimetii-acetál előállítása gazdaságosabbá tehető, mivel az anioncserélő gyártásból származó formaldehid-dimetil-acetált, metanolt, sósavat és cink-kloridot tartalmazó anyalúg összes hasznosítható komponense felhasználható formaidehid-dimetil-acetál előállításához. A szervesanyag■nentes vizes oldatból a cink-klorid is visszanyerhető. Az anyalúg regenerálása nem csak gazdaságossági, hanem környezetvédelmi szempontból is jelentős, mivel a gyártórendszerből kibocsátott szennyvíz szervesanyag- és cink-tartalma minimálisra csökkenthető. 2. Az anyalúgból visszanyert sósav mennyisége elegendő a formaldehid - dimetil - acetál - gyártás katalizálására, ezáltal további sav adagolása szükségtelenné válik. 3. Az anyalúg regenerálása függetleníthető az összetételtől, mivel ha a formaidehid-dimetil-acetál előállítását metanol felesleg jelenlétében végezzük, tkkor az előállítás hatásfokát nem befolyásolja a 1 »eadagolt alapanyagok mennyisége, mivel a metanol felesleg visszanyerhető. Ezáltal a végtermék előírt minőségét egyszerűen ellenőrizhetjük a desz-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
