198006. lajstromszámú szabadalom • Eljárás a dinitro-etilbenzol tartalmú 4-nitro-acetofenon-anyalúg(ok) feldolgozására
1 2 mék szennyezése, hanem ellenkezőleg, a 4-nitro-acetofenon kristályosításához szükséges oldószer,- az anyalúg ily módon történő feldolgozásával gyakorlatilag kiküszöbölhető az anyalúg peroxidtartalmára visszavezethető robbanásveszély, mivel a peroxid bomlása egy vékony filmrétegben megy végbe, tehát a robbanást előidézhető láncreakció és az ezt kísérő nagy hő- és gázmennyiség rövid idő alatt történő felszabadulása nem terjedhet ki az anyalúg nagy tömegére,- ezídáig a szakaszos desztilládó következtében nagy mennyiségű kátrány keletkezett, amely veszteségforrás, a kátrány mennyisége esetünkben minimális. Eljárásunk szerint a célterméket a második lépésben végzett vákuum-vízgőzdesztilládó során fejtermékként különítjük el, így az anyalúgból kinyert 4- -nitro-acetofenon tisztasági foka lényegesen nagyobb, mint az ismert anyalúg feldolgozási eljárások desztillációs maradékából kiszűrt terméké. Találmányunk értelmében a 35—55% 4-nitro-etilbenzolt tartalmazó primer anyalúgot első menetben atmoszférikus nyomáson egy filmkészülék felső részébe vezetjük. A készülék köpenyhőmérsékletét 110—160 °C, előnyösen 130-150 °C-on tartjuk, a készülékbe alulról 110-150 °C-ra, előnyösen í20— —140 °C-ra melegített vízgőzt fúvatunk. A vízgőz mennyiségét és a vízgőzdesztillálandó anyag mennyiségét tág határok között változtathatjuk. Előnyösen akkor járunk el, ha a 4-nitro-etilbenzol zömének kidesztillálása mellett minél kevesebb célterméket engedünk a feitermékbe, és ügyelnünk kell arra, hogy a 4-nitro-etilbenzol egy része, 10-20%-a a fenéktermékben maradjon. A fejterméket a filmkészülékhez csatlakozó csőköteges hűtőben áramló hűtőfolyadék (ipari víz, hűtött etilén-glikol stb.) segítségével kondenzáltatjuk és a kívánt hőmérsékletre lehűtjük, majd a szerves és vizes fázist elválasztjuk. (A 4-nitro-etilbenzol egy része a fejtermék vizes fázisában oldódik, és ez anyagveszteséget, ill. környezetszennyezést okozhat. Jobb hatásfokú hűtéssel és hosszabb ülepedési idővel a veszteség csökkenthető és ennek megfelelően a fejtermék aránya nő.) A fejtermék — zömében 4-nitro-etilbenzolt tartalmazó - szerves fázisát az oxidációs eljárásba visszavisszük, a fenékterméket pedig eljárásunk szerint vákuum-vízgőzdesztillációnak vetjük alá. A fenéktermék feldolgozását a filmkészülékben csökkentett nyomáson (P= 7-17 kPa, előnyösen 9—13 kPa) végezzük. Az anyalúg betáplálást a filmkészülékben uralkodó vákuum biztosítja. (A betáplálás sebességét tűszeleppel szabályozzuk és rotaméterrel mérjük.) A desztilládó paramétereit ezúttal is széles tartományban változtathatjuk. Alkalmas megválasztásukkal elérhető, hogy a szekunder anyalúg 4-nitro-acetofenon tartalmának 85— —90%-a a fejtermékbe kerüljön. A fejtermék hűtésénél két szempontot kell figyelembe vennünk:- a csőköteges hűtőben még ne kristályosodjék ki a 4-nitro-acetofenon, mert a hűtőt eltörni,- a kondenzátum túl magas hőmérséklete csökkenti az elérhető vákuum nagyságát. Az átdesztillált szerves anyag/fenéktermék arányát, azaz a desztillácíó hatásosságát elsősorban a vákuum mértéke határozza meg. A készülékben biztosítható vákuum nagyságát a - „Technológiai gőz” kondenzálása után a fejtermékben lévő - melegvíz tenzJója behatárolja. A fejtermék hűtését két lépésben célszerű megoldani. A fejtermék szerves fázisából a 4-nitri-acetofenon kikristályosodik. Tisztasága eléri, ill. meghaladja az oxidádó során nyert primer termék tisztaságát. (Op 78-80 °C ) A kristályosítás után visszamaradt szűrlet visszavezethető eljárásunk első menetébe, az atmoszférikus filmkészülékbe. Az általunk javasolt eljárást alkalmazva az elégetendő fenéktermék mennyisége kb. 30—40%-kal csökkenne, és ez a PNEB felhasználás fajlagos értékét mintegy 10%-kal javítaná. A találmányunk szerinti eljárást az alábbi példákkal szemléltetjük, anélkül, hogy igényünket azokra korlátoznánk: 1 példa Primer anyalúg vízgő/desztilládóját atmoszférikus nyomáson, 0,045 nr aktív felületű merevlapátos filmkészüléken végezzük.. A filmkészülékhez 0,5 m2 felületű csőköteges hűtő az anyalúg adagolására perisztaltikus szivattyú, 2-szer 2 db 91-es szedőedény leeresztőcsappal, 2 szedőváltó csap és elektromos fűtésű gőztúlhevítő csatlakozik. A kísérlet során az 50% 4-nitro-etilbenzolt és 30% 4-nitro-acetofenont tartalmazó anyalúgot 90 °C-ia előmelegítjük és 38 g/perc sebességgel 50 perdg a filmkészülék felső rézébe vezetjük. A készülékbe alulról 200 kPa nyomású 140 C-ra túlhevített vízgőzt fúvatunk oly módon, hogy a BJBj arány (a betáplált technológiai gőz és anyalúg romegáramok aránya) 11 legyen. A készülék köpenyhőmérsékletét 150 °C-on tartjuk. A vizes fázis elválasztása után a fejtermék szerves fázisának mennyisége 1295 g (71%), ill. a fenéktermék menynyisége 528 g (29%). A gázkromatográfiás úton (Hewlett-Packard készülék, SP-2100-as, ill, SP-2250-es nedvesítővei készült üvegkapilláris kolonna) meghatározott összetételük pedig az alábbi: fejtermék - 61% PNEB, 22% PNAF, fenéktermék - 17% PNEB, 53% PNAF. 2. példa Az előzőleg atmoszférikus vízgőzdesztilládónak alávetett anyalúg fenéktermékét az 1. példában ismertetett berendezésben desztilláljuk vákuumban. A csökkentett nyomást (7 kPa) nagy teljesítményű DS 8 típusú vákuumszivattyúval és aceton + szárazjég hűtőkévérékkel hűtött kifagyasztóval biztosítjuk, ill. U-csöves higanyos manométerrel mérjük. A 60 °C-ra előmelegített anyalúg rakciót 43 g/perc sebességgel 10 percig a filmkészülék felső részébe vezetjük. A betáplálást tűszeleppel szabályozzuk és rotaméterrel még ük. A készülékbe alulról 25 kPa nyomású, 132 ct-ra túlhevített vízgőzt fúvatunk oly módon, hogy a B„/EL arány 4 legyen. A készülék köpenyhőmérsékletét“] 54 °C-on tartjuk. A fejterméket a hűtőben 30—40 °C-ra hűtjük le. A fejtermék mennyisége 253 g (62%), összetétele: 27% PNEB, 49% PNAF, a fenékicnnék mennyisége 156 g (38%), összetétele: 2% PNEB, 52% PNAF. A fejtermékből a szokásos módon történt feldolgozás után 60 g kristályos 4-nitro-acetofenont nyerünk (olvadáspont 79 C). 198.006 5 1C 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 4
