198053. lajstromszámú szabadalom • Eljárás hexametilén-tetramin előállítására
1 2 198.053 bomlástermékeket, sem egyéb oldhatatlan melléktermékeket nem tartalmaz. Az ammónia nagy feleslegben történő alkalmazása 5 a reakcióközegként felhasznált HMTA oldat telítési koncentrációjának értékét jelentősen lecsökkenti, aminek következtében a visszavezetett anyalúgból megtörténik a HMTA oltókristályok kiválása, és ezzel a kristályok nagyságának befolyásolására is lehetőség nyílik. Ezen módszer révén egy folytonos és pontosan ' 0 ellenőrzött eljárás biztosítható, mely az ammónia és formaldehid reagáltatását egy gyorsan áramló, hexametiléntetramint tartalmazó vizes oldatban valósítja meg, miközben ugyanazon készülékben, a reaktorban a vizes oldat alacsony hőmérsékletű elpárologtatás ré- ^ 5 vén történő koncentrálása is végbemegy a HMTA kristályosodásával együtt. A találmány szerinti eljárásnál az előállítás során a reakció hőmérsékletét lényegében állandó értéken lehet tartani még bizonyos üzemi körülmények módosulása esetén is, így például a betáplált anyagok hő- 20 mérsékletének vagy az anyalúghoz viszonyítva HMTA tömegaránynak ingadozása esetén js. A találmány szerinti eljárás előnyösen perforált tálcákkal vagy szitatányérokkal ellátott függőleges csőreaktorban hajtjuk végre, melyben a reagáltatott nyersanyagok, 37 t%-os vizes formaldehid oldat és 25 ammónia gáz egyenáramban haladnak felfelé. A reaktor legalsó tálcája fölött történik a formaldehid és a HMTA anyalúg bevezetése, míg az ammónia gázé az alsó tálca alatt. A perforált tálcák szabad felületét úgy választjuk meg, hogy az ellenállás minimális legyen, szabályszerű üzemelés mellett. A perforált tálcák sza- “0 bad felülete 2- 6%, míg a perforáció 1,5- 2 mm átmérőjű, kör keresztmetszetű lyukakból áll. Az egyes tálcákat 300 mm távolságra helyezzük el egymástól. A legfelső tálcához csatlakozik egy gáz-folyadék szeparátor. 35 A reagáltatást a vizes formaldehid oldat és a gáz alakú ammónia között úgy hajtjuk végre, hogy az ammóniát a beadagolt formaldehid moláris mennyiségére viszonyítva a sztöchiometrikus mennyiségen felül 1-5 mólarányban adagoljuk olyan mértékben, hogy az ammónia gáz vízgőzzel telítve hagyja el a 40 reaktort és az alkalmazott ammóniafelesleg elegendő a reakcióban keletkező víz, valamint a 37 t%-os formaldehid oldattal a reaktorba bevitt víz eltávolítására, így a reakcióban keletkezett HMTA a felhasználási kívánalmak szerint magas koncentrációjú telített oldat vagy kívánt mennyiségű kristályos anyagot is tártál- 45 mazó zagy formájában távozik a reaktorból. A találmány szerinti eljárás fő előnye egyszerűsége és gazdaságossága. A találmányt az alábbi kiviteli példákkal kívánjuk megvilágítani. __ 1. példa 1,8 m magas, 45 mm belső átmérőjű csőben 5 db perforált tányérbetétet helyezünk el, amelyek mindegyikén 45 db 1,5 mm átmérőjű lyuk van. így a függőleges csőreaktor szabad keresztmetszete a tányérbetéteken 2,8%. A csőreaktor legalján lévő kúpos részben 1650 Nl/ó ammóniagázt vezetünk be. A kúpos rész felett a csőreaktor alsó részén két bezetést alakítunk ki. Az egyik bevezetésen 3 l/ó mennyiségban (1108 kg/m3 sűrűségű) 35 t% formaldehidet tartalmazó vizes oldatot, a másik csonkon pedig 2,5 kg/ó mennyiségben 50 t%-os HMTA oldatot adagolunk be. A reaktor felső harmadát fűtőköpennyel látjuk el, és gőzfűtéssel biztosítjuk azt, hogy a reaktor tetején kilépő anyag hőmérséklete elérje a 80 °C értéket. A reaktor tetejét elhagyó gáz-gőz folyadék elegyből a folyadékot leválasztjuk. A folyadék mennyisége 4,3 kg/ó, ebben a mennyiségben HMTA-tartalom 2150 g. Leszámítva a beadott 1350 g HMTA mennyiségét a képződött HMTA mennyisége 900 g. Formaiinra számolva ez a kitermelés 99,5%-os. A gáz-gőz elegy hűtése után 20 t%-os NH3 oldatot, valamint 6% vízgőzt tartalmazó NH3 gázt kapunk, amely gázt visszacirkuláltatjuk. 2. példa Az 1. példában leírt reaktor alsó részébe 2300 nl/ó ammóniagázt vezetünk be, míg a csőreaktor alsó részén levő csonkokon keresztül 3 l/ó mennyiségben (1108 kg/m3 sűrűségű) formaiint (35 t% formaldehid tartalommal) és 2,5 kg 50 t%-os HMTA oldatot adagolunk be. A reaktor fejhőmérséklete 94 °C. A reaktor kilépő részén egy cseppfogóban elválasztjuk a zagyot a gázhalmazállapotú anyagoktól, majd az elválasztás után az anyagokat lehűtve egy olyan kristályos zagyot kapunk, amely szilárd kristály-tartalma 900 g 99,8% tisztaságú HMTA-ból áll. A HMTA kitermelése 99,5%. A gőz állapotú termékek kondenzációja után 20%-os NH3 gázt kapunk, amely gázt viszszacirkuláltatjuk. Szabadalmi igénypontok 1. Eljárás hexametiléntetramin előállítására formaldehid és ammónia vizes közegben történő reagáltatásával 2-100 MPa nyomáson és 50-170 °C hőmérsékleten, azzal jellemezve, hogy az ammóniát egy mól formaldehidre vonatkoztatva 1 - 5 mól menynyiségben használjuk, az ammóniafölösleggel a reaktorba bevitt, illetve a reakció során képződő vizet a reaktorból gőzfázisban eltávolítjuk, továbbá telített hexametiléntetramin-oldatot vezetünk be a kiindulási anyagokkal együtt a reaktorba, és a hexametiléntetramint vizes szuszpenzió formájában különítjük el. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve , hogy 2-3 mól ammóniát használunk. rajz nélkül Kiadja: Országos Találmányi Hivatal Felelős kiadó: Himer Zoltán o.v. KÓDEX 3
