198169. lajstromszámú szabadalom • Folyamatos eljárás aldehidek előállítására
3 198 169 4 A fenti célkitűzést különbözőképpen érhetjük cl. Az eljárás előnyös foganatosítási módja szerint a gázalakú kiindulási anyagokat (azaz az olefint és a szintézisgázt) az intenzíven kevert reaktorba vezetjük be. Eljárhatunk oly módon is, hogy a gázalakú reagenseket megfelelő elosztó-berendezésen keresztül tápláljuk be a folyékony anyagot tartalmazó reaktorba. E célra pl. szitafeneket vagy zsugorított üveget alkalmazhatunk. A keverést és a gázalakú reakció-komponensek eloszlatását össze is kapcsolhatjuk, pl. gázzal végzett kevertetés útján. A találmányunk tárgyát képező eljárás nagyon fontos tényezője, hogy a reakcióelcgyben a szerves fázis arányát alacsony értéken tartjuk. Meglepő módon a szerves fázist nem segíti elő a reaktánsok oldhatóságát a vizes közegben. Ezáltal elkerülhetjük a reakciótermék nem-kívánatos mellékreakcióit, amelyek a terméknek a reaktorban való hosszabb tartózkodási ideje esetében nem zárhatók ki. A találmányunk szerinti eljárásnál a vizes és szerves fázis tétfogataránya 1 :1-100 :1 — előnyösen 10:1- 100:1 — közötti érték. A fenti térfogatarányok beállítására különböző módszerek alkalmazhatók. Előnyösen járhatunk el oly módon, hogy a reakcióelegynek a fenti összetételnek megfelelő részét a reaktorból eltávolítjuk, fázisait egymástól elválasztjuk, majd a vizes fázis visszavezetésekor a reaktorban a kívánt térfogatarányt kialakítjuk. A találmányunk szerinti eljárás másik foganatosítási módja szerint a fázisok szétválasztását a reaktoron kívüli ún. „pihentető zónában” végezzük el. A találmányunk szerinti új eljárásnál a fázisok szétválasztását minden esetben a reakcióelegy előzetes hűtése nélkül végezzük el. A fenti módszerrel biztosítjuk, hogy a gázalakú olefinek a reakcióelegynek az adott körülmények között folyékony komponenseiben csak kis mennyiségben oldódnak és ily módon a reakciótermékkel együtt távoznak. A hidroformilc/ési reakciónál felhasznált szintézisgázban a szén-monoxid és liidrogén térfogataránya célszerűen 1:1. Bizonyos hatások elérése céljából — pl. a reakciósebesség növelése érdekében - a két komponens térfogatarányát azonban változtathatjuk. Katalizátorként a szén-monoxid és hidrogén mellett szulfonált vagy karboxilezett foszfinokat tartalmazó komplex ródium-vegyüieteket alkalmazhatunk. A foszfinok előnyösen triaril-foszfinokból vezethetők le; az „arilcsoport” kifejezésen előnyösen feni]- és naftilcsoport értendő. Nem szükséges, hogy mindhárom arilcsoport szulfonsav- vagy karboxilcsoportokat hordozzon. Azt találtuk, hogy a foszfinmolckulában levő egyetlen szulfonsav- vagy karboxilcsoport már megfelelő vízoldhatóságot kölcsönöz a komplex-vegyületnek. A katalizátort előre kialakított formában is a reakcióelegyhez adhatjuk, a katalizátor azonban in situ is képezhető. A rádiumot általában a vizes katalizátor-oldat mennyiségére vonatkoztatva 50—800 ppm mennyiségben alkalmazhatjuk. A szulfonált vagy karboxilezett triaril-foszfint a rádiumkomplexhez képest fölöslegben kell alkalmazni. Különösen előnyösen járhatunk el oly módon, hogy 1 g/atom rádiumra vonatkoztatva 10-100 gfmól szulfonált vagy karboxilezett foszfint adunk hozzá. A reakcióuyomás állalábai: 100 30 000 kPa szénmonoxid és hidrogén. A találmányunk tárgyát képező eljárást vázlatosan az 1. ábrán mutatjuk be. Az.l reaktorba vízben oldott katalizátor-rendszert mérünk be. Az 1 reaktorba a 2 vezetéken keresztül olefint és szintézisgázt vezetünk és bensőséges keverés mellett rcagáltaíunk. A reakeiótermék a vizes katalizátor-oldattal, reagálatlan szintézisgázzal és olefinnel együtt a 3 merülőcsonkon keresztül hagyja el a reaktort. A gázfázis — túlnyomórészt szintézisgázból, olefinbőr és az olefinből képződő telített szénhidrogénekből áll — a 4 elválasztó edényben választjuk el n folyékony termékektől és a/ 5 ciikuláltató komplesszoron keresztül a reaktorba visszavezetjük. A drkuláltatott gáz egy részét a 6 hűtőben a kondenzálható reakciótermékektől megszabadítjuk és a hulladckgáz-rendszerbe visszük. A 4 elválasztó edényben elválasztott forró folyadékot előzetes hűtős léikül a 7 fáziselválasztóba vezetjük, ahol a nyers szerves reakeiótermék a vizes katalizátor-fázistól nagyon könnyen elválik. Minthogy a szerves fázist az átalakulatlan reagensek elválasztása előtt nem hűtjük le, a gázalakű olefineknek a 9 kigőzölő oszlopon keresztül történő újracirkuláltatása lényegesen könnyebbé válik. A gázalakű olefinek ugyanis a forró szerves reakciótermékben (a nyers aldehidben) lényegesen kevésbé oldódnak, mint a lehűtött reakciótermékben. A szerves reakcióterméket a 8 szivattyú segítségével visszük a 9 kigőzölő oszlopra, a 10 szivattyú pedig a vizes katalizátor-fázist az 1 reaktorba visszavezeti, míg az exoterm reakció hűje all hőcserélőben gőzfejlődés közben leadódik. A lehűtött katalizátor-fázissal együtt a 12 vezetéken keresztül vizet vezetünk a reaktorba és ily módon pótoljuk a hulladékgázzal és oxo-nyerstermékkel távozott vizet. A 9 kigőzölő oszlopba beáramló forró oxonyersterméket az oszlopba a 13 vezetéken keresztül beáramló s/inté/.isgázzal cllcnárambau vezetjük. A szintézisgáz felveszi az oxo-nyerstermékben oldott olefint. A színtézisgázt magasabb hőmérsékleten vezetjük az 1 reaktorba; másik szintézisgáz-áramot a 15 hőcserélőben az eljárás reakcióhőjével előmelegítünk. A friss olefint a reaktorba való belépés előtt az aldehid-desztilláció hnlladékhőjével a 14 hőcserélőben előmelegítjük cs clpárologtatjuk, míg az oxo-nyersíerméket a 9 kigőzölő oszlopról hűtés nélkül közvetlenül a desztillációhoz visszük. Üzemzavar esetén puffertartály szolgál a termék tárolására. A találmányunk tárgyát képező eljárás másik előnyös kiviteli alakját a 2. ábrán mutatjuk be. A 17 reaktorba vizes katalizátor-oldatot mérünk be. A szintézisgázt és az olefint az elő-elosztóként szolgáló kettős fúvókán keresztül tápláljuk be. A reagensek finom eloszlatásáról a 19 gázzal működő keverő gondoskodik. Az exoterm reakció hőjét a 20 hűtőcsőkötegen keresztül vezetjük el. A reaktor 21 vezetőcsövében a folyékony és gázalakú komponensek felszállnak, és a vezetőcső felső végén egymástól elválnak. A gázalakú komponenseket a 23 vezetéken és a 24 keringtetett gázsűrítőn keresztül a reaktorba visszavezetjük, vagy a 25 vezetéken keresztül hulladékgázként elvezetjük. A vizes katalizátor-oldat 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
