199397. lajstromszámú szabadalom • Eljárás tetrametil-ammónium-klorid előállítására
HU 199397 B 1 A találmány tárgya eljárás tetrametil-ammónium-klorid előállítására ammónia metil-kloridos metilezésével. Általánosan ismert, hogy az ammónia alkil*“ -halogenidekkel reagáltatva az ammónium-halogenidtől a tetraalkil-ammónium-halogenidig terjedő termékelegyet ad. így 1 mól ammóniát cseppfolyós állapotban vagy alkoholos oldatban 1 mól metil-kloriddal reagáltatva ammónium-kloridot, metil-ammónium-kloridot, dimetil-ammónium-kloridot, trimetil-ammónium-kloridpt és tetrametil-ammónium-kloridot tartalmazó termékelegyet kapunk. Tetrametil-ammónium-klorid előállítására C. Bárét és P. Leveque trimetil-amint és metil-kloridot mélyhűtve reagáltatnak 24 órát és így 95% tetrametil-ammónium-kloridot nyertek (Bull. Soc. Chim. France, 832— 834 (1949)). L. V. Bartolo vizes vagy alkoholos trimetil-amin oldatot szobahőmérsékleten reagáltatott metil-kloriddal és így nyert tetrametil-ammónium-kloridot (Rend. ist. lombardo sei., 78, 110 (1944—1945)). Nem ismeretes olyan eljárás, amely révén ammóniából és metil-kloridból vizes oldatban, emelt hőmérsékleten tetrametil-ammónium-kloridot lehetne előállítani. Célul tűztük ki olyan eljárás kidolgozását, amellyel metil-kloridból és ammóniából, vizes oldatban nagy reakciósebességgel és minimális reaktortérfogatban lehet tetrametil-ammónium-kloridot előállítani. Egy ilyen eljárás célja nemcsak tetrametil-ammónium-klorid előállítása lehet, hanem metil-klorid tartalmú hulladék- és véggázok egyszerű és biztonságos megsemmisítése, a környezetet nem szennyező anyagokká való alakítása. Kísérleteink során sikerült olyan körülményeket találnunk, amelyek között az ammónia a metil-kloriddal gyorsan és teljesen tetrametil-ammónium-kloriddá alakítható. A találmány tárgya eljárás tetrametilammónium-klorid előállítására ammónia és metil-klorid vizes oldatban történő reakciójával oly módon, hogy ammónium-hidroxid vizes oldatába 50—140°C-on és 0,1—1,0 MPa nyomáson metil-kloridot adagolunk és a reakcióelegyhez adagonként vagy folyamatosan nátrium-, kálium- vagy kalcium-hidroxidot adunk. Vizes ammóniaoldatként 1—25 t%, előnyösen 1—15 t% ammónium-hidroxid tartalmú oldatokat használhatunk. A találmány szerinti eljárásban érdekes módon az alacsony reakcióhőmérséklet, 50—90°C esetén atmoszférikus nyomást vagy mérsékelt túlynomást, 0,1—0,3 MPa-t, míg az emeltebb hőmérsékletekhez a nagyobb nyomást célszerű alkalmazni. A metil-klorid beadására az ammónium-hidroxid vizes oldatába a szakértő számára jól ismert gáz-folyadék eloszlató-keverő rendszereket használhatunk, amelyek intenzív gáz-folyadék érintkeztetést biztosítanak. így a gázt keverés közben buborékoltathatjuk a folyadékban, használhatunk gázdiszpergá- 2 2 ló keveréket, töltetes vagy' tányéros oszlopot stb. A nátrium-, kálium- vagy kalcium-hidr' oxidot adagolhatjuk szilárd állapotban vagy vizes oldat, ill. vizes szuszpenzió formájában. A beadás történhet meghatározott adagokban, például három vagy több egyenlő részletben, de célszerűen a bázist folyamatosan és egyenletesen adagoljuk a reakcióé légy-i be. Mennyisége 3—6, célszerűen 3—4 inóK ekvivalens az ammóniára számítva. A találmány szerinti eljárás előnye, hogy alkalmazásával a metil-klorid tömény oldatban nagy sebességgel elreagál és gyakorlatilag mennyiségileg tetrametil-ammónium-kloriddá alakul. Ez a mellette képződő sótól frakciónál! átkristályosítással vágy kioldással elválasztható. További előnye a találmány szerinti eljárásnak, hogy metil-klorid vég- és hulladékgázokból is megvalósítható. Ezek adott esetben sósavat, vizet, metanolt vagy egyéb oldószergőzöket, levegőt és más gázokat tartalmazhatnak. Savas természetű szenynyezések esetén a beadott bázis mennyiségét értelemszerűen ezek semlegesítéséhez szükséges mennyiséggel növelni kell, de egyebekben a találmány szerinti eljárás változatlanul alkalmazható. Eljárásunkat az alábbi példák segítségével ismertetjük. 1. példa 20 literes, gáz-folyadék érintkeztetésére alkalmas autoklávba 5,9 kg, 17,8 mól ammóniát tartalmazó vizes oldatot mérünk, majd a készüléket lezárjuk és 100°C-ra fütjük. Ekkor 1,4 kg/h sebességgel metil-kloridot, 4,4 kg/h sebességgel 25 t%-os nátrium-hidroxidot adagolunk a készülékbe, 2 óra 20 perc alatt 10,2 kg lúgot adunk be, ekkor a lúgadagolást leállítjuk. Még kb. 3/4 órát adagoljuk változatlan sebességgel a metil-kloridot, majd a reakcióelegyet lehűtjük. A termék 17 mól tetrametil-ammónium-kloridot tartalmaz, a hozam 95%. 2. példa 2 literes autoklávba, mely nitrogénnel való benyomatásra alkalmas folyadékadagoló rendszerrel, metil-klorid gázpalackhoz való csatlakozással, hőmérővel és (nanométerrel van felszerelve, 1100 g vizet mérünk be, melyben 120 g (3 mól) nátrium-hidroxidot oldottunk fel, majd 150 ml, 2 mól ammóniát tartalmazó vizes oldatot adunk hozzá. A készüléket lezárjuk és 1 órán keresztül 0,35— 0,4 MPa metil-klorid nyomást tartunk fenn a készülékben metil-klorid gáz adagolásával, miközben a hőmérsékletet külső fűtéssel 90— 110°C-on tartjuk. Ezután további 3 mól nátrium-hidroxidot adunk be, egyszerre az adagoló berendezésen keresztül, 180 ml vízben oldva, és másfél órát folytatjuk a metilezést. A reakcióelegyben ezután 1,8 mól tetrametil-ammónium-kloridot találunk, a hozam 90%. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
