199910. lajstromszámú szabadalom • Eljárás azoformamid előállítására hidrazoformamid anódos oxidálása útján
1 HU 199910 B 2 A találmány tárgya javított eljárás azoformamid előállítására hidrazoformamid anódos oxidálása útján. Hidrazovegyületek azovegyületekké oxidálása kizárólag vegyi reakcióval régen ismeretes. Ezek a hagyományos eljárások ma is használatosak és nagyüzemi gyártásra is alkalmazásban vannak. Hátrányos tulajdonságuk, hogy nagy feleslegben alkalmaznak olyan oxidáló szereket (pl. klórgáz, hipohalogenidek, króm- és más nehézfém vegyületek), melyek erősen korrozívak az alkalmazott berendezés szerkezeti anyagára, fokozott munkahelyi ártalmat jelentenek a kezelőszemélyzetrç, illetve környezetei károsító nagy tömegű szennyvizet termelnek. A hátrányok ellen alkalmazott környezetvédő módszerek és a nagytömegű fajlagos anyag- és energiafelhasználás költségessé is teszi ezeket az eljárásokat. Hatásfokrontó továbbá, hogy a nem tökéletes reakciólefolyás eredményeként ál nem alakult hidrazovegyület marad a késztermékben, illetve a túlhaladó folyamat további oxidációval károsítja a keletkezett azovegyúletet. Az ilyen típusú eljárásra jellegzetes példa az 1.352.761. sz. frakcia szabadalmi leírásban ismertetett eljárás. A felsorolt hátrányok kiküszöbölésére próbálkozások történtek a szóbanforgó azovegyületeknek elektrokémiai úton történő előállítására. Ilyen eljárás az 1.177.177. sz. nagy-britannaiai szabadalmi leírásban ismertetett eljárás, mely az ismeretes eljárások közül a legtöbb eredménnyel kecsegtet, hogy a felsorolt hibák nagy részét csökkenti. Ez utóbbi eljárás szerint hidrazovegyületek azovegyúletté oxidálhatók olyan cellában, amely diafragmával két részre van osztva. Anódként platinát, kálódként rozsdamentes acélt, elektrolitként például nátrium-broraidol is tartalmazó nátrium-klorid-oldatol alkalmaznak, és a hidrazovegyületet 30 t%-os szuszpenzióként alkalmazzák. Az áramsűrűség 0,1 A/mm2. Kutatómunkánk során megállapítottuk, hogy az utóbb említett szabadalmi leírás 1. példája szerinti eljárás alkalmas nagytisztaságú, hidrazoformamidtól mentes azoformamid nyerésére, a korábbiakhoz képest kevésbé környezetszennyező, kedvezőbb korróziós feltételek mellett. Kitermelés szempontjából is jó, s áramkihasználás szempontjából sem előnytelen. Kitermelés 96%, áramkihasználás 84%, áramsűrűség 0,1 A/cm2. A keletkezett azovegyület szemcsenagysága azonban nem elég egyenletes, és 30 /un átmérőjű szemcsék is előfordulnak, holott a kedvező méret 3-15 fim között van, és a 20 /un feletti érték egyáltalán nem kívánatos. Az 5,54 kWh/kg fajlagos áramfogyasztási is csökkentendőnek ítéltük. Célul tűztük ki az említett megoldás hátrányaitól mentes, javított eljárás kidolgozását azoformamid előállítására hidrazoformamidból. Felismertük, hogy ez a célkitűzés úgy biztosítható, ha az anódos oxidálást olyan anolitban végezzük, amely depolimerizátorként vízben oldható, jódidionra disszociáló vegyület, célszerűen aikálifémjodidot tartalmaz, továbbá az anolitban a hidrazoformamid:víz:oxidáló ágens:depolarizátor mólarány 0,85:(5,5 — 7,8):(0,008 — 0,1): :(10'5-8.104), végül az anódos áramsűrűség 0,125 — 0,55 A/cm2 és a vezető elektrolit menynyisége annyi, hogy az anolit elektromos vezetőképessége 5 és 55 ohm'W1 közötti. A fentiek alapján a találmány tárgya eljárás azoformamid előállítására hidrazoformamid 5 — 80 °C-on vizes diszperzióban mint anolitban vezető elektrolit, előnyösen nátrium-klorid és bromidionra disszociáló oxidáló ágens jelenlétében végzett anódos oxidálása utján. A találmány értelmében úgy járunk el, hogy az anolithoz depolarizátorként alkálifém-jodidot adunk, az anolitban a hidrazoformamid:víz:oxidáló ágens:depolarizátor mólarányt 0,85:(5,5-7,8):(0,008- — 0,1 ):( 10'5 — 8.10^) tartományban választjuk meg, az anódos áramsűrűséget 0,125 A/cm2 és 0,55 A/cm2 közé állítjuk be, továbbá a vezető elektrolit mennyiségét úgy választjuk meg, hogy az anolit elektromos vezetőképessége 5 és 55 ohm^m'1 között legyen. A találmány szerinti eljárás gyakorlati végrehajtása során alkálifémjodidként előnyösen nátrium-jodidot használunk. Bromidionra diszszociáló oxidáló ágensként célszerű nátrium-bromid használata. Vezető elektrolitként — minthogy Erdey-Grúz Tibor "Elektródfolyamatok kinetikája" című, az Akadémiai Kiadó 1969-ben megjelentetett könyvének 338. oldalán közölt definíció szerint a vezető elektrolit indifferens idegen elektrolit, amely az elektródfolyamatban nem vesz részt - ezt a követelményt kielégítő bármilyen olyan szervetlen anyagot, célszerűen kloridokat, nitrátokat és szulfátokat használhatunk, amelyeknek redoxpotenciálja egyenlő vagy magasabb a bromid/bróm rendszer redoxpotenciáljánál. Különösen célszerű a nátrium-klorid használata. Az eljárást diafragmával anód- és katódtérre osztott elektrolizáló cellában hajtjuk végre. Vezetősóként és oxidáló ágensként az 1.177.177. számú nagy-britanniai szabadalmi leírásban ismertetett vegyületeket használhatjuk. A katolit minősége nem lényeges, például 25 t%-os vizes ammónium-klorid-oldatot használhatunk. Anódként célszerű ólom-oxiddal bevont vaslemezből készült, belső felületén áramló vízzel hűtött elektród, míg kálódként egyszerű rozsdamentes acélcső használata. A talámány szerinti eljárás gyakorlati végrehajtása során további 100 tömegrész hidrazoformamidra célszerűen 25 — 45 tömegrész vezető elektrolitot, 3-9 tömegrész oxidáló ágenst és 0,002 - 0,004 tömegrész depolimerizátort használunk, az áramsűrűséget pedig 0,15—0,3 A/cm2 értéken tartjuk. A találmány szerinti eljárást a következő példákkal kívánjuk megvilágítani. 1, PÉLDA Porózus anyagból készült diafragmával az anód- és katódteret egymástól elválasztjuk. A katód és anód hűlhető, az anód ólom-oxiddal bevont vaslemez, a katód saválló acélból készült. Az anolit 121 g vízben feloldott 32,5 g nátriumkloridot (vezetősó), 6,5 g nálrium-bromidot (oxi-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
