202815. lajstromszámú szabadalom • Eljárás ecetsavat tartalmazó hulladék anyalúg ártalmatlanítására és ecetsavtartalmának hasznosítására kálium-acetát formájában
1 HU 202 815 B 2 A találmány tárgya eljárás ecetsavat tartalmazó hulladék anyalúg ártalmatlanítására és az ecetsavtartalom hasznosítására kálium-acetát formájában. Az 5-nitro-2-furfurál-diacetát gyártása furfurolból nitrálással, katalitikus mennyiségű kénsav jelenlétében, ecctsavanhidrides közegben történik. A gyártás során az 5-nitro-2-furfurolból különböző nitrocsoportot tartalmazó bomlástermékek keletkeznek, amelyek az 5-nitro-furfurál-diacetát tennék kiszűrése után az anyalúgban maradnak. Az anyalúg ezen túlmenően ecetsavat tartalmaz kb. 30-35 tf%-ban, amit eddig mésztejjel történő semlegesítés után szennyvízcsatornába bocsájtottak. A gyártás során naponta 20-30 m3 anyalúg semlegesítésére került sor. Az anyalúg ecetsavtartalmának visszanyerésére közvetlen desztillálóval több szempontból nincs mód, mivel az anyalúg ecetsavtartalma desztillációval ugyan elvégezhető, de rendkívül nehézkes, energiaigényes és robbanásveszélyes művelet Az így kidesztillált ecetsav erősen szennyezett nitrózus gázokkal, további tisztítás válik szükségessé. Egyéb megoldások, pl. kifagyasztás, extrakció sem alkalmazható eredményesen, mivel a szennyezés nagysága, az ecetsavtartalom viszonylag alacsony értéke gazdaságtalanná teszi azokat Ismert az anyalúg hasznosítására az az eljárás (59/84) melynek során 5-10 tf% mennyiségű kénsav jelenlétében a szennyvízben levő ecetsav 1 móljára számítva 1-5 mólnyi mennyiségű 1-4 szénatomos alkoholt adnak, a reakcióelegyet desztillálják, az alkohol forráspontjáig 1-4 szénatomos alkáli-acetát, pl. etil-acetát tartalmú főpárlatot szednek, melyet közvetlenül vagy további tisztítás után használnak fel. Azonban az így kapott etil-acetát ipari felhasználhatósága - szennyezettsége miatt - erősen korlátozott, gyógyszeripari célokra nem alkalmas, csak többlépcsős tisztítás után. Találmányunk célja ezért olyan eljárás kidolgozása volt, amellyel az ecetsavat tartalmazó hulladék anyalúgok, különösen az 5-nitro-furfurál-diacetát gyártásakor keletkező ecetsavat tartalmazó anyalúgok ártalmatlaníthatok, s ezek ecetsavtartalma nagy tisztaságú, gyógyszeripari célokra alkalmas kálium-acetáttá alakítható át, anélkül, hogy az etil-acetáthoz hasonlóan több lépcsőben tisztítanunk kellene. Találmányunk szerint úgy járunk el, hogy az ecetsavat tartalmazó anyalúghoz az abban lévő ecetsav 1 móljára számítva 1-5 mól etil-alkoholt és az anylúg össztömegére számítva 8-10 t% kénsavat adunk, az elegyet atmoszférikus desztillációnak vetjük alá, a 78 *C-ig átdesztilláló főpárlatból a metil-acetátot kidesztilláljuk, a kapott fenéktermékből vízzel az etil-alkoholt extraháljuk, a főpárlatot az abban lévő etil-acetát 4 móljára számítva 2-3 : 8-12 : 3-5 mól víz : etil-alkohol: kálium-hidroxid eleggyel reagáltatjuk max. 50 ‘C hőmérsékleten, a kapott elegyből annak 45-66 tf%-át atmoszférikus körülmények között ledesztilláljuk, a maradékhoz a hidrolízishez használt kálium-hidroxid 1 móljára számítva 0,5-2,5 mól vizet adunk, és az elegyet atmoszférikus körülmények között 100 *C párahőmérséklet eléréséig desztilláljuk, majd a fenéktermékként kapott kálium-acetát oldatot kívánt esetben tisztítjuk és/vagy töményítjük. Az eljárás végén gyógyszergyártás céljára alkalmas minőségű kálium-acetát oldatot nyerünk, melyet szükség szerint tovább tisztíthatunk és töményíthetünk. A fenti eljárással nyert kálium-acetát nagytisztaságú gyógyszeralapanyag. A fermentációs úton előállított termékek egy részénél, pl. G-penicillin-kálium, és V-penicillin-kálium gyártása során jelentős mennyiségű kálium-acetát oldat kerül felhasználásra. Az eljárás első lépcsőjében a szennyvíz ecetsavtartalmát etil-alkohollal ismert módon etil-acetáttá alakítjuk. Az etil-acetátot ismert módon desztillációval tisztítjuk, oly módon, hogy főpárlatot kívánt esetben, elő- és utópárlatot szedünk. A szennyvíz az ecetsav mellett veszélyes nitrovegyületeket is tartalmazhat, melyek az etanollal történő reakció után a desztilláció során a kívánt esetben elkülönítve szedett előpárlatban oldva távoznak. Ezeket egy független technológiai művelet keretében ártalmatlanítjuk. Az előpárlatot, kívánt esetben 72 *C hőmérséklet eléréséig szedjük, ezután 72-78 "C hőmérsékleten főpárlatot szedünk. A főpárlat etil-acetátot és metil-acetátot tartalmaz, melynek metil-acetát tartalmától oly módon szabadulunk meg, hogy egy folytonos üzemű kolonna felső 2/3 részére vezetjük be a főpárlatot, és fenéktermékként metil-acetát mentes etil-acetátot kapunk. A fenékterméket vizes extrakcióval etil-alkohol mentesítjük. Ezután az így kapott, fő tömegében (96-981%) etil-acetátot tartalmazó oldatot a találmány szerint szabályozott hidrolízisnek vetjük alá oly módon, hogy azt az oldatban lévő etil-acetát 4 móljára számítva víz, etil-alkohol, kálium-hidroxid 2-3:8-12:3-5 mólarányú elegyébe adagoljuk, és a reakcióelegy hőmérsékletét 30- 50 *C-ra emeljük, majd atmoszférikus körülmények között desztilláljuk, kívánt esetben úgy, hogy elő- és főpárlatot elkülönítünk. Meglepő módon úgy találtuk, hogyha a vízzel és kálium-hidroxiddal igen rosszul elegyedő etil-acetátot, a víz, etanol és kálium-hidroxid fenti arányú elegyéhez adagoljuk, homogén, nem pedig többfázisú elegyet kapunk. Ennek egyik előnye az, hogy a fázisok közötti érintkeztetést nem kell mechanikus módon javítani (pl. keveréssel), másrészt elkerüljük a csak etil-acetát/víz/kálium-hidroxid kétfázisú rendszer alkalmazásakor bekövetkező robbanásszerű reakciót. így a reagensek fenti mólarányban történő adagolásával és egy adalékanyag (etil alkohol) alkalmazásával a reakciót biztonságosabbá, könnyebben kézbentarthatóvá és végrehajthatóvá (fázisok érintkeztetése nem szükséges) tesszük. A desztilláció során, kívánt esetben, elő- ezután főpárlatot, majd víz hozzáadása után utópárlatot szedünk. Az előpárlatot addig szedjük, amíg az eredeti térfogat 5-16%-a át nem desztillál. Az előpárlat fő tömegében etanolt és max. 5 tf% mennyiségben etil-acetátot tartalmaz. A főpárlatot addig szedjük, amíg az eredeti térfogat 40-50%-a át nem desztillál. A főpárlat etanolt és max. 3 tf% etil-acetátot tartalmaz. Az előpárlat és a főpárlat ledesztillálásával az elegyből az alkohol fő tömegét visszanyerjük, s az előpárlatot az ecetsavat tartalmazó anyalúghoz adjuk, míg a főpárlatot a kálium-acetát gyártásban etil-alkoholként hasznosítjuk. Az elő- és főpárlat elkülönített szedése nem feltétlenül szükséges a találmány szerinti eljárás végrehajtásá5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
