203306. lajstromszámú szabadalom • Eljárás izomer diklór-toluolok dúsítására zeolitokon való adszorbeáltatással
HU 203306 B A találmány tárgya eljárás izomer diklór-toluolok dúsítására zeolitokon való adszorbeáltatással. A diklór-toluolokat általában toluol vagy monoklór-toluolok Lewis-sav, például alumínium-, vas- vagy antimon-triklorid önmagában vagy egy ko-katalizátor, például kén vagy kén-kloridok jelenlétében végzett klórozással állítják elő. A klórozási reakció eredményeképpen 2,4-, 2,5-, 2,6-, 3,4- és 2,3-diklór-toluolt tartalmazó elegyek képződnek. Ezek az elegyek desztillálással szétválaszthatok a toluol vagy a monoldór-toluolok más klórozott termékei, azaz a monoldór-toluolok és a triklór-toluolok vonatkozásában. A fentiekben említett öt izomer a klórozási reakcióhoz használt kiindulási anyagoktól függően változó arányokban képződik. Lehetséges továbbá a diklór-toluolok elegyét desztillálással két frakcióra bontani, éspedig mintegy 201 'C-on forró és mintegy 209 *C-on forró frakcióra. Az első frakció 2,6-, 2,4- és 2,5-izomerekből, míg a második frakció 2,4- és 2,3-izomerekből áll. Általában elfogadott, hogy hagyományos desztillálási módszerekkel vagy frakciónál! kristályosítással nem lehet szétválasztani az összes izomert tiszta állapotban gazdaságossági szempontból elfogadható feltételek mellett. Közelebbről, a desztillálás nem teszi lehetővé a 201 ‘C-on és 209 ‘C-on forró két frakció komponenseinek szétválasztását az izomerek forráspontjában meglevő igen csekély különbségekre tekintettel. Csak a 2,3-diklór-toluol különíthető el desztillálással, feltéve, hogy kiindulási anyagként 2-klór-toluolt használunk. Ámi a frakcionált kristályosítást illeti, általában nem alkalmazható, minthogy számos különböző eutektikus keverék létezik. Figyelembe véve a fenti szempontokat javasoltak már egyéb szétválasztási módszerekt is. Közelebbről, a 4 254 062 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásban izomer diklór-toluolok szétválasztására olyan eljárást ismertetnek, amelynek végrehajtásához X vagy Y típusú zeolitokat alkalmaznak. A találmány új eljárást ad izomer diklór-toluolok dúsítására. A találmány értelmében úgy járunk el, hogy (i) izomer diklór-toluolokat tartalmazó elegyet bocsátunk át mordeniten, amelynek mólarányokban kifejezett összetétele a H2O : bM2/nO : AI2O3 : (10-400) SÍO2 (I) képletű, és az (I) képletben M jelentése alkálifémionok és alkáliföldfémionok közül legalább egy kation, kivéve a cézium- és rubidiumiont, n:M vegyértéke, továbbá 0,7 < a + b < 1,1 és 0 s b < 0,2; (ii) a nem-adszorbeálódott diklór-toluolokat a mordenittől elválasztjuk; (iii) az adszorbeálódott izomereket tartalmazó mordenitet deszrobeálószerrel érintkeztetjük, és (iv) az izomereket a deszrobeálószerből elkülönítjük. Az (I) általános képletben M jelentése előnyösen nátriumion. A mordenitek a természetben előforduló zeolitásványok, és a találmány szerinti eljárásban előnyösen használható mordeniteknek csöves a szer1 kezetük, ortoromboéderes a szimmetriájuk és a következő, röntgenkrisztallográfiás úton meghatározott rácsállandóik vannak: a-18,lÁ,b- 20,2-20,4 Á és c - 7,4-7,5 Á, továbbá a csatornák párhuzamosak a c tengellyel. A találmány szerinti eljárás folyadékfázisban vagy gőzfázisban hatható végre. Ez az adszorpciósdeszorpciós eljárás 25 ‘C és 350 *C, előnyösen 100 ‘C és 300 *C közötti hőmérsékleten, széles nyomástartományban, például mintegy 1.105 Pa és mintegy 30.105 Oa közötti nyomáson hajtható végre. Az izomer diklór-toluolok elegyét a mordenittel adszorpciós elválasztási műveletek végrehajtására alkalmas hagyományos berendezésben érintkeztethetjük. Közelebbről, folyamatos vagy szakaszos műveleteket lehetővé tevő berendezést használhatunk. A berendezés kialakítása és dimenziói szakember által optimálhatok és nem tartoznak a jelen találmány tárgyához. Általában az adszorpciós-deszorpciós berendezésben, például adszorpciós oszlopban hasznosított mordenit olyan szemcsék formájában van, amelyek mérete 0,1 mm és 10 mm, előnyösen 0,5 mm és 3 mm közötti lehet. Az említett mordenitet érintkeztetjük az izomer diklór-toluolok elegyével. Bár az ilyen típusú mordenitnek a fentiekben említett ötféle izomerrel szembeni adszorpciós kapacitása önmagában lehetővé teszi az öt izomer elegyéből kiinduló szétválasztást, a gyakorlatban a mordeniten keresztül csak olyan keverék bocsátható át, amelyek ezek közül az izomerek közül csak néhányat tartalmaz. így például a 2,3- és 3,4-izomerek elegyének (amelyek forráspontja 209 ‘C körüli) a 2,4-, 2,5- és 2,6-izomerek elegyétől (amelynek forráspontja 201 ‘C körüli) desztillálással való szétválasztását követően az így kapott egyik frakciót vetjük alá az adszorpciósdeszorpciós műveleteknek, minthogy a mordenit különbözőképpen adszorbeálja a 3,4- és 2,3-izomert egyrészt, a 2,4-, 2,5- és 2,6-izomert másrészt. Természetesen a találmány szerinti eljárással feldolgozhatunk olyan keverékeket is, amelyekben a fentiekben említett izomerek közül legalább egyet feldúsíthatottunk. Az izomerek előzőekben definiált részleges vagy teljes elegye a mordeniten részben adszorbeálódik. A nem-adszorbeálódott diklór-toluolokat az adszorpciós-deszorpciós berendezés kifolyó nyílásánál összegyűjtjük. A mordenitet ezt követően eluálószerrel vagy deszrobenssel érintkeztetjük, azaz egy olyan anyaggal, amely lehetővé teszi az izomerek deszorpcióját és ezáltal szeparálását. Előnyösen olyan anyagot választunk e célra, amelynek amordenittel szembeni adszorpciós aktivitása azonos nagyságrendű az adott diklór-toluolok aktivitásával. A találmány szerinti eljárásban felhasználható eluálószerekre példaképpen megemlíthetjük a hidrogént, nitrogént, oxigént, szén-dioxidot, héliumot, szénhidrogéneket és különösen az alkánokat (például a metént, etént, propánt, n-hexánt, n-heptánt, noktánt és az izooktánt), cikloalkánokat (például a ciklohexánt), monociklusos vagy policiklusos, adott esetben helyettesített, előnyösen halogénezett aromás vegyületeket (például a benzolt, toluolt, etil-2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
