147810. lajstromszámú szabadalom • Eljárás szénmonoxiddal kobaltkatalizátor jelenlétében végzett szerves szintézisek termékeiből a bennük oldott kobaltvegyületek eltávolítására és a szintézisbe való visszavezetésére

így is csak könnyen illő reakciótermékek esetén használható.

Kísérleteink során arra a meglepő eredményre jutottunk, hogy a szénmonoxiddal végrehajtott, kobaltkarbonilok által katalizált szerves szintézisek reakciótermékéből a kobalt akként is eltávolítható, hogy a reakcióterméken fokozott hőmérsékleten és fokozott nyomáson CO és H2 elegyét buborékoltatjuk át. Ennek az új kobaltmentesítő eljárásunknak előnye az eddigi kobaltmentesítő módszerekkel szemben az, hogy a kobalt eltávolítását a szintézis reakciókörülményeihez hasonló körülmények között oldja meg és így a nem-kívánatos mellékreakciók lejátszódásának lehetőségét a minimálisra csökkenti.

Találmányunk szerint tehát a kobalt az eddig ismert módszerekkel ellentétben, nem a maradékban marad hátra, hanem mint könnyen illó komponens az átbuborékoló gázzal együtt távozik és a maradék kobalttartalma fokozatosan csökken. Lényeges, hogy a kobalttartalmú reakcióterméken átvezetett gáz szénmonoxidot és hidrogént egyidejűleg tartalmazzon, mert tiszta szénmonoxid átbuborékoltatása esetén a kobalt a maradékban maradna.

A kobalt-kihnjtás során a hőmérsékletet 60— 260 C . célszerűen 160—240 C° között, a CO parciális nyomását 5—500 at, célszerűen 30—400 at között, a H2 parciális nyomását pedig 10 at felett, célszerűen 30—400 at között tartjuk.

A kobaltnak ilyen úton való eltávolítását bármilyen nyomásbíró és a hőmérséklet biztosítására alkalmas készülékben elvégezhetjük. Ez a készülék célszerűen a nagynyomású technológiában általánosan használt reaktorokhoz hasonlít.

Az átbuborékoltatandó gázelegy tartalmazhat szennyezésként kisebb mennyiségben iners gázokat, mint N2, CH4, CO2. Ezek az eljárást csupán annyiban befolyásolják, hogy a CO és H2 szükséges parciális nyomásainak biztosítására az össznyomást meg kell növelni. Igen alkalmas a kobalt eltávolítására az ismert módon előállított vízgáz (CO : H2 = 1 : 1). vagy az ugyancsak ismert szintézisgáz (CO : H2 = 1 : 2), de CO-ban dús gázelegyeket is használhatunk.

A gázelegyet a kobalttartalmú reakcióterméken addig buborékoltatjuk át, amíg annak kobalttartalma a megkívánt alsó értéket el nem éri. Az ehhez szükséges idő a hőmérséklettől és az időegységben átbuborékoltatott gáz mennyiségétől függ.

A gáz'nalmázállapotú kobaltvegyületeket tartalmazó átbuborékolt gázból a kobalt bármely ismert módon kiválasztható; így pl. hevítéssel fémkobalttá. savakkal kobaltsókká alakítható át. Ezek a műveletek most már nem csökkentik az értékes főtermék mennyiségét, mert az a kobaltmentesítő reaktorban maradt.

A kobalttól ily módon megtisztított gázelegyet visszavezethetjük a kobaltmentesítő reaktorba, szükség esetén friss gázokkal kiegészítve, vagy pedig egy részét az iners gázok koncentrációjának csökkentése céljából lefúvatva aszerint, hogy a CO és H2 parciális nyomása hogyan tartható kellő értéken.

Ámde akár hevítéssel, akár hígsavas mosással vonjuk ki a gázáram kobalttartalmát, a kobaltot

olyan alakban kapjuk vissza, melyet katalizátorként a főreakcióhoz közvetlenül nem lehet felhasználni. Ugyanis a hevítés során a kobalt kemény kéreg alakjában rakódik le a reaktor falára, ahonnan mechanikus úton kell eltávolítani, erős ásványi savak kobaltsóinak vizes oldata pedig katalizátornak nem alkalmas. Mindkét esetben mint közelfekvő megoldás, a kobaltnak szerves oldószerben oldható vegyületté, pl. zsírsavas kobaltsóvá való átalakítása kínálkozik, amely megoldás jól használható katalizátort szolgáltat ugyan, de körülményes és költséges, vegyszerigényes műveletekkel jár.

Kísérleteink során arra az eredményre jutottunk, hogy ha a gázöblítéses kobaltmentesítés útján kapott, kobalttartalmú gázelegyet a kobaltmentesítő reaktorhoz hasonló, azonos nyomáson, de kisebb hőmérsékleten működő mosótoronyban a szintézis folyékony nyersanyagán áramoltatjuk át, akkor az utóbbi a kobaltot kioldja, visszatartja és mint kobalttartalmú nyersanyag, minden további kezelés nélkül a színtézisreaktorba táplálható.

Találmányunk e részének az eddigi kobaltrecirkulációs megoldásokkal szemben nagy előnye, hogy a kémiai műveleteket teljesen kikerüli és a kobaltot mindjárt katalizátorként felhasználható vegyület alakjában juttatja vissza a szintézisbe.

A kobalttartalmú gáznak a nyersanyaggal való mosását olyan körülmények között kell végrehajtani. hogy egyrészt a kobaltot mindjárt katalitikusán aktív alakban kapjuk meg, másrészt csökkentsük a nyersanyagnak a gázátáramlással járó párolgási veszteségeit. Mindkét célt akkor érjük el, ha a mosást 0—60 C° között végezzük és a CO parciális nyomását 5—500 at, célszerűen 30—400 at között, a Ho parciális nyomását pedig 10 Eit felett, célszerűen 30—400 at között tartjuk.

Nem szükséges, hogy a kobalttartalmú gáz mosására a teljes nyersanyagmennyiséget felhasználjuk. elvégezhetjük a kobalt kimosását a nyersanyagnak csupán egy hányadával. Ez esetben kevesebb, de egyben töményebb kobalttartalmú oldatot kapunk.

Bár találmányainkat nem tesszük függővé semmilyen elméleti magyarázattól, az a nézetünk, hogy a gázelegy kobalttartalmának ilyen katalitikusán aktív alakban való közvetlen és egyszerű kivonását az teszi lehetővé, hogy az átbuborékolt gázelegyben a kobalt túlnyomó részben a normális körülmények között instabil Co(CO)4H alakjában van jelen. E nézetünket arra alapítjuk, hogy ez az egyetlen nagyobb, tenziójú kobaltvegyület, amely szerves vegyületek és CO+H2 jelenlétében kobaltvegyületekből képződhet. A Co(CO).iH katalitikus aktivitása CO-val végzett szerves szintéziseknél ismeretes, a kobalt kimosásával kapott kobalttartalmú oldatok katalitikus aktivitása a szintézis során tehát szintén alátámasztja magyarázatunkat.

Mielőtt a szintézisek termékeiből a találmány szerint eltávolított kobaltvegyületeknek a szintézisbe való visszavezetésére alkalmas, szintén a találmány keretébe tartozó további módszerekre térnénk át, ismertetjük a találmány eddig közölt részei gyakorlati megvalósításának kiviteli példáit a mellékelt rajzok 1—3. ábrái kapcsán.