147810. lajstromszámú szabadalom • Eljárás szénmonoxiddal kobaltkatalizátor jelenlétében végzett szerves szintézisek termékeiből a bennük oldott kobaltvegyületek eltávolítására és a szintézisbe való visszavezetésére
147.810 3 Az 1. ábrán a szorosan vett kobaltrecirkulációs rendszernek olyan kiviteli példáját tüntettük fej, mely szakaszos és folytonos üzemre egyaránt alkalmas. Először a szakaszos üzemmódot ismertetjük, mert ennek ismeretében a folytonos üzemmód már könnyen érthetővé válik. A 2 kobaltmentesítő reaktorba, mely lehet üres, de tartalmazhat szilárd, darabos töltetet vagy a jobb gázelosztás végett tálcákat, betöltjük a kobalttartalmú reakcióterméket, a hasonló berendezésű 6 kobaltmosó reaktort pedig a szintézis folyékony nyersanyagával töltjük meg. A rendszert a CO+H2 gázelegyet szállító Pi kompreszszorral felnyomjuk a kívánt nyomásra, felfűtjiik a kívánt hőmérsékletre, majd a P2 kompresszorral megindítjuk a gázkeringetést, mindkét reaktoron keresztül alulról felfelé. A 6 kobaltmosót valamilyen hűtőberendezéssel is (hűtőköpeny, hűtőkígyó, vagy egyéb) fel kell szerelni, hogy a 2 kobaltmentesítőbői jövő meleg gázok okozta felmelegedés megakadályozásával biztosítsuk a kobalt kimosásához szükséges viszonylag alacsony 0—60 C°-os hőmérsékletet. A 6 kobaltmosó tetején távozó, illékony kobaltvegyületeket már nem tartalmazó gázt a gázkeringető P2 kompresszor ismételten visszajuttatja a 2 kobaltmentesítő aljába. A kívánt parciális CO és H2 nyomások fenntartására a Pi kompresszorral friss gázelegyet nyomunk a rendszerbe, vagy pedig a 9 szelepen való lefúvatással csökkentjük a gázelegy dúsulását iners gázokban. A gázkeringetést mindaddig folytatjuk, amíg a gázáram gyakorlatilag az összes kobaltot át nem szállította a 2 kobaltmentesítőből a 6 kobaltmosóba. Ezt a 3, illetve 7 szelepeken át vett minták kobalttartalmával ellenőrizhetjük. Ezután mind a kobaltmentesítőből, mind a mosóból leeresztjük a folyadékot és a berendezés újabb kobaltmentesítésre kész. Folytonos üzem esetén az 1 szelepen folytonosan tápláljuk be a kobalttól mentesítendő szintézis-terméket, a 4 szelepen folytonosan vesszük el a kobalttól mentesített terméket, a 6 kobaltmosóba pedig ugyancsak folytonosan táplálunk nyersanyagot az 5 szelepen és vesszük el a kobalttartalmú oldatot a 8 szelepen át. Folytonos üzem esetén nem szükséges, hogy a reaktorok nagyrészt meg legyenek töltve a folyékony anyaggal, elegendő, sőt még célszerűbb is, ha az csak lecsurog a szilárd, darabos tölteten vagy a tálcákon, ami jó ellenáramú érintkezést biztosít. A 2. ábra olyan berendezést tüntet fel, amely a CO-val végzett folytonos üzemű szerves szintézishez és a vele egybekötött kobaltrecirkulációhoz külön-külön gázkörforgalmat biztosít. A 6 kobaltmosóba P;>, szivattyúval felül betáplált folyékony szintézis-nyersanyaggal ellenáramban halad a 2 kobaltmentesítő tetejéről visszavezetett, illékony kobaltvegyületeket tartalmazó CO+H2 gázelegy. A nyersanyag a 6 kobaltmosóban kimossa a gázból a kobaltot, majd a 10 szintézisreaktorba kerül. Itt a benne feloldott kobaltkatalizátor hatására a gázbevezető P5 és a gázkeringető Pr. kompresszor által betáplált gázzal reagál, úgyhogy a szintézisreaktor tetején már a nyers folyékony reakciótermék és a véggáz keveréke távozik. A nagynyomású 11 elválasztóban a kobalttartalmú folyékony reakciótermék elválik a véggáztól. Ez utóbbit a Pq gázkompresszor visszajuttatja a 10 reaktorba, az előbbit pedig a P7 szivattyú a 2 kobaltmentesítő tetejére szállítja. Itt találkozik a P2 keringető kompresszor által vele ellenáramban mozgatott, illékony kobaltvegyületeket nem tartalmazó CO+H2 gázelegygyel, amely magával ragadja a kobaltot, úgyhogy a 2 kobaltmentesítő reaktor alján kobaltmentes reakciótermék távozik. A P4 szivattyú a 10 szintézisreaktorba vezető, szaggatott vonallal jelzett vezetékkel akkor kerül használatba, ha a 6 kobaltmosón nem vezetjük keresztül az összes nyersanyagot, hanem csak egy részét, és a többit közvetlenül kobaltmentesen tápláljuk a szintézisreaktorba. A 3. ábrán vázolt egyszerűbb berendezés akkor használható, ha a szintézist is CO-(-H2 gázelegygyel végezzük. Itt a 2. ábrabeli P5 gázkompreszszor mellőzhető, mert a 10 szintézisreaktort a P2 gázkeringtető kompresszor láthatja el a szintézishez szükséges gázeleggyel a 6 kobaltmosóból kijutó gáz alakjában. Elmaradhat a 2. ábrabeli 11 elválasztó és a hozzácsatlakozó Pq kompresszor és P7 szivattyú is. minthogy a 10 reaktor tetején távozó kobalttartalmú folyékony reakciótermék és gázmaradék közvetlenül átvezethető a 2 kobaltmentesítő tetejére. A gázkeringető P2 kompresszor szállította gáz elosztását a 10 szintézisreaktor és a 2 kobaltmentesítő között a 12 szeleppel szabályozzuk. Az elosztás arányát az egyes műveletek gázigénye szabja meg. Általában a kobaltmentesítő igényli a nagyobb gázmennyiséget. A találmány eddig közölt részére a következő kiviteli példákat közöljük. 1. példa: Szakaszos üzemre az 1. ábrabeli berendezéssel 4 1-es keverős autoklávba bemértünk 1000 g = = 13,5 mól tercier butilalkoholt és 34 g= 0,135 mól CofCH->COO)2 • 4H20-t, az autcklávot 1 : 1 arányú CO-{-H2 gázeleggyel 200 at-ra felnyomtuk és felfűtöttük 160 C°-ra. A nyomás csökkenése hamarosan jelezte a reakció megindulását. Amikor a nyomás 200 at-ra csökkent, 1 : 2 arányú CO+H2 gázelegyet nyomtunk az autoklávba, míg a nyomás 300 at-ra nem növekedett. A gáz utánnyomást mindannyiszor megismételtük, valahányszor a nyomás 200 at-ra csökkent. 3 óra múlva a reakció már erősen lassult. Eddig az időpontig 780 ni = 35 mól gáz fogyott el. Ekkor az autokláv keverését megszüntettük. Lehűlés és kibontás után 1390 g világosvörös homogén folyadékot kaptunk, amely főtömegében 3-metil-butanol-(l) volt. Ezt a reakcióterméket 65 mm átmérőjű és 1,3 m hosszú, Vo’-os porcelán Raschig-gyűrűkkel töltött 2 kobaltmentesítőbe töltöttük, majd 160 C°-on és 200 at össznyomáson a keringető P2 kompresszorral 1 : 1 összetételű CO + H2 gázele. gyet buborékoltattunk át rajta 15 nm3/ó gázsebességgel. Ezzel egyidejűleg ugyancsak 65 mm átmérőjű és 1,3 m hosszú 6 kobaltmosóba, amelyben a jobb gázelosztás végett V2”-os porcelán Raschig-gyűrűket helyeztünk el, 1000 g tercier butanolt tölAWbA‘5
