153937. lajstromszámú szabadalom • Eljárás malonsavdinitril előállítására ciánacetamidból
153937 A dehidratálást 0,5 mm Hg-oszlop és 100 ml Hg-oszlop közötti nyomás alatt végezzük. Ennél alacsonyabb nyomások alkalmazása a képződött malonsavnitril elkülönítésének nehézsége miatt, nagyobb nyomások alkalmazása pe- 5 dig a ciánacetamid bomlása és a készülék elgyantásodása miatt hátrányos. Készüléktechnikai okokból előnyös, ha a ciánacetamid elgőzölögtetését és a reakció lefolytatását megközelítőleg azonos nyomás alatt végezzük. io A dehidratálási hőmérséklet 250 és 450 C° között lehet. Ennél alacsonyabb nyomások esetén az átalakulási fok erősen csökken, magasabb nyomások alkalmazása esetén viszont a ciánacetamid bomlása igen nagy mértékűvé 15 válik. Előnyösnek bizonyult, ha 1 liter katalizátor (500—700 g/liter körüli térfogatsúllyal) felett óránként 20—80 g ciánacetamidot vezetünk el. Ennek során oly gázelegyet kapunk, amely lé- 20 nyegileg malonsavnitrilből, vízből és reagálatlan ciánacetamidból áll; ezt a gázelegyet vákuumban, egymás után elrendezett, vízzel, ill. sóoldattal üzemeltetett hűtőkben kondenzáljuk. 25 „Poli foszforsav" alatt a találmány szempontjából az ortoíoszforsav termikus dehidratálási termékét értjük, amelyről feltételezzük, hogy lényegileg H„+2 Pn0 3r i-i x általános képletű vegyületek elegyéből áll (e képletben n valamely ;: o egész számot jelent 1 és 15 között), adott esetben pirofoszforsav és/vagy metafoszforsav is lehet az elegyben jelen. A polifoszforsav-katalizátort oly módon állíthatjuk elő, hogy a polifoszforsavat valamely ^3 semleges vagy savas jellegű vivőanyagon hozzuk létre, ortofoszforsavból, termikus vízlehasítás útján. Az eljárás egy előnyös kiviteli módja esetében a katalizátort ortofoszforsavból, egy lénye- 40 gileg szilícium dioxidból álló vivőanyagon, sütési eljárással lefolytatott vízlehasítás útján állítjuk elő. A sziliciumdioxid tartalmú kiindulóanyagot és az ortofoszforsavat 1 : 4 és 1 : 10 közötti Si02 : H3PO4 aranyban tésztaszerű elegy- 45 gyé alakítjuk és ezt, célszerűen előzetes szárítás után, 200 és 350 C° közötti hőmérsékleten sütjük. A sütés időtartama függ az alkalmazott hőmérséklettől; általában 10—80 óra kö.zötti időt alkalmazhatunk. A 250 C° feletti hő- 50 mérsékleten előállított katalizátorok gyakorlatilag egyáltalán nem mutatnak higroszkóposságot. Sziliciumdioxid tartalmú kiindulóanyagként 55 pl. igen finomra őrölt kvarchomok, szilikagél, előnyösen azonban kovaföld alkalmazható, amelynek Si02 -tartalma legalább 90%, emellett mentes az alkalikus szennyezésektől, minthogy az ilyen szennyezések már nyomokban is go károsan befolyásolják a katalizátor hatásosságát. A felhasználásra kerülő foszforsav víztartalma lehetőleg legyen csekély, előnyös, ha e sav H3PQ 4 -tartalma meghaladja a 85%-ot, hogy az előzetes szárítás, ill. a sütés során a es víztartalom elpárologtatása ne okozzon szükségtelen energiaveszteségeket. .Az így előállított katalizátor csekély menynyiségű bóroxidot is tartalmazhat. Ilyen adalék alkalmazásával a katalizátor már alacsonyabb, pl. 120 C° körüli sütési hőmérsékleteken megszilárdul. Minthogy azonban a bóroxidtartalom növekedésével a katalizátor aktivitása csökkent, célszerű, ha a katalizátor bóroxidtartalma nem haladja meg a 10 súly%-ot. A katalizátort előnyösen 1,5 mm és 30 mm közötti, még előnyösebben 5 mm és 15 mm közötti szemcsenagysággal állíthatjuk elő. Ennél durvább szemcséjű katalizátor a nagyobb szemcsenagysággal járó kisebb felület folytán, kisebb szemcsenagyságú katalizátor pedig az ezzel járó nagyobb átárarnlási ellenállás miatt hátrányos. A fent leírthoz hasonló módon képezhető a vízben oldható polifoszforsav másfajta hordozóanyagokon is. A hordozóanyagoknak, ill. ezek alkotórészeinek azonban semlegeseknek vagy savasaknak kell lenni; megfelel erre a célra pl. az aktívszén, a sziliciumdioxid vagy a boroxid (B20 3 ). A másfajta hordozóanyagokkal készített katalizátorok hatásossága azonban, tapasztalataink szerint kisebb, mint a fentebb leírt módon sziliciurndioxid-hordozóval készített polifoszí'orsav-katalizátoroké. Az elhasznált katalizátorok reaktiválhatok ortofoszforsavas átitatás és újbóli sütés útján. A találmány szerinti eljárás gyakorlati kivitelére szolgáló kétféle berendezés vázlatos képét a csatolt 1. és 2. ábrán mutatjuk be. Az ábrákon szemléltetett berendezéseket és azok működési módját az alábbi 1—4. példában magyarázzuk meg közelebbről. 1. példa: A katalizátor előállítása. 1 súlyrész kovaföldet (a Kieselgur Industrie GmbH cég „Röstgur 12 O" elnevezésű terméke) kb. 5 súlyrész 85%-os foszforsavval egy keverőfaerendezésen szobahőfokon összekeverünk és a kapott pépes keveréket 48 óra hßsszat szárítjuk 150—180 C° hőmérsékleten, majd tablettázzuk vagy szemcsézzük a megszárított keveréket. Ezt a tabletta alakú vagy szemcsés anyagot azután 12—15 óra hosszat sütjük 250— 280 C° hőmérsékleten. Lehűlés után a tablettákat, iL. szemcséket 1,5 mm lyukbőségű szitán mentesítjük a finomabb szemcséjű anyagtól. A ciánacetamid dehidratálása. A ciánacetamid dehidratálását az 1. ábrán vázlatosan szemléltetett berendezésben folytatjuk le. A (11) csiszolatos üvegcsőbe (hossza 30 cm, belső átmérője 18 mm) behelyezzük a (19) szilárd ciánacetamid-gyertyát és az így. töltött üvegcsövet a (13) reakcióedényre szereljük. A 2
