159042. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés nitrovegyületek katalikus redukciójára

3 159042 4 elegy vákuumdesztillációval való víztelenítése után nyert diamin-elegy a poliuretán gyártáshoz szükséges di-izocianát képzéshez közvetlenül felhasználható, miután mindkét keletkező diizocianát erre kiválóan alkalmas. Szükség esetén, amennyiben az előállítás egyéb célra történik, a két diamin — olvadáspontjuk számottevő különbsége folytán — frakcionált kristályosítással tisztán szétválasztható: Számos nitrovegyületet használhatunk oldószerként. Az aromás nitrovegyületek közül előnyös sajátságúak á benzol, a toluol, a xilol-izomérek és az etil^benzol mononitro-származékat, valamint az etil-benzol dinitro-származékai. Ezek a vegyületek igen alkalmasak aromás szénhidrogének di- és trinitro-származékainak oldására. Hasonló jellegű oldószerek lehetnek még a 2-nitro-bifenil, 2-nitro-furán, alfa-nitro-kumol, 2-nitro-mezitilén, 1-nitro-naftalin stb. Polárosabb vegyületek oldására jól felhasználhatók például az o-, m- és p-nitro-anizol, o- és m-nitro-benzaldehid, m-nitro-benzilalkohol, o- és mnitro-benzilklorid, o-, m- és p-nitro-benzoesavetilészter, o-nitro-benzoesav-metilészter, m-nitro-benzoil-klorid, o-, m- és p-nitro-fenetol, onitro-fenol, 4-nitro-3-hidroxi-toluol, 2-nitro-pkrezol, 2-nitro-tiofén, 2,5jdmitro-tiofén. Az alifás nitrovegyületek közül is számos alkalmazható oldószerként. így például az 1- és 2-nitro-propán, 1- és 2-nitro-bután, 2-nitro-2--metil-bután, 2-nitro-bután-l-ol, 2,2-dinitro-propán, nitro-ciklohexán, nitro-metil-ciklohexán. Az oldószerként alkalmazandó nitrovegyület kiválasztása az oldékonyság, a redukció körülményei, a fizikai sajátságok és a várható felhasználás figyelembevételével történik. Ha megfelelő nyersanyag a redukció termékét felhasználó technológia számára az aminők elegye is, a komponensek elválaszthatóságára nem kell figyelemmel lennünk. Ha tiszta aminokat kell egyedileg előállítanunk, olyan komponensekből kell az elegyet összeállítani, hogy a keletkező aminokat fizikai vagy kémiai módszerekkel lehetőleg egyszerűen el lehessen különíteni. Valamennyi variáns esetén tekintettel kell lenni az oldhatósági viszonyokra és a redukció körülményeire, hiszen csak azonos körülmények között redukálható komponenseket lehet egyidejűleg aminokká hidrogénezni. Az oldószerként szereplő nitrovegyület és a redukálandó szilárd nitrovegyület súlyaránya az oldhatósági viszonyoktól függően 0,5—0,65:1 között változhat. A reakcióelegyben szuszpendált katalizátor nemesfém (palládium, platina) vagy nikkel-alapú lehet, hordozóra felvive vagy anélkül. Az átalakulás mértéke gyakorlatilag teljes, az esetek nagy részében 99,8—il>00%-ot is eléri. A hozam közel 100%-os. Találmányunk továbbá az eljárás előnyös kivitelezését biztosító különlegeseri kiképzett, nagynyomású hidrogénezésre is alkalmas folyamatos üzemű berendezés. A centrifugális elven 5 működő berendezés egyik kiviteli alakját a mellékelt ábra szemlélteti. Az -1- hengeres térben -2- tengelyre erősített forgó -3- lapátok több centiméter vastagságú folyadékréteget tartanak forgásban. A folyadékrétegben a gyors forgás 10 révén igen kis méretű gázbuborékok oszlanak el, s, így rendkívül nagy felületen érintkezik a gáz a folyadékkal. A folyadékréteg belső és külső felülete között jelentős nyomáskülönbség keletkezik, ami a reakcióelegyet a benne szuszpenj. dalt katalizátorral és a kis méretű gázbuborékokkal együtt nagy sebességgel mozgatja a -4-csőköteges reaktor csöveiben, illetve a -4- csőköteges reaktort az -1- hengeres térrel összekötő csővezeték-rendszerben. A nagy áramlási sebesség igen előnyös anyag- és hőátadási viszonyokat hoz létre. Ezáltal a reaktor terhelhetősége, az alkalmazható térsebesség, még igen exoterm reakciók (di- és trinitro-vegyületek redukciója) esetén is többszöröse a hagyományos berendezéseken elérhető értékeknek. Az -A- nyersanyagot tápszivattyú, a -B-hidrogéntartalmú gázt pedig kompresszor táplálja a berendezésbe. A -C- eltávolítandó reakcióelegyet a centrifugális erő juttatja a kilépő csővezetékbe. Mivel a katalizátor lebegésben tartása nem gázáram segítségével történik, csupán annyi hidrogént kell a berendezésbe táplálni, amennyi a hidrogénezéshez sztöchiometrikusan szükséges, és amennyi fizikailag oldódik o. folyadékban. Így csak egyszerűen a nyomás-tartásról kell gondoskodni: 35 A berendezés a hengeres edény és a csőköteges reaktor egybeépítésével is kivitelezhető. A csőköteges reaktor a berendezés egyik kiviteli alakjában megfelelően méretezett cs'ővezeték-40 rendszerrel is helyettesíthető. A hidrogénezéshez tiszta hidrogén vagy hidrogéntartalmú gázok (pl. ammónia-szintézisgáz) egyaránt felhasználhatók. A nyomás 0—300 att, 45 a hőmérséklet 20—250 C° között változik. Az alkalmazható térsebesség az ilyen eljárásokban szokásos 0,1—0,5 liter/liter, óra értéknek sokszorosa és a 10 liter liter, óra értéket is elér-50 heti. Berendezésünk igen előnyösen használható nitrovegyületek ismert eljárással történő katalitikus redukciójára is, amennyiben az alkalmazható térsebesség az ismertnél lényegesen na-55 gyobb. A találmány szerinti eljárás és berendezés legfontosabb előnyei a következők : ,— az oldószerként alkalmazott nitrovegyület maga is értékes termékké redukálódik; 60 — az ismert eljárásokhoz képest elmarad az oldószer költséges és veszélyes regenerálása; — a robbanásveszély és az egyes szerves, oldószerek használata folytán fokozottan jelentkező es egészségi károsodás kiküszöbölődik; :2