160376. lajstromszámú szabadalom • Eljárás izobutiraldehid hőbontására
3 Ismeretes továbbá, hogy propilén izobutiraldehid katalitikus bontásával is előállítható (lásd H. J. Hagemeyer, G. C. De Croes: The Chemistry of Isobutyraldehyde, Tennessee Eastman Company 1954, 55. oldal). Katalizátorként palládium vagy réz alkalmazható. A fenti eljárás jelentős hátránya, hogy a képződő propilén propánná történő nemkívánatos továbbhidrogéneződése nein akadályozható meg, miáltal az oxo-szintézisnél nem értékesíthető propilén- és hidrogénveszteségek lépnek fel és a katalizátorok aktivitásukat rövid időn belül elvesztük. Az ismert eljárások a fentiekben részletezett hátrányait a találmányunk tárgyát képező eljárás segítségével kiküszöböljük. Azt találtuk, hogy izobutiraldehid hőbontással sikeresen alakítható túlnyomórészt propilénből, széixmonoxidból és hidrogénből álló gázeleggyé oly módon, hogy izobutiraldehidet vízgőz jelenlétében, adott esetben atmoszférikusnál nagyobb nyomás alkalmazása mellett, 500 °C és 800 °C közötti hőmérsékletre hevítünk. Találmányunk alapja az a meglepő felismerés, hogy izobutiraldehid tisztán termikus úton — tehát katalizátorok alkalmazása nélkül — jó kitermeléssel számos szintézis értékes kiindulási anyagaként felhasználható termékekké alakítható. A találmányunk tárgyát képező eljárás előnyös foganatosítási módja szerint a hőbontást 650 és 680 °C közötti hőmérséklettartományban -végezzük el. Amennyiben 600 °C alatt dolgozunk, az átalakulás tökéletlen és az izobutiraldehid egy részét változatlanul visszakapjuk. A propilén-kitermelés kb. 700 °C felett csökken és egyre nagyobb mértékben keletkezik metán és etilén. Mintegy 800 °C felett a metán- és etilén képződés lép előtérbe; ilyen magas hőmérsékletet csak különleges esetekben alkalmazunk. Abból a célból, hogy a kokszleválást biztonsággal megakadályozzuk, az izobutiraldehid bontását szükségszerűen vízgőz jelenlétében kell végrehajtanunk. A vízgőz mennyisége elsősorban a reakcióhőmérséklettől függ. Így pl. 650 °C hőmérsékleten 100 súlyrész izobutir&ildehidre számított 70 súlyrész vízgőz alkalmazásával a kokszleválást biztonsággal kiküszöbölhetjük. A vízgőz mennyiségének növelésével a propilénkitermelést emelhetjük és egyidejűleg a kapott bontási gázban a propilén/propán arányt javíthatjuk. Így például a víz/izabutiraldehid arányt 0,9 : 1-ről 3,0 : l-re emelve 650 °C-os hőmérsékleten a propilén-kitermelés 11%-kal nő és a propilén/propán arány egyidejűleg 2,6 : 1 értékről 5,6 : l^re emelkedik. Megjegyzendő azonban, hogy az izobutiraldehid hígításának fokozásával az azonos tartózkodási idő alatt elérhető átalakulás csökken. Fentiek értelmében az izobutäraldehidet és a vízgőzt különösen célszerűen 1 : 0,5 és 1 : 5,0 közötti, előnyösen 1 : 1,5— 1 : 2,0 súlyarányban alkalmazhatjuk. 4 Figyelemreméltó, hogy az izobutiraldehid találmányunk szerinti hőbontásakor a többi körülmény állandó értéken tartása esetén a reakciótermék összetétele a kiindulási anyagok re-5 aktorbeli tartózkodási idejétől tág határokon belül független. Ily módon az áthaladási sebesség megfelelő megválasztásával az izobutiraldehidet az értékes termékek mennyiségének csökkenése nélkül egy lépésben kvantitatave 10 átalakíthatjuk. Amennyiben alacsonyabb reakciohőmérsékletet vagy rövidebb tartózkodási időt alkalmazunk és adott esetben csak részleges átalakulást érünk el, az átalakulatlan izobutiraldehidet a folyamatba előzetes tisztítás 15 nélkül visszavezethetjük. A nem teljes bontáskor 5i%rtig terjedő mennyiségben (a visszanyert izobutiraldehidre számítva) keletkező metilakrolein az átalakulást nem zavarja és az alkalmazott reakciókörülmények között ugyancsak 20 lebomlik. A találmányunk tárgyát képező eljárás különös előnye, hogy a felhasznált izobutiralde^ hid hőbontás előtt történő tisztítására nincs szükség. így pl. kéntartalmú vegyületek és az 25 izoibutiraldehid oxidációs termékei az átalakulást nem zavarják. A találmányunk tárgyát képező eljárás apparativ szempontból igen egyszerűen végre-30 hajtható. A reakciót pl. a szokásos típusú, fűtőberendezéssel ellátott és adott esetben mert tölteléktestet tartalmazó csőreaktorokiban végezhetjük el. A zavartalan hőközlés biztosítása céljából előnyösen járhutunk el oly módon, 35 hogy az izobutiraldehidet a vízgőzzel együtt előmelegítőben 400—500 °C-ra hevítjük. A reaktorból kilépő reakeióelegyet előbb hőcserélőn vezetjük át, majd a kikondenzált víztől elváliasztóberendezésben megszabadítjuk. A túl-40 nyomórészt propilénből, szénmonoxidból és hidrogénből álló gázelegyet a hidroformiilezéshez közvetlenül felhasználhatjuk. Az etilént csak abban az esetben célszerű a hőbontásnál kapott gázelegytől egy további lépésben elválasz-45 tani, ha az elegy nagyobb mennyiségű etilént tartalmaz. Eljárásunk további részleteit a példákban ismertetjük, anélkül, hogy találmányunkat a -0 példákra korlátoznánk. Példák: Előmelegítőből, reaktorból, hűtőből, elválasztóból és elemzőkészülékből álló berendezésben az alábbi táblázatokban összeállított kísérleteket a következőképpen végezzük el: Izobutiraldehidet és vizet az előmelegítőben együtt elpárologtatunk, 400—450 °C-ra hevítünk, majd fűtéssel ellátott, 54 cm hosszú és 32 mm belső átmérőjű V2A csőreaktorba vezettünk. A hőbontást atmoszférikus nyomáson, a táblázatban megadott reakcióhőmérsékleteken 65 hajtjuk végre. A víz, az adott esetben vissza-2
