163574. lajstromszámú szabadalom • Eljárás hidrazin gyártása
7 163574 8 oszlopba vezetjük. A 7 oszlopban elkülönített ammóniát all vezetéken át visszavezetjük az „A" reaktorba, míg a 7 oszlop alján kapott maradékot a 8 vezetéken át a második 9 oszlopba vezetjük, ahol a könnyen illó komponenseket, így a reagálatlan ketont, az alkoholokat, és adott esetben a jelenlevő alacsony forráspontú nitrileket különítjük el. A 9 oszlop tetején távozó elegy pl. acetont vagy metil-etil-ketont, metanolt vagy acetonitrílt tartalmazhat. Ezt az elegyet előzetes elválasztási vagy tisztítási lépés nélkül közvetlenül visszavezethetjük az „A" reaktorba a 10 vezetéken keresztül. A 9 oszlopban kapott fenékterméket a 12 oszlopba vezetjük, ahol aketazint tartalmazó frakciót különítjük el. A ketazin-víz azeotrop elegyet a 13 vezetéken á.t a ,,C" készülékbe vezetjük, míg a fenékterméket a 14 vezetéken át az „E" készülékbe juttatjuk. A fenéktermék tartalmazza a karbonsavamidokat, illetve a reagálatlan nitrileket (ha a reakcióban a ketazinnál kevésbé illékony nitrilt, pl. benzonitrilt használtunk fel). A 13 vezetéken elvezetett ketazint közvetlenül felhasználhatjuk a hidrolízisben. A találmány szerinti eljárást az oltalmi kör korlátozása nélkül az alábbi példákban részletesen ismertetjük. 1 példa Desztilláló feltéttel felszerelt reaktorba 20,5 g (0,5 mól) acetonitril, 58 g (1 mól) aceton, 18 g (1 mól) víz, lg etiléndiamin-tetraecetsav-dinátriumsó és 0,15 g ammóniumacetát 160g (5 mól) metanollal készített oldatát töltjük, és az oldatba 14,6 g (0,86 mól) ammónia oldódásáig ammóniagázt vezetünk. A kapott reakcióelegyet 50 °C-ra melegítjük, és az elegyhez 5 perc alatt 19,5 g 70%-os vizes hidrogénperoxid-oldatot (=0,4 mól H2 0 2 ) adunk. A reakcióelegyet 7 órán át a beadagolás hőmérsékletén tartjuk, ezalatt az elegybe 1,7 g (0,1 mól)/óra sebességgel ammóniagázt vezetünk. Ezután a nyomást fokozatosan 200 Hgmm-re csökkentve az ammónia fölöslegét kiűzzük, és ugyanezen a nyomáson egyszerre ledesztilláljuk a reagálatlan metanolt, acetont és acetonitrílt. Ezalatt az elegy hőmérsékletét kb. 50 °C-on tartjuk. 173 g 40 °C forráspontú desztillátumot gyűjtünk össze, amely 88,7 súly % metanolt, 8,4 súly % acetont, 1,2 súly % acétöffitrilt és 0,1 súly % aceton-azint tartalmaz. Ezután az elegyet 50 Hgmm nyomáson desztilláljuk, és 76 g 35 C forráspontú 44,3 súly % aceton-azint tartalmazó vizes oldatot különítünk el. A maradék 88 súly % acetamidot, továbbá aceton-azint és hidrazint tartalmaz. Az utóbbi két komponens az aceton-azinra vonatkoztatva 4,7% mennyiségben van jelen. Ennek megfelelően a reakcióban összesen 35,2 g (0,314 mól) aceton-azin képződik, ami a hidrogénperoxidra vonatkoztatva 78,5%-os hozamnak felel meg. Az aceton-azint tartalmazó, 44,3%-os vizes oldathoz 20 g vizet adunk, majd az elegyhez részletekben 57 g 66 Bé°-os kénsavat (0,57 mól) adagolunk. A hidrazin savanyú szulfátja azonnal kiválik. A felszabadult acetont atmoszférikus nyomáson lepároljuk. 32 g (0,55 mól) acetont különítünk el, amelyet visszavezethetünk a folyamatba. A sót tartalmazó savas szuszpenziót szűrjük, a sót kevés hideg vízzel mossuk, majd szárítjuk. 39 g (0,3 mól) savanyú hidrazin-szulfátot kapunk, a termék tisztasága 99,4%. Ennek megfelelően a hidrolízis kvantitatív hozammal megy végbe. A hidrazint a hidrogénperoxidra számítva 75%-os hozammal állítjuk elő. 2. példa Az aceton-azin szintézisét három sorbakapcsolt reaktorban hajtjuk végre. A rendszerben uralkodó nyomás 2 bar. Az elegy tartózkodási ideje az egyes reaktorokban 2 óra. Az első két reaktorban 50 °C-os, a harmadik reaktorban 60 °C-os hőmérsékletet tartunk fenn. A kiindulási elegyet az első reaktorba adagoljuk, ahonnan az elegy gravitációs úton áramlik a további reaktorokba. A hűtő tetejére szerelt szelep segítségével a rendszer nyomását állandó értéken tartjuk, és lehetővé tesszük a reakcióban képződő gázok eltávozását. A reaktorban lezajló mellékreakciók következtében általában oxigén és nitrogén képződik. Ezután a reakcióelegyet egy oszlopba vezetjük, nyomását atmoszférikusra csökkentjük, és a reagálatlan ammóniát eltávolítjuk. Az oszlop alján a folyadék hőmérsékletét 50 °C-on tartjuk. A fenékterméket 200 Hgmm nyomáson üzemelő második oszlopba vezetjük, az oszlop tetején 40 °C-os, alján pedig 50 °C-os hőmérsékletet tartunk fenn. Ebben az oszlopban távolítjuk el a metanolt, acetont és acetonitrílt tartalmazó elegyet, amelyet visszavezetünk az első reaktorba. A fenékterméket egy harmadik oszlopba vezetjük, amely 50 Hgmm nyomáson üzemel. Az utóbbi oszlop tetején 35 °C-os, álján pedig kb. 50 °C-os hőmérsékletet tartunk fenn. Ebben az oszlopban desztillátumként az aceton-azin vizes oldatát távolítjuk el, míg fenéktermékként lényegében acetamidból álló elegyet kapunk. A betáplálandó reagenseket, a közbenső termékeket és a végtermékeket tárolókban gyűjtjük össze, így szabályos üzemmenetet biztosíthatunk. A reaktorba folyamatosan három anyagáramot vezetünk be. A bevezetett anyagáramok a következők: 1. 30,2 g/ó vizes oldat, amely 45 súly % hidrogénperoxidot (0,4 mól H2 0 2 ) 2 súly % etiíéndiamin-tetraecetsav-dinátriumsót és 0,3 súly % ecetsavat tartalmaz, 2. 24 g/ó ammóniát (1,4 mól), 3. 184 g/ó, 55,7 súly % metanolt (3,2 mól), 31,5 súly % acetont (1 mól) és 11,1 súly % acetonitrílt (0,5 mól) tartalmazó elegy. Az utóbbi elegy a második desztilláló oszlop fejterméke, amelyhez a veszteségek pótlása érdekében megfelelő mennyiségű friss reagenst adunk. A desztilláció során 12 g/ó (0,7 mól) ammóniát, illetve a második oszlopban 130 g/ó 76 súly % metanolt (3,1 mól), 14,3 súly % acetont (0,32 mól), 4,4 súly % acetonitrílt (0,14 mól) és 0,1 súly% aceton-azint tartalmazó elegyet különítünk el. Ezeket az anyagokat visszavezetjük a reaktorba. A harmadik oszlopban 72,5 g/ó vizes oldatot különítünk el, amely 47 súly % aceton-azint (0,304 mól) tartalmaz. Ugyanebben az oszlopban fenéktermékként 23 g elegyet kapunk, amely 89 súly % acetamidot (0,35 mól) és 4,2 súly % aceton-azint (0,009 mól) tartalmaz. Az aceton-azin vizes hidrolízisét három oszlopból álló egységben hajtjuk végre. A saválló acélból készült, 15 mm átmérőjű, 540 mm magasságú oszlopban, ahol a hidrolízist végezzük, 5 bar nyomást, 130 °C 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 4
