163607. lajstromszámú szabadalom • Eljárás széndiszulfid előállítására
163607 3 litok alakalmazására nincs szükség. További előnyt jelent, hogy a vizes fázist előzetes semlegesítés nélkül visszavezethetjük a reakcióba. A találmány tárgya tehát eljárás széndiszulfid előállítására és kén regenerálására a kénhidrogénmelléktermékből, azzal jellemezve, hogy kéngőzt széndiszulfid-kénhidrogén gázelegy képződéséhez vezető körülmények között szénhidrogénekkel reagáltatunk, adott esetben az átalakulatlan ként és/vagy a széndiszulfid egy részét kondenzációval elkülönítjük, a maradékként kapott gázelegyet víz jelenlétében, atmoszférikus nyomáson, legföljebb 100 C°-on kéndioxiddal hozzuk érintkezésbe, miközben a reakcióelegyben a H2 S/S0 2 mólarányt legalább a sztöchiometrikus értéken, azaz legalább 2:1 értéken tartjuk, és a széndiszulfidot gázállapotban gyakorlatilag teljes mértékben elkülönítjük, majd egy következő lépésben a ként tartalmazó folyékony fázist keverjük, és a kivált ként ismert módon elkülönítjük a folyékony reakcióközegtől. A széndiszulfidot és kénhidrogént tartalmazó gázelegyet kén és szénhidrogének bármilyen ismert reakciójával előállíthatjuk. A reakciót katalizátor jelenlétében, vagy katalizátor nélkül hajthatjuk végre. A széndiszulíid-alapú gázelegyet pl. olefinekből és/vagy diolefinekből (155 867 sz. magyar szabadalom) vagy propánból (156 078 sz. magyar szabadalom) állíthatjuk elő. Az 1969. március 24-én benyújtott PO-446 alapszámú magyar szabadalmi bejelentésben leírt eljárás szerint a széndiszulfid előállítása során a reakciótérbe szénhidrogéneket fecskendezünk. Az utóbbi eljárásban szénhidrogénként olefineket és/vagy diolefineket, vagy olefinekből és/vagy diolefinekből és telített szénhidrogénekből, célszerűen metánból álló elegyeket alkalmazhatunk. Tekintettel arra, hogy a fent idézett imert eljárásokban a reakciót gyakorlatilag mindig kénfölösleg jelenlétében hajtják végre, a találmány szerinti eljárásban az esetek legnagyobb részében a gázelegy feldolgozása előtt a kén fölöslegét kondenzációval el kell különíteni. Ezt a műveletet úgy végezzük, hogy a gázalakú terméket hűtőberendezésben 120—150 C°-ra hűtjük, és a kivált, kis viszkozitású folyékony ként tartályokban összegyűjtjük. A kénképzési reakciót ezután úgy hajtjuk végre, hogy a gázelegyet víz jelenlétében, a találmány szerinti reakciókörülmények között kéndioxiddal hozzuk érintkezésbe. Gondosan ügyelnünk kell arra, hogy a reakcióelegyben a H2 S: S02 mólarány legalább a sztöchiometrikus értékkel azonos, vagy célszerűen annál nagyobb, állandó érték legyen. Azt találtuk, hogy e műveleti körülmény betartásával elvben szelektív reakciót biztosíthatunk, és a folyékony közegből könnyen elkülöníthető szilárd ként kapunk. Ez az eredmény az ismert eljárásokhoz képest igen nagy előnyt jelent, az ismert eljárások során ugyanis részben vagy teljes egészében kolloid állapotú kén képződik. A gyakorlatban a kívánt mólarány beállítását egyszerűen úgy biztosíthatjuk, hogy a kénhidrogént a reakció beindításakor a kéndioxid beadagolása előtt mérjük be, majd ezután megfelelően szabályozzuk a két 4 reagens áramlási sebességét. A kénhidrogént célszerűen egyenletesen oszlatjuk el az elegyben. A kénhidrogént a kéndioxidra számítva a sztöchiometrikus értéknek pontosan megfelelő 2 mól helyett 5 kis fölöslegben, így pl. a sztöchiometrikus mólarányhoz képest 2—25%-os, előnyösen 5—10%-os fölöslegben is alkalmazhatjuk. A reakció menetét a folyékony fázis pH-értékének vizsgálatával ellenőrizhetjük. Azt találtuk, hogy ha a reagensek mól-10 arányát állandóan a kívánt értéken tartjuk, a reakcióelegy pH-értéke a reakció folyamán legalább kb. 1,8, vagy annál nagyobb. A kéndioxidot tiszta, gázalakú vagy folyékony termék alakjában, vagy vizes oldata formájában 15 használhatjuk fel. Az utóbbi esetben a kéndioxid koncentrációja az oldatban azonos, vagy kisebb lehet a telítési koncentrációnál. Ez az oldat egyidejűleg szolgáltathatja a reakcióhoz szükséges kéndioxidot és a víz egy részét vagy teljes mennyi-20 ségét. A kéndioxidot tetszés szerinti forrásból kaphatjuk; adott esetben a kéndioxid egy részét vagy teljes mennyiségét a korábban elkülönített kénfölösleg égetésével állíthatjuk elő. A közeg teljes víztartalma nem döntő jelentőségű 25 tényező, és széles határok között változhat. A közeg víztartalmát az egyéb műveleti körülmények figyelembevételével és azoknak megfelelően szabályozzuk. Általában előnyösen állandó térfogatú közegben hajtjuk végre a reakciót. 30 A reakciót 100 C°-nál alacsonyabb hőmérsékleten, azonban a jelenlevő széndiszulfid kondenzációjának megakadályozása érdekében legalább 50 C°on végezzük. A fenti hőmérséklethatárok között a kénhidrogén-széndiszulfid gázelegy összetételének 35 megfelelően a magasabb, vagy az alacsonyabb hőmérséklet-értékeken dolgozunk. A széndiszulfid-kénhidrogén gázelegy összetétele az elegy előállításához felhasznált szénhidrogének minőségétől függően széles határok között változhat. Azt 40 találtuk, hogy ha az elegy viszonylag nagy mennyiségű széndiszulfidot tartalmaz, előnyösen a magasabb hőmérséklettartományban dolgozunk, míg ha az elegyben kevesebb széndiszulfid van jelen, célszerűen az alacsonyabb hőmérsékleteken hajtjuk 45 végre a reakciót. Erre az intézkedésre azért van szükség, mert magasabb hőmérsékleten a széndiszulfid-gáz könnyebben eltávolítható a reakcióelegyből. Általánosságban azt mondhatjuk — anélkül, hogy a találmány oltalmi körét a számadatokra 50 kívánnánk korlátozni —, hogy ha a kezelendő elegy 50%-nál nagyobb mennyiségű széndiszulfidot tartalmaz, a reakciót előnyösen kb. 70—80 C°-on végezzük, míg ha az elegy széndiszulfid-tartalma 50%-nál kisebb, a reakciót alacsonyabb hőmérsékleten, pl. 55 az 50 C°-os alsó hőmérséklethatár környezetébe eső hőmérsékleteken hajtjuk végre. A találmány szerinti eljárás egyik változata szerint a gázelegy széndiszulfid-tartalmát a kéndioxidos reakció előtt tetszés szerinti mértékben csökkenthetjük úgy, 60 hogy a széndiszulfid tetszőleges mennyiségét kondenzációval elkülönítjük a reakció előtt. A találmány szerinti eljárás körülményei között a kénhidrogén és kéndioxid reakciója gyakorlatilag pillanatszerűen megy végbe, és a kén kéndioxidra 65 számítva 100%-os mennyiségben képződik. A talál-2
