167835. lajstromszámú szabadalom • Eljárás metilmerkaptán előállítására
3 167835 4 hátránya az, hogy az adott reakció hőmérsékletét nem a reakció paramétereinek közvetlen módosításával, hanem külső eszközökkel szabályozzák. A külső hőmérsékletszabályozás nem teszi lehetővé a gyors beavatkozást abban az esetben, ha a reakció hevessé válik. További hátrányt jelent, hogy a reakció magas hőmérsékletén csak igen kevés hőcserélő közeg alkalmazható, és minden esetben jelentős kárcsodási és korróziós problémák lépnek fel. Meg kell még jegyeznünk, hogy a reaktor bemeneténél még optimális hőcsere esetén is kialakul egy forró zóna, ami a katalizátor korai kimerüléséhez és metanol-krakkolási termékek képződéséhez vezet. Tény, hogy a katalizátort a reagensek bevezetési zónájában hígítani lehet, ekkor azonban mind a katalizátor betáplálásával^ mind a katalizátor-töltet homogenitásnak szabályozásával kapcsolatban problémák jelentkeznek. A nagy H2S/CH3OH mólarány fenntartása is komoly problémát jelent abban az értelemben, hogy ekkor egy adott termékmennyiség előállításához nagyobb méretű berendezésékre van szükség, ami fokozza a beruházási és üzemi költségeket. Ezen kívül a nagy H2S-fölösleg metilmerkaptán-veszteségekhez vezet, ami annak tulajdonítható, hogy a reakció után eltávolított, nem kondenzált gázok magukkal ragadják a metilmerkaptán egy részét. A találmány tárgya új eljárás metilmerkaptán előállítására. A találmány szerinti eljárással kiküszöbölhetők az ismert módszerek hátrányai, és a metilmerkaptán egyszerű, biztonságos és gazdaságos módszerrel állítható elő. A találmány tárgya tehát eljárás metilmerkaptán előállítására metanol és hidrogénszulfid gázfázisban, a reakcióelegy minden pontján 280 C° és 450 C° közötti hőmérsékleten, 2,5—25 bár nyomáson, aktivált alumíniumoxid alapú katalizátor jelenlétében végrehajtott reakciója útján. A találmány szerinti eljárást az jellemzi, hogy a reakció során a reagenseket legalább három egymást követő katalizátor-ágyon vezetjük át, a hidrogénszulfid teljes mennyiségét az első ágy szintjén vezetjük be, míg a metanolt részletekben adagoljuk az egyes ágyak szintjén, és az összes hidrogénszulfid és az összes metanol mólarányát 1,10 és 2,5 közötti értéken tartjuk. A találmány szerinti eljárás egyik alapvető jellemzője tehát az, hogy a katalizátor-elegyet legalább három egyenlő vagy különböző részletre osztjuk, és a reagenseket az egymást követő katalizátor-ágyakon vezetjük át. A gyakorlatban úgy járunk el, hogy egyetlen tálcás reaktort alkalmazunk, ahol a teljes katalizátor-mennyiséget az egyes tálcákon osztjuk el, vagy a reakciót a katalizátor-ágyak számával megegyező számú reaktorok sorozatában hajtjuk végre. Kísérleteink során azt tapasztaltuk, hogy ha a reagenseket körülbelül 280 C°-on vezetjük be és a H2S/CH3OH mólarányt 2,5-nél kisebb értéken tartjuk, nem használhatunk háromnál kevesebb katalizátor-ágyat anélkül, hogy túl ne lépnénk azt a hőmérsékletet, ahol a katalizátor bomlása és a metanol-krakkolási származékok képződése már meghaladja a megengedhető mértéket. A katalizátor-ágyak számának felső határa nem döntő jelentőségű; műszaki és gazdaságossági szempontokból azonban célszerűen legfeljebb körülbelül 15 katalizátor-ágyat iktatunk be. Míg a hidrogénszulfid teljes mennyiségét az első katalizátor-ágy szintjén vezetjük be, a metanolt 5 részletekben adagoljuk az egyes katalizátor-ágyak bemeneténél. A bevezetendő teljes metanol-mennyiséget egyenletesen vagy egyenlőtlenül oszthatjuk fel az egyes ágyak között. Eljárhatunk úgy is, hogy néhány katalizátor-ágy fölé egyáltalán nem vezetünk 10 metanolt; ezek a katalizátor-ágyak ekkor a reakció teljessé tételét szolgálják. így például a katalizátorelegyet 10 egymást követő ágyon oszthatjuk szét, a teljes metanol-mennyiséget pedig 9 egyenlő részrészletben az első 9 katalizátor-ágy bemeneténél jut-15 tathatjuk a rendszerbe. Ekkor a reakciót az utolsó katalizátor-ágyon tesszük teljessé. Egy előnyös eljárásváltozat szerint a metanol betáplálására szolgáló eszköz megfelelő megválasztá1 sával a metanol egy részét folyékony halmazálla-20 pótban, fennmaradó részét pedig gőzfázisban juttatjuk a rendszerbe. így a metanol párolgási hője a reakcióban fejlődő hő egy részét vagy teljes mennyiségét elvonja. Ha a folyékony halmazállapotban bevezetett metanol részarányát az adott katalizátor-25 ágy bemeneténél a kívánt reagens-hőmérséklet alapján vezéreljük, igen hatásosan szabályozhatjuk a reakció hőmérsékletét. A találmány szerinti eljárás további alapvető jellemzője, hogy 1,10 és 2,5 közötti átlagos H2S/CH3OH 30 mólarányt alkalmazunk. A fent ismertetett, többszörös beadagolási módszerrel az alkalmazott kis mólarány ellenére is nagymértékben fokozhatjuk a metilmerkaptán képződésének szelektivitását. Ez a jellemző gazdaságossági szempontból is nagyon fon-35 tos, mert lehetővé teszi a reaktorok, csővezetékek, szivattyúk és hasonló berendezések méretének csökkentését. A találmány szerinti eljárásban katalizátorként célszerűen 100 és 350 m2 /g közötti fajlagos felü-40 létű aktivált alumíniumoxidot alkalmazunk. Amint ismert, a szakirodalomban leggyakrabban a kis fajlagos felületű alumíniumoxidok használatát javasolják. Annak érdekében, hogy a reakció szelektivitását 45 tovább fokozzuk, promotorokat is alkalmazhatunk. A találmány szerinti eljárásban a szakirodalomban ismertetett valamennyi promotort felhasználhatjuk, előnyösen azonban a leghatásosabb promotorokat alkalmazzuk. Különösen előnyösek a fémszulfidok, 50 így a kadmiumszulfid, továbbá a káliumoxid és a káliumsók, így a káliumkarbonát és a káliumwolframát. A találmány szerinti eljárás egyéb paraméterei kétségtelenül döntő és szigorúan betartandó ténye-55 zők, ezeket azonban a szakirodalom kimerítően ismerteti, így azok részletes leírásával itt nem foglalkozunk. A hőmérsékletet a reakcióelegy minden pontján 280 C° és 450 C° közötti, előnyösen 320 C° és 370 60 C° közötti értéken kell tartanunk. Ennek okát korábban már részletesen tárgyaltuk. A reaktorban vagy reaktorokban uralkodó nyomást 2,5 bár és 25 bár, előnyösen 7 bár és 12 bár közötti értéken kell tartanunk. 2,5 bárnál kisebb nyomáson, 2,5-nél 65 kisebb H2S/CH3OH mólarány esetén a metanol kon-2
