168599. lajstromszámú szabadalom • Eljárás műgyanta-kartioncserélő alapú katalizátorok előállítására

168599 4 szappanosítószer hatásának tesszük ki, és adott esetben savval utókezeljük. A keverék extrudálásakor számos tényező, így a nagy nyomás, a műanyag-ioncserélő és az ömlesztett hőre lágyuló anyag jó összekeverhetősége, a magas hőmérséklet és a folyamat rövid, mintegy 5—10 percnyi időtartama kedvezően befolyásolja a végtermék tulajdonságait. Az áthatolhatatlan filmek képződésének lehetősége csökken, és homogén, szilárd, magas műgyanta-ioncserélő tartalmú katalizátor előállítása válik lehetővé. A hőre lágyuló anyagot por alakjában is, különböző szemcseméretű granulátumok alakjában is alkalmazhatjuk. Ha nagyon porózus katalizátort akarunk előállítani, a katalizátorkeveréket extrudáláskor célszerűen nyújtjuk. Erre hőre lágyuló anyagok feldolgozására szolgáló hagyományos berendezéseket használhatunk. A hőre lágyuló anyaggal szemben közömbös, szerves anyagokat alkalmazva az előállítási folyamatot lényegesen egyszerűsíthetjük, és a katalizátor tulajdonságait javíthatjuk. Az említett szerves anyagok főleg lágyítóként hatnak. Előnyösen kompresszorolajat, transzformátorolajat, vazelinolajat, továbbá lágyítóként alkalmazott észtereket, így dioktilftalátot, például oxietilezett zsíralkoholokat, oxietilezett alkilfenolokat használhatunk. A szerves anyagokat a katalizátorkomponensek összekeverésekor adagoljuk a katalizátor súlyára számítva legfeljebb 20 súly% mennyiségben. Az említett szerves anyagok alkalmazása két előnynyel jár: a hőre lágyuló anyag ömlesztéséhez szükséges hőmérséklet 10—15 °C-kal csökkenthető, így a műgyanta-kationcserélőben és a hőre lágyuló anyagban hőbehatás okozta bomlás gyakorlatilag nem lép fel. Az ömlesztett katalizátorkeverék viszkozitása csökken, ami az extruderteljesítmény nagymértékű növelését teszi lehetővé. Az így előállított katalizátor vízben és poláris oldószerekben csak kevéssé duzzad, ipari alkalmazása során tehát a térfogatát és azzal a mechanikai szilárdságát megtartja. A fent említett szerves adalékanyagokat tartalmazó katalizátor porozitásának, belső felületének növelése, valamint aktivitásának javítása céljából valamilyen szerves oldószerrel, például szénhidrogénekkel, alkoholokkal, éterekkel kezelhetjük. Ha a katalizátor olyan ipari eljárásban kerül alkalmazásra, amelyben szerves oldószereket használnak, a külön oldószeres kezelés mellőzhető, mert az majd a rendeltetésszerű alkalmazás során megy végbe. Ha a katalizátort víz jelenlétében állítjuk elő, nagyporozitású terméket kapunk, amely vízben, szerves, oldószerben kevéssé duzzad. A vizet vagy a kiindulási komponensek összekeverésekor adagoljuk a keverékhez, vagy víztartalmú műgyanta-kationcserélőt alkalmazunk. Lehetséges a két változat kombinálása is. A katalizátor súlyára vonatkoztatva 5—50 súlyrész vizet alkalmazunk. Az extruderrel végzett formálás során fellépő magas hőmérséklet hatására a víz gőzzé válik és a katalizátorban pórushálózatot hoz létre, a katalizátor porózussá válik. A hőre lágyuló anyaggal szemben közömbös szerves anyag hozzáadását a víz alkalmazásával kombinálhatjuk is, így mindkét adalék kedvező hatása érvényesül. Ebben az esetben célszerű a katalizátor utólagos oldószeres kezelése. A kész katalizátor sztatikus ioncserélő kapacitásának és aktivitásának növelése céljából a katalizátort célszerű-5 en klórtartalmú alifás oldószerben duzzasztjuk, majd 30—100 °C-on erős szulfonáló szerrel kezeljük. Az oldószeres duzzasztást azért végezzük, hogy a szulfonáló szer jobban és mélyebben behatolhasson a katalizátorba, és az egész katalizátormasszában egyenletesen fejtse ki 10 hatását. A szulfonálószer a katalizátorban hőre lágyuló anyaggal reakcióba lép, mire maga a hőre lágyuló anyag is ioncserélő és katalitikus tulajdonságúvá válik, a katalizátor összkapacitása, aktivitása tehát nő. Erős szulfonálószerként előnyösen tömény kénsavat 15 vagy klórszulfonsavat alkalmazunk. A kezelési hőmérséklet a szulfonálószertől, az oldószertől és a katalizátorban levő hőre lágyuló anyag fajtájától függ. Tömény kénsav esetén a kezelést 60 és 100 °C közötti hőmérsékleten végezzük. 20 Klórszulfonsav esetén a katalizátort 30 és 60 °C-on kezeljük, utána valamilyen elszappanosító szer, például víz vagy valamely alkálifém-hidroxid-oldat hatásának tesszük ki. Ha elszappanosító szerként alkálifém-hidroxid oldatot használunk, utána a katalizátort célszerűen 25 valamilyen ásványi sav oldatával kezeljük. A klórtartalmú alifás oldószerrel végzett kezelés előtt a katalizátort célszerűen szárítjuk, mert máskülönben a szulfonálószer aktivitása csökkenne. A hagyományos eljárással szemben a találmány sze-30 rinti eljárásban a műanyagiparban szokásos gépekkel dolgozhatunk, így lehetővé válik a termelékenység növelése, valamint különböző diszperzitásfokú hőre lágyuló anyag, így por vagy granulátum alkalmazása. A találmány szerinti eljárással különböző formájú, kü-35 lönböző méretű katalizátorelemek állíthatók elő. A találmány szerinti eljárásban előállított katalizátor tulajdonságai lényegesen jobbak, mint a hagyományos módon előállítotté, így az aktivitása, mechanikai szilárdsága és hőállósága nagyobb. A találmány szerinti módon elő-40 állított katalizátor 110 °C-ig alkalmazható. A fenti jó tulajdonságok miatt a katalizátort sok iparilag fontos folyamatban használhatjuk, és magas teljesítményt, kiváló hozamot érünk el vele. Ilyen folyamatok példáiként az alábbiakat említjük meg: olefinek 45 előállítása tercier alkoholok dehidratációja útján, p-terc.-butil-pirokatechin előállítása a pirokatechinnek izobutilénnel vagy terc.-butilalkohollal, illetve e két vegyület keverékével végzett alkilezése útján. Az utóbbi folyamat a találmány szerinti katalizátorral tetszés sze-50 rint szakaszos üzemben vagy folyamatos üzemben végezhető el. Ha a katalizátort a leírt utókezelésnek vetjük alá, sztatikus ioncserélő-kapacitása és aktivitása még 30—50%-kal növekszik. A találmány szerinti eljárás technológiailag egyszerű. 55 Kivitelezésekor az alábbiak szerint járunk el: Az őrölt kationcserélőt összekeverjük az őrölt hőre lágyuló anyaggal. Ha a katalizátor készítésénél adalékanyagokat, így szerves anyagokat vagy vizet vagy mind a kettőt egyszerre használjuk, ezeket a kiindulási kom-60 ponensek összekeverésekor bevisszük a katalizátorkeverékbe. A kapott keveréket az extruder első zónájába, az előmelegítő zónába visszük be, ahol a csiga által létrehozott anyagmozgás, a belső súrlódás révén felmeleg-65 szik. Utána a keverék a második zónába, az ömlesztő 2