169228. lajstromszámú szabadalom • Eljárás tercier éterek elkülönítésére
169228 kényes művelet, mivel a jó hatásfokú elkülönítéshez legalább 30-50 elméleti tányérszámú desztillációs berendezésre van szükség. Ezenkívül a bomlás elkerülésére biztosítani kell a viszonylag rövid tartózkodási időt is. Ezek az ellentétes követelmények bonyolulttá teszik a berendezéseket. A nehézségek tovább növekszenek, ha nem tiszta olefinből indulunk ki, vagy nem teljes olefin konverziót valósítunk meg. Ilyen esetben az alacsony forráspontú alkotók visszanyerése végett célszerű nyomás alatti desztillációt alkalmazni. Ez pedig egy bonyolult berendezésnél további nehézségeket jelent. Munkánk során félismertük, hogy az éter elkülönítése a jelenleginél lényegesen egyszerűbb módon is megvalósítható. Lehetőség van arra, hogy a két nehézséget okozó komponenst, az alkoholt és a katalizátort egyidejűleg eltávolítsuk a reakcióelegyből. Eljárásunk szerint az étertartalmú reakcióelegyet vízzel hozzuk össze és a fázisok szétválasztása után alkohol és katalizátormentes terméket kapunk. A vizes fázisból az alkoholfelesleget ismert módon desztillációval visszanyerhetjük és a folyamatba visszavezethetjük. Eljárásunkkal az eddigiekhez képest két desztillációs műveletet, köztük a nagy hatásfokú elválasztást igénylő azeotróp elegy elkülönítése feleslegessé válik. Az eddigi eljárások az utólagos metanolhozzáadás és -visszanyerés mértékének csökkentésére viszonylag nagy metanolfelesleggel dolgoznak. Eljárásunknál ez szükségtelenné válik, sőt célszerű, ha viszonylag kisebb alkoholfelesleget használunk a szintézisnél. Ezzel az eljárási körülmények javulásán túlmenően a metanol- és katalizátor eltávolítására szolgáló víz mennyiségét is csökkenteni lehet. Az alkalmazott metanolfeleslegtől és az érintkeztető berendezés hatásfokától függően a reakcióelegyre vonatkoztatva 0,5-2,5-szeres mennyiségű víz alkalmazása elegendő. Az eljárási körülmények javulása lehetővé teszi a katalizátormennyiség csökkentését, ezért a katalizátor visszanyerése a mosóvízből különösen olcsó kénsav katalizátor esetén, feleslegessé válik. Abban az esetben, ha a mosóban és a metanol-visszanyerőben keringetett mosóvízhez valamilyen bázikus anyagot, pl. NaOH-ot adunk, teljesen megszüntethetjük az éterkinyerő berendezés korrózióját és ezzel az eljárás gazdaságosabb lesz. Az eljárást az alábbi példákon is bemutatjuk. 1. példa i-butilént és 39,5 g H2 S0 4 katalizátort. A reaktorból távozó reakcióelegyet egy 5 cm átmérőjű 50 cm magas, Raschig gyűrűvel töltött, mosótoronyban ellenáramban 3,0 liter/ó vízzel mossuk. 5 A mosóvizet desztillációval metanolmentesítjük és a metanolt a szintézisbe, a vizet pedig a mosóba vezetjük vissza. A keringő mosóvíz egy részét, célszerűen óránként 0,5 litert, elvezetünk és 40 g/liter töménységű vizes NaOH-oldattal pótoljuk. A 10 mosóból óránként 2,3 liter metil-t-butil-éter távozik, mely gyakorlatilag kénsav- és metanol-mentes. 2. példa 15 Az 1. példa szerinti 90 C° hőmérsékletű, 20 att nyomású reaktorba folyamatosan óránként 0,34 liter etanolt, 1,16 liter cseppfolyós i-butilént, és i-amilént tartalmazó gázelegyet és 13,6 g H2 SC>4-t 20 vezetünk be. Az elegy i-butilén- és i-amilén-tartalma együttesen 25%. A reakcióelegyet az 1. példa szerinti ellenáramú mosótoronyban 3,5 liter/ó mennyiségű vízzel mossuk. A mosóból óránként 0,3 liter gyakorlatilag kénsav és etanolmentes éter, 25 és 0,54 kg reagálatlan anyag távozik. A mosóvizet desztillálással metanolmentesítjük, a metanolt visszavezetjük a szintézisbe. A cirkuláló mosóvízből óránként 0,14 litert elvezetünk és friss vízzel pótoljuk, ezzel a mosóvizet tisztítjuk. 30 Szabadalmi igénypontok: 1. Eljárás tercier éterek előnyösen i-butilén 35 és/vagy i-amilén vagy ezeket tartalmazó olefinelegy, valamint Ct -C 2 alifás alkoholok erős sav katalizátor jelenlétében végrehajtott reakciójának étertartalmú elegyéből történő folyamatos elkülönítésére, azzal jellemezve, hogy a reakcióelegyhez a katalizátor és 40 az alkoholfelesleg egylépésben történő eltávolítása végett vizet vagy bázikus híg vizes oldatot adunk, a keletkezett fázisokat szétválasztjuk, majd kívánt esetben a vizes fázisból az alkoholt és adott esetben a katalizátort ismert módon elkülönítjük és a vizet a folyamatba visszavezetjük. 45 50 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy i-butilén és metanol reakciójából keletkezett metil-t-butil -étert tartalmazó reakcióelegyhez, az elegyre vonatkoztatva 0,5—2,5-szeres mennyiségű víz hozzáadása útján különítjük el a katalizátort és a metanolfelesleget. Egy 3 liter térfogatú 90 C° hőmérsékletű, 20 att 3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti eljárás foganyomású csőreaktorba folyamatosan bevezetünk 55 natosítási módja, azzal jellemezve, hogy víz helyett óránként 1,0 liter metanolt, 2,0 liter cseppfolyós 0,5-5,0% NaOH tartalmú vizes oldatot használunk. A kiadásért felel: a Közgazdasági és Jogi Könyvkiadó igazgatója 774086 - Zrínyi Nyomda 2
