170390. lajstromszámú szabadalom • Eljárás heptametilénimin előállítására
170390 3 4 képest száraz állapotig szívatjuk. Ezután szárítószekrényben megszárítjuk és elporítjuk. A termikus bontást célszerűen három részletben, nagy porcelán tálban, szabad lángon hevítve végezzük el. Bontás közben a port állandóan keverjük és közben a lángot úgy szabályozzuk, hogy a gázfejlődés ne legyen túlságosan heves. A bomlás alacsonyabb hőmérsékleten magától végbemegy. Miután a por egész tömegében egységesen fekete színűvé vált és a gázfejlődés alábbhagyott, lehűtjük, leszívatjuk, kimossuk és megszárítjuk, majd elporítjuk. Tablettázás esetén 5 súly% grafitot keverünk hozzá. A fentiekben leírt módon készített rézkromitból grafittal megfelelő méretű tablettákat készítünk és kívülről fűthető csőreaktorba helyezzük. Előnyös, ha a katalizátort hidrogénáramban 100 és 280 °C közötti hőmérsékleten aktiváljuk. Ennek befejeztével kezdjük el az önantolaktám adagolását. Találmányunk értelmében az előnyös reakciókörülmények: 240-280 °C, laktam: hidrogén-mólarány 1 :50-től 1 : 60-ig, kontakt idő: 5—25 sec, súlysebesség: 0,1-0,4 g laktám/perc/100 g katalizátor. A reagálatlan önantolaktám a heptametilénimintől desztillációval elválasztható és újra hidrogénezhető. A találmányunk szerinti eljárás a korábbiakkal összevetve jelentős műszaki haladást képvisel. A korábbi módszerek egy része önantolaktáméterekből indul ki. Az önantolaktám-O-metilétert önantolaktám metilezésével állítják elő, e reakcióban a termelés O-metiléterre legfeljebb 87%-os. így ez a kiindulási anyag már önmagában is drágább, mint a találmányunk szerinti kiindulási anyag, az önantolaktám. Az önantolaktám-O-metiléter redukciója elvégezhető nátrium-bór-hidriddel, ami drága, vagy katalitikusan, ahol viszont a termelések gyengék (30—70%, katalizátortól függően). A jelen találmány szerint a legolcsóbb anyagból indulunk ki, azt olcsó katalizátorral - rézkromittal -és molekuláris hidrogénnel atmoszférás nyomáson redukáljuk, gőzfázisban. így az eljáráshoz oldószerre sincs szükség. További előnye az eljárásnak, hogy egyszerű csőreaktorban végrehajtható, könnyen folyamatossá tehető és nem igényel bonyolult nyomásálló berendezést, mint a többi katalitikus jelenség. A reakció szelektivitása közel 100%, mellékreakció gyakorlatilag nincs, így a termék egyszerű vákuumdesztillációval szétválasztható és a reagálatlan kiindulási anyag újra felhasználható, és visszavezethető a reakcióba. Miután a reakciónak mellékterméke nincs és az eljárás oldószert nem igényel, szennyvíz-probléma és levegőszennyezés sincs és oldószer-regenerálásra Friss iktám g Ossz. laktam g Teljes beadagolás g Átalakulás % 1. 10 10 10 50 2. 5 9,7 15 50 3. 5 9,6 20 50 4. 6 10,5 26 50 5. 5 10 31 50 6. 5 9,7 36 50 sincs szükség. Mindezek figyelembevételével a találmány szerinti eljárás az eddigieknél lényegesen olcsóbb, egyszerűbb, a végtermék szennyező anyagok nélkül kapható és mint folyamatosítható katalitikus 5 eljárás, korszerű. Eljárásunk részleteit a példákban ismertetjük. Példa .30 mm belső átmérőjű, elektromosan fűthető reak-10 torcsőbe 2 mm átmérőjű, grafittal tab lettázott rézkromit-szemcséket helyezünk. 24g-ot töltünk be, ami 70 mm magasságú katalizátorágyat jelent. A reaktor felső részében elpárologtató van, illetve ehhez pontosan szabályozható folyadék- és gőz-adagoló csatlako-15 zik. A katalitikus reakció a katalizátor aktiválásával kezdődik. Megindítjuk a hidrogénáramot 0,5 Üt. H2 /g kat./óra sebességgel, majd a reaktort körülbelül 100 °C-ra fűtjük. Rendkívül exoterm átalakulás indul meg és a katalizátorágy hőmérséklete 100—200 °C-kal 20 is megnövekedhet ugrásszerűen. A reaktor melegítését a továbbiakban úgy kell szabályozni, hogy a katalizátorágy hőmérséklete 300 °C fölé semmiképpen se növekedjék. A fűtés 100 °C körüli hőmérsékletét fentiek szem előtt tartásával lassan növeljük és az 25 exoterm reakció teljes befejeződése után 280 °C-ig emeljük. Ezen a hőmérsékleten tartjuk még 3 óra hosszat. A katalizátor aktiválása után kezdődik az önantolaktámgőzök bevezetése. A reaktor hőmérséklete 30 280 °C, laktam: H2 mólarány 1 :40, súlysebesség 0,37 g laktám/sec/100 g katalizátor; kontakt idő 8,6 sec. A termelés 50%-os, a szelektivitás 100%-os. A reakcióelegy vákuumdesztillációval szétválasztható, a 35 változatlan önantolaktám visszanyerhető és újra hidrogénezhető. A kapott önantolaktám adatai: fs.: 0,895 ng»: 1,474 40 fp.: 75-77 °C (30 Hgmm) A pikrát olvadáspontja: 147-148 °C. Az eljárás könnyen folyamatossá tehető az 1. ábra szerinti blokkvázlat alapján, ahol az alkalmazott készülékek a következők: 45 1 • Elpárologtató 2. Reaktor 3., 4. Hűtött szedők 5. Desztilláló. HMI: heptametilénimin. 50 Az anyagmérleg, illetve a termelés alakulása több egyást követő hidrogénezés esetén: HMI-né kulf laktam g Regenerált laktam g ossz. termelés % 5 4,7 50 4,85 4,6 73,5 4,8 4,5 82,0 5,25 5 86,0 5 4,7 90,0 4,85 4,6 92,5
