170727. lajstromszámú szabadalom • Eljárás észterek előállítására folytonos üzemben
170727 4 eakció nagymértékben lelassul, és a reakció sebességét a fent ismertetett intézkedések egyikével sem lehet megfelelő mértékben fokozni úgy, hogy a sebességnövelés, illetve a konverzió növelése ne járna együtt a termék minőségének romlásával. A találmány szerinti eljárással az ismert észterezési műveletek hátrányait kívánjuk kiküszöbölni. Meglepő módon azt tapasztaltuk, hogy ha a szokásos kaszkád-rendszer működési elvétől eltérően az alkohol teljes mennyiségét a legutolsó reaktorba, a sav vagy a savanhidrid teljes mennyiségét pedig az első reaktorba vezetjük be, az ismert eljárások hátrányai nem merülnek fel, a reakció nagymértékben meggyorsul, és tiszta termék képződik. A találmány tárgya tehát eljárás 2—10 szénatomos kétértékű karbonsavak 4—10 szénatomos alkoholokkal képzett, nagy tisztaságú észtereinek folyamatos üzemű előállítására a megfelelő savakból vagy savanhidridekből és alkoholokból kiindulva, adott esetben azeotropképző anyag jelenlétében, n számú észterező reaktort tartalmazó berendezésláncolatban. A találmány szerinti eljárás az ábrának megfelelően a következőképpen valósítható meg. A sav vagy savanhidrid megolvasztás után 2 elészterező reaktorba kerül a 11—12 kondenzátorokban cseppfolyósított alkohollal együtt. Az eltávozó vízalkohol gőzelegy 20 cseppfogón át kondenzátorba, majd folyadékelválasztóba kerül. Az alkoholos fázis visszajut a 2 reaktorba, a vizes fázist elvezetjük. A 3—6 észterező reaktorban az észterezés az ismert módon játszódik le. Az alkohol—víz gőzelegy a 16 desztilláló oszlopban kerül elválasztásra. Az alkohol visszavezetés a 14 tartályon keresztül történik a reaktorokba. A 6 reaktorból kilépő reakcióelegy az észterezés teljessé tételébe a 7 reaktorban friss alkohollal érintkezik, miáltal a kvázi ellenáramú érintkezés elve megvalósul. A 7 reaktort elhagyó terméket a 9 desztilláló toronyban alkoholmentesítjük. A kidesztillált alkoholt a 12 kondenzátorban kondenzáltatjuk, egyesítjük a 7 reaktorból kidesztillált és 11 kondenzátorban kondenzált alkohollal és a 2 előészterező reaktorba vezetjük vissza. A találmány szerinti eljárást az oltalmi kör korlátozása nélkül az alábbi példákbari részletesen ismertetjük. A 2 reaktorból az elegy a 3 reaktorba kerül (ez a tulajdonképpeni első észterező reaktor), majd végighalad a 4, 5, 6 reaktorsoron. A 3, 4, 5, 6 reaktorokból távozó gőzöket az inert gázzal együtt közvetlenül a 16 frakcio-5 náló kolonnába vezetjük, és 100 C-os fajhőmérséklet mellett elválasztjuk a vizet. A desztilláló oszlop fenéktermékeként kapott oktilalkoholt a 14 puffertartályon keresztül a 3, 4, 5, 6 reaktorokba vezetjük vissza. Az egyes reaktorokban a fűtést úgy szabályozzuk, hogy az 10 eltávozó gőzök mennyisége rendre 390 súlyrész/óra, 350 súlyrész/óra, 317 súlyrész/óra, illetve 290 súlyrész/ óra legyen. A 16 desztilláló oszlophoz csatlakozó 14 tartályból pedig az egyes reaktorokba a következő alkoholmennyiségeket vezetjük vissza: 15 3 reaktor 380 súlyrész/óra 4 reaktor 342 súlyrész/óra 5 reaktor 310 súlyrész/óra 6 reaktor 282 súlyrész/óra 20 A 16 desztilláló oszlopban kapott fejterméket a 17 kondenzátorban kondenzáltatjuk, majd a 18 elválasztó edénybe vezetjük a folyékony fázist. A kiváló 32,0 súlyrész/óra vizet elvezetjük a rendszerből, és a 7,1 súly-25 rész/óra vízzel telített alkoholt refluxként visszavezetjük a desztilláló oszlopba. A 6 reaktort elhagyó termék a 7 reaktorba (az utolsó észterező reaktorba) kerül. Ide vezetünk be 1722 súly-30 rész/óra oktilalkoholt is a 15 tartályból. A 7 reaktor fűtését úgy szabályozzuk, hogy 1320 súlyrész/óra alkohol párologjon el. A gőzöket all kondenzátorban kondenzáltatjuk, és közvetlenül a 2 reaktorba vezetjük. A 7 reaktort elhagyó alkoholos nyersészter a 8 tartályon ke-35 resztül a 9 desztilláló kolonnába kerül, ahol a nyersészterből 10 Hgmm vákuum alkalmazása mellett 880 súlyrész/óra alkoholt távolítunk el. Ezt az alkoholt a 12 kondenzátorban kondenzáltatjuk, majd közvetlenül a 2 reaktorba vezethetjük, mert semmiféle szennyező anya-40 got nem tartalmaz. A 9 desztilláló kolonnában kapott fenéktermék a tiszta végtermék. Az egyes reaktorokban uralkodó hőmérséklet a következő: 1. példa 45 Reaktorszám C° 2 3 4 5 6 7 180 190 200 210 220 230 Az észterezés folyamatábrája az 1. ábrán látható. Az 1 keverős tartályban megolvasztottunk 1000 súlyrész/óra ftalsavanhidridet, majd ezt a 2 előészterező reaktorba vezetjük. Ide vezetünk all kondenzátorból 1320 súlyrész/óra, és a 12 kondenzátorból 880 súlyrész/ óra (összesen 2200 súlyrész/óra) oktilalkoholt. A reaktorból kilépő gőzöket a 20 cseppfogón át a 10 kondenzátorba vezetjük, melyben leválasztjuk a víz nagy részét. A kivált 84 súlyrész/óra vizet a 13 szeparátorból elvezetjük, és a 21,4 súlyrész/óra oktilalkoholos fázist visszavezetjük a 2 reaktorba. A reaktorba a 19 tartályból inert gázt (N2 vagy C0 2 ) is vezetünk, amelynek mennyiségét minden fokozatnál külön szeleppel szabályozzuk. Az inert gáz bevezetésével egyrészt oxigénmentes atmoszférát biztosítunk, másrészt a reaktorban uralkodó nyomást a kívánt értékre állítjuk be. Az inert gáz az illó komponensekkel együtt távozik, és a reaktorokhoz tartozó 10, 11, 17 kondenzátorokból cirkuláltatjuk vissza. A reaktorokban a nyomás 1—5 att. A reaktorokban a reakcióelegy tartózkodási ideje 1 óra. 50 A fenti körülmények között az észtert 95—96%-os konverzióval kapjuk. Az át nem alakult félészter eltávolítása után kapott termék jódszínszáma 1—2. 55 2. példa Az 1. példa szerint járunk el azzal a különbséggel, hogy az alkohol teljes mennyiségét hagyományos módon a 2 60 reaktorba vezetjük. A 7 reaktor fűtését úgy szabályozzuk, hogy abból 270 súlyrész/óra gőz távozzon el. A 3—7 reaktorból eltávozó gőzöket egyesítve vezetjük a 16 frakcionáló kolonnába. A 7 reaktorba 260 súlyrész/óra folyadékfázist áramoltatunk vissza. A 7 reaktort elha-65 gyó termék vákuumdesztillálásra kerül. 2
