172700. lajstromszámú szabadalom • Eljárás aminok előállítására
3 172700 4 termékként kapott aminokon túlmenően 4-5% egy&> gáznemű melléktermék is képződik. A 3 026 355 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásban ismertetett eljárásban butilkarbamidból indulnak ki és nátriumbórhidrid katalizátor alkalmazásával, reaktív desztilláció módszerével csak 19% butilamin-tartalmú terméket kapnak. A 2 012 333 és 2 349 222 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírások szerint butanol nyersanyagból kiindulva alumíniumoxid hordozóra vitt krómoxid vagy szilíciumdioxid katalizátor alkalmazásával 300-500 C° reakcióhőmérsékleten az elérhető összes butilamin-hozam mintegy 50%os. A 2 394 515 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásban ismertetett eljárás szerint vanádiumpentoxiddal promotált alumíniumoxid katalizátorral 347 C° hőmérsékleten 24% piopikmin-hozamot érnek el a beadagolt propil-alkoholra vonatkoztatva, ugyanakkor a dipropilanún hozam is csak 29%-os. A 687 398 számú francia szabadalmi leírásban ismertetett eljárásnál hidrogénező katalizátorral dolgoznak, de hidrogén jelenléte nélkül, aminek következtéén az amin kitermelés nagyon rossz és a reakció természetéből kifolyólag például 34%-os butilamin-hozam mellett 66% butilnitril képződik. A 157 840 számú magyar szabadalmi leírásban ismertetettek szerint 70-80%-os hozammal állítanak elő monoetilamint etilalkoholból kiindulva, a 156077 számú magyar szabadalmi leírásban ismertetettek szerint pedig 89-93%-os hozammal állítanak elő acetonból monoizopropilamint nikkel-alumínium katalizátoron. Mindkét eljárás azonban termékspecifikus. Célul tűztük ki tehát egy olyan eljárás kidolgozását, amellyel viszonylag alacsony, azaz 150C° és 250 C° közötti reakcióhőmérsékleten C3-Ci0 szénatomszámú alkoholokból és/vagy aldehidekből C3-Cio szénatomszámú aminok állíthatók elő a kiindulási anyagként használt alkoholra és/vagy aldehidre vonatkoztatva magas, azaz legalább 0,3 liter/liter katalizátor * óra térfogati sebességgel (vagyis nagy termelékenységgel) gyakorlatilag melléktermékek nélkül. Azt találtuk, hogy ha egy C3-Ci0 szénatomszámú alkoholt és/vagy aldehidet, továbbá ammóniát vagy egy C3-Ci0 szénatomszámú amint együttes térfogatukra vonatkoztatva 27-70% hidrogéngázzal vagy legalább 80 térfpgat% hidrogént és a 100 térfogat%-hoz szükséges mennyiségben a reakció szempontjából közömbös gázt (például nitrogént vagy argont) tartalmazó gázeleggyel, célszerűen ammóniaszintézisgázzal reagáhatunk célszerűen 10-100 at nyomáson és 150-250 C° hőmérsékleten, az alkoholra és/vagy aldehidre vonatkoztatott térfogati sebességet 0,3 liter/liter katalizátor -óra és 14 liter/liter katalizátor * óra értékek közé állítjuk be, továbbá a reagáltatáshoz katalizátorként 40-48% nikkelt, 40-50% alumíniumot és 1-6% krómot és/vagy 1-6% vasat és/vagy 1-2% szilíciumot tartalmazó ötvözetből az alumíniumtartalom célszerűen 50%-ának lúgoldattal végzett kioldása útján kapott és pH 9—10-ig mosott, adott esetben felületén 0,5-5% mennyiségben a periódusos rendszer VIII. és/vagy II. csoportjába tartozó legalább egy fém oxidhidrátjával promotált, de mindig hidrogéngázzal vagy legalább 80 térfogat% hidrogént és a 100%-hoz szükséges mennyiségben a reakció szempontjából közömbös gázt tartalmazó gázeleggyel (célszerűen ammóniaszintézisgázzal), aktivált katalizátort használunk, akkor az előállítani kívánt aminok csaknem 100%-os hozammal képződnek nagy termelékenység mellett. Azt találtuk továbbá, hogy a találmány szerinti katalizátorok rendkívül előnyös módon az eddig ismerteknél jóval hosszabb időn át változatlanul aktívak, aktivitásukat akár 1000 üzemórán át változatlanul megtartják. A találmány szerinti eljárást gőzfázisban vagy folyadékfázisban is végrehajthatjuk. Az eljárásnál alkalmazható nyomás lehet 100 at vagy ennél magasabb is, de a célszerűség szempontjából előnyös 10-60 at túlnyomásig teijedő tartományban dolgozni. Miként említettük, célszerűen 150 C° és 250 C° közötti hőmérsékleten dolgozunk. A találmány szerinti eljárás gyakorlati megvalósítása során a katalizátor promotálását közelebbről úgy végezzük, hogy a konkrét esetben használt katalizátorötvözetet először célszerűen 3%-os nátrium-hidroxid-oldatban 40-60 C°on állni hagyjuk, így az alumíniumtartalom célszerűen 50%-át kioldjuk, majd a lúg fölöslegét célszerűen dekantálás útján eltávolítjuk és kívánt esetben a katalizátort célszerűen kondenzvízzel mossuk. Ezután az így kapott vázkatalizátorra súlyára számítva 0,5-5%, előnyösen 1,5-2,5% mennyiségben vett legalább egy vízoldható fémsó vagy vízben oldható fémhidroxid [természetesen ezek a vegyületek a periódusos rendszer VIII. és/vagy II. csoportjába tartozó fémek vegyületei] 1-5, célszerűen 2—3%-os vizes oldatát öntjük, majd az így kapott keveréket 5-15 órán át állni hagyjuk. A katalizátor felületén ekkor igen finom eloszlású mikrokristályos fém-hidroxid csapadék tapad meg. A promotáló oldat fölöslegének leszűrése után a katalizátort reaktorba töltve hidrogéngázzal vagy a korábbiakban már említett összetételű, legalább 80% hidrogént tartalmazó gázeleggyel célszerűen 100C°-on lassan megszárítjuk, majd 0,5—24 órán át a hőmérsékletet 100 C° és 230 C° között óránként 4-5 C°-kal emelve és hidrogéngázt vagy az említett gázelegyet a reaktoron átvezetve aktiváljuk. Ezen aktiválás hatására olyan fém-oxidhidrát csapadék alakul ki, amely részben nagy felületű fémoxid formájában van jelen. A fentiekben ismertetett módon végzett aktiválás, illetve a vázkatalizátor komponenseinek megfelelő megválasztása és az adott esetben végzett promotálás eredményezi feltételezhetően a találmány szerinti eljárás kiemelkedő termelékenységét, az elérhető magas térfogati sebességet, konverziófokot és hozamot, amelyek egyúttal a találmány szerinti eljárás előnyeit is jelképezik. A találmányt közelebbről az alábbi kiviteli példákkal kívánjuk megvilágítani. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
