175393. lajstromszámú szabadalom • Eljárás propilén hidroformilezésénél képződő termékkeverék desztilláció útján való feldolgozására
3 175393 4 A találmány célja a propilén hidroformilezésénél képződő termékkeverékek szétválasztására olyan eljárás kifejlesztése, amely lehetővé teszi az ismert eljárások hátrányainak kiküszöbölését, továbbá a butiraldehid kinyeréséhez vezető elválasztási műveletek számának és adott esetben az oldószer valamint az energiafelhasználás csökkentését. Az említett célt a találmány értelmében úgy oldottuk meg, hogy a propilén hidroformilezése során képződő termékkeverék desztillációja során az n- és izo-butiraldehidet, a 90—190 °C közötti forráspontú alkotórészeket tartalmazó frakciókat és a desztillációs maradékot tartalmazó keverék desztillációs oszlopban az említett komponensekre való szétválasztását egyetlen rektifikációs műveletben végezzük, a visszafolyási arányt 0,5 és 2, előnyösen 0,8 és 1,5 közé állítjuk be, az n- és izobutiraldehidből álló elegyet a kiindulási termékkeverék betáplálási pontja fölötti és a 90—190 °C közötti forráspontú frakciót a kiindulási termékkeverék betáplálási pontja alatti ponton vezetjük el, a termékkeverék bevezetési és az n- és izo-butiraldehidből álló elegy elvezetési pontja között 8—25, előnyösen 12-20 elméleti tányért számoló szakaszt, a termékkeverék bevezetési és a 90—190cC közötti forráspontú frakció elvezetési pontja között 15—30, előnyösen 20—25 elméleti tányért számoló szakaszt és a 90—190°C forráspontú alkotórészek elvezetése alatt 3—12, előnyösen 5—10 elméleti tányért számoló szakaszt állítunk be, a 90 és 190 °C közötti forráspontú alkotórészeket pedig 105—135 °C, előnyösen 115—125 °C hőmérsékletű szakaszból vezetjük el, és a fenékhőmérsékletet 150—230 °C, előnyösen 170—190 °C között tartjuk. A találmány szerinti eljárást bármilyen típusú, oldalsó elvezetéssel ellátott oszlopban végrehajthatjuk. Desztillálandó termékként a propilén hidroformilezésénél képződő termékkeveréket dolgozzuk fel, mégpedig azokat a termékkeverékeket, amelyekből a hidroformilezéshez használt katalizátort ismert módon eltávolítottuk, vagy amelyek a hidroformilezésnél alkalmazott katalizátort ismert módon termostabillá alakított formában tartalmazzák. A termékkeverék ezenkívül tartalmazhat még a hidroformilezéshez felhasznált oldószert, például a butiraldehid forráspontjánál magasabb forráspontú alifás vagy aromás szénhidrogéneket és/vagy a katalizátornak a hidroformilezéshez való felhasználását lehetővé tevő, egyébként magánál a propilén hidroformilezésénél kapott reakciótermékeket és/vagy ezeknek a reakció termékeknek a származékait. A butiraldehidek keverékét mint fejterméket kapjuk. A 90 és 190 °C közötti forráspontú frakciót - amely előnyösen butanolokat, butilformiátokat, továbbá adott esetben oldószert, butil-butirátokat és a butiraldehidek dimer kondenzációs termékeit tartalmazza — a desztillációs oszlop oldalsó kivezetésén különítjük el. Amennyiben a hidroformilezéshez felhasznált katalizátort propilén hidroformilezése során kapott magas forráspontú maradékok felhasználásával adjuk hozzá a hidroformilezési reakcióelegyhez és a reakció után termostabillá alakítjuk, akkor a találmány szerinti termékkeverék desztillációs úton való feldolgozásánál képződő fenékterméket közvetlenül katalizátoroldatként használhatjuk a hidroformilezésnél. Az elválasztási feladat jellegétől függően a desztillációs oszlopban a változtatható paramétereket, például a betáplált és elvezetett termékek hőmérsékletét, a visszafolyatási arányt, a fejtermék és az oldalsó kivezetésen elkülönített termék mennyiségi arányát és az egyes szakaszokban az elméleti tányérok számát úgy választjuk meg, hogy elérjük a fejtermék, az oldalsó kivezetésen elkülönített termék, illetve a fenéktermék kívánt összetételét, amelyet például a butiraldehidek elegyének tisztasága vagy a butiraldehid, illetve a butiraldehid dimer kondenzációs termékeinek visszamaradt mennyisége útján ellenőrizhetünk. Különösen jó eredményeket érünk el, ha — miként említettük - a 90 és 190 °C közötti forráspontú frakciót 105—135 °C, előnyösen 115-125 °C hőmérsékletű szakaszból vezetjük el, és a fenékhőmérsékletet 150—230 °C, előnyösen 170-190 °C között tartjuk. Ez azzal magyarázható, hogy ilyen körülmények között a propilén hidroformilezésénél képződő magas forráspontú, oxigéntartalmú szerves melléktermékek elbomlása következtében (a bomlást követő kondenzációs reakció csaknem teljes kiküszöbölésével) pótlólagos mennyiségben butiraldehid és butanol képződik. A desztillálásnál a visszafolyatási vagy refluxarányt 0,5-2, előnyösen 0,8-1,5 közötti értéken tartjuk. A butiraldehidek elegye, a 90—190 °C közötti forráspontú frakcióban levő értékes melléktermékek és adott esetben az oldószer egy rektifikációs művelettel végzett elválasztására javasolt találmány szerinti megoldás az ismert megoldásokkal szemben mindenek előtt azért előnyös, mivel technológiailag egyszerűbb, továbbá kevesebb berendezést és energiát igényel. A találmányt az alábbi példák kapcsán szemléltetjük. 1. példa Propilén hidroformilezésénél kapott terméket - amely a hidroformilezésnél alkalmazott katalizátor teljes eltávolítása után butiraldehideket, valamint butanolokat, butiraldehid dimer kondenzációs termékeit, butilformiátokat, butiraldehid-dibutilacetálokat, vizet és magas forráspontú termékeket tartalmaz — 29 elméleti tányérral rendelkező desztillációs oszlopban normál nyomáson 190°C-os fenékhőmérséklet, az oldalsó kivezetésnél uralkodó 124 °C-os hőmérséklet és 1,0 visszafolyatási arány mellett desztillálunk. A kiindulási termékkeveréket a fenékrész fölötti 20. és 21. elméleti tányér között vezetjük az oszlopba. Az oldaláramot a fenékrész fölötti 5. elméleti tányérnál vezetjük el. Fenti körülmények között 2068,5 kg kiindulási termékkeverékből (amely 68,4 súly% butiraldehidet, 4,9 súly% butanolt, a butiraldehid dimer kondenzációs termékeiből 4,9 súlyzót, 1,4 súly% butilformiátot, 2,2 súly% butiraldehid-dibutilacetált, 1,2 súly% vizet és 17 súly% mennyiségben maga-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
