175725. lajstromszámú szabadalom • Eljárás tetraklór-izoftalonitril előállítására
3 175725 4 jük. A találmány szerinti eljárásnak számos előnye van. Mivel — az eddigi gyakorlattól eltérően — ftalonitrilgőzök helyett olvasztott izoftalonitrilt táplálunk be, a bomlás következtében fellépő anyagveszteség lényegesen csökken, mert kb. 100 °C-kal alacsonyabb hőmérsékleten lehet dolgozni. Azzal, hogy a klórgáznak legalább 90/o-át fluidizázálásra használjuk és az izoftalonitrilt a fluidizálásra használt klórgáz bevezetési helye felett tápláljuk be, jelentősen csökkentjük annak lehetőségét, hogy a túl korán képződött klórozott termék az elosztólemezt eltömítse. A deszublimálást az eljárásban kémiailag inert szén-tetrakloriddal végezve kiküszöbölhetők azok a korróziós problémák, amelyek fellépnének, ha HC1 mellett víz lenne a rendszerben. A deszublimáló anyagként ezelőtt használt víznek az is hátránya, hogy a klórozott terméket hidrolizálhatja és ezért pH-értékét gyakran meg nem engedhető szintre csökkenti. A nem reagált klórgáz recirkuláltatása nyilvánvalóan előnyösebb alternatív megoldás, mint a gyakran alkalmazott marólúgos abszorpció, és jobb klórhasznosítást tesz lehetővé. Az ábra a találmány szerinti eljárást vázlatosan szemlélteti, beleértve a nem reagált klór elkülönítését és recirkuláltatását is. Hivatkozva az ábrára, a szilárd izoftalonitrilt az 1 vezetéken tápláljuk be a 3 olvasztóba, ahol olvadáspontja feletti hőmérsékletre, például 190—210 °C-ra melegítjük. A megolvasztott izoftalonitrilt az 5 vezetéken a 7 fluidágyas reaktorba nyomatjuk, az ágy hőmérsékletét külső köpenyhűtéssel és/vagy belső hűtéssel (a rajzon nem látható) 330—370 °C-on tartjuk. Meg kell jegyeznünk, hogy az izoftalonitrilt a reaktorba finoman elosztva (porlasztva) kell betáplálni. Ez megoldható például megfelelő fúvókával vagy az alábbiak szerinti módon gázzal. A klórgáz 90%-át az izoftalonitril hőmérsékletével körülbelül azonos hőfokra előre felmelegítve a 9 vezetéken a 7 reaktor alsó részén vezetjük be, ahol az elösztólemezen át az ágyba jut, és az ágyat képező aktívszénszemcséket fluidizálja. Az alkalmazott Cl2: izoftalonitril mólarány 4—8:1, előnyösen 5,0—6,7:1. A klórgázt természetesen olyan sebességgel kell betáplálni, amekkora elegendő a szénrészecskék fluidizált állapotának fenntartásához. A sebesség értéke függ a reaktor nagyságától és alakjától; általában 0,06—0,18 m/s. A klórgáz fennmaradó részét, általában 10%-ot vagy ennél kevesebbet, szelepen át a 11 vezetéken az 5 vezetékbe juttatjuk, ahol a megolvasztott izoftalonitrillel keveredik, azt diszpergálja. így az izoftalonitril finom eloszlatása végbemegy, mielőtt a fluid ágy elosztóleihez feletti alsó részébe betáplálnák. Előnyös, ha a két anyag keveredése a reaktorhoz minél közelebb' megy végbe, mert így a keverék rövidebb ideig tartózkodik az 5 vezetékben és csökken a túl korai reakció valószínűsége. A klórgáz helyett az 5 vezetékbe az izoftalonitril porlasztásához inert gázt — így nitrogént — vagy sósavgázt — bevezethetünk, ekvivalens mennyiségben. Ez azonban a gyakorlatban általában kevésbé előnyös, mert ilyenkor a továbbiakban az alkalmazott gázt a klórtól esetleg el kell különíteni. A reaktorban az átlagos tartózkodási idő 20—40 s, ennek eltelte után a gázelegyet, amely tetraklór-izoftalonitrilt, nem reagált klórt, sósavat és kisebb mennyiségben izoftalonitrilt tartalmaz, a 13 vezetékben a 15 deszublimálóba vezetjük, ahol a 17 vezetéken betáplált, előnyösen porlasztott folyékony szén-tetrakloriddal, előnyösen szobahőmérsékleten kerülnek érintkezésbe. A szén-tetrakloridot olyan mennyiségben alkalmazzuk, amennyi a termék hőmérsékletét a megszilárdulás (deszublimálás) hőfokára csökkenti. Hátrányos ha a széntetrakloridot feleslegben alkalmazzuk, mert ekkor a termékben folyékony CC14 lesz jelen. A szén-tetraklorid szükséges mennyisége természetesen függ a hőmérséklettől és az előállított termék mennyiségétől, rendszerint 1,5—2,5 kg/kg termék. A tetraklór-izoftalonitrilt közvetlenül, nagy tisztasággal (pl. 97 s%) különíthetjük el a 19 vezetéken keresztül. A 15 deszublimálóból klórt, sósavat, szén-tetrakloridot, kisebb mennyiségben izoftalonitrilt és tetraklór-izoftalonitrilt tartalmazó gázáram távozik, amelyből az esetleg jelenlevő levegő szennyeződéseket a 21 zsákszűrővel eltávolítjuk. A gázáramot a 23 vezetéken a 25 gáztisztítóba vezetjük, ahol nagymennyiségű szén-tetrakloriddal kezeljük, így a lebegő szennyeződéstől megszabadítjuk. A 25 gáztisztítóból a 26 vezetéken a 27 tartályba jutó folyékony CC14 szerves anyagokkal telítve lehet. A telített szén-tetrakloridot a 27 tartályból a 28 vezetéken át vezetjük, megszűrjük, a kiszűrt szilárd anyagrészecskéket a 29 vezetéken eltávolítjuk, és a szén-tetrakloridot a 27 tartályból a 28 vezetéken át vezetjük, megszűrjük, a kiszűrt szilárd anyagrészecskéket a 29 vezetéken eltávolítjuk és a szén-tetrakloridot a 31 vezetéken, hevítőn át a gázmosáshoz recirkuláltatjuk. Úgy is eljárhatunk, hogy a (telítettnél általában kevesebb szerves anyagot tartalmazó) folyadék egy részét a 28 vezetéken a rajzon nem látható elgőzölögtetőhöz vezetjük, ahol a szén-tetrakloridot kidesztilláljuk, lehűtjük és a 31 vezetéken recirkuláltatjuk. Mivel a gáztisztítás hatásfoka a gáz CCl4-dal való telítettségével fordítva arányos, a szén-tetraklorid kezelési módját a 27 tartályban szükség szerint változtathatjuk. A gáz tényleges mosására használt CC14 hőmérséklete előnyösen kb. 65 °C ( ± 5°). Hűtött CC14 recirkulálása esetén a tartályban a hőmérséklet valamivel alacsonyabb, kb. 50 °C. A 33 vezetékben távozó gáz már csupán klórt, sósavat és szén-tetrakloridot tartalmaz, ez utóbbit úgy távolítjuk el, hogy a gázt kb. —6 °C-ra lehűtjük és a széntetrakloridot a 35 vezetéken a 27 tartályba recirkuláltatjuk. A 37 végső elválasztó lépésben a klórt és a sósavat szétválasztjuk, a sósavat a 39 vezetéken eltávolítjuk és a klórt a 41 vezetéken a 9 vezetékbe visszavezetjük, ahol a reaktorba táplálandó klórgázzal egyesítjük. A klór ismert módon, ciklikus abszorpcióval és deszorpcióval különíthető el. A gázoknak a deszublimálóból a Ci2/HCl szeparátoron történő átvezetéséhez alkalmazhatunk nyomást is, de előnyösebb kis — például 5— 76 cm vizoszlop nyomásnak megfelelő — vákuum alkalmazása. A találmány szerinti eljárás kiviteli módját közelebbről a példa szemlélteti. A példában, ahol szükséges, hivatkozunk az ábrára. Példa Technikai minőségű, 97 s%-os izoftalonitrilt a 3 olvasztóba táplálunk, ahol 200 °C-ra felmelegítjük és 45 kg/óra tömegsebességgel a 7 reaktorba nyomatjuk. A 200 °C-ra előmelegített klórt 146 kg/óra tömegsebes-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
