176340. lajstromszámú szabadalom • Eljárás maleinsavanhidrid előállítására maleinsavból
3 176340 4 Az 1 32 1 417 sz. francia szabadalmi leírás szerint a maleinsavat egy vízzel azeotrop elegyet képező oldószer, például xilol vagy anizol jelenlétében körülbelül 160°C-on dehidratálják. Az eljárás maleinsav és maleinsavanhidrid elegyéböl kiindulva is végrehajtható. A 73 08 490 sz. közrebocsátott holland szabadalmi bejelentés olyan szerves folyadékok alkalmazását ismerteti, amelyek forráspontja legalább 100°C-al meghaladja a maleinsavanhidrid forráspontját. Ilyen folyadékok például a szerves savak vagy savanhidridek gyártásakor kapott folyékony maradékok. összefoglalásként megállapíthatjuk tehát, hogy az idézett szabadalmi leírások egyike sem ismerteti a szulfolán segédoldószerkénti alkalmazását a maleinsav dehidratálásával végzett maleinsavanhidrid-gyártás során. Megállapíthatjuk továbbá, hogy az idézett szabadalmi leírásokban ismertetett valamennyi módszer közös jellemzője az. hogy segédoldószerként vízzel nem elegyedő anyagokat alkalmaznak. A találmány szennti eljárásban felhasznált szulfolán - a szokásosan alkalmazott segédoldószerekkel ellentétben - vízben oldható anyag. A szulfolán forráspontja atmoszferikus nyomáson 287,3 cC. A vízmentes szulfolán 28,68 °C-on olvad, a kereskedelmi forgalomban kapható, mintegy 2 súly% vizet tartalmazó szulfolán azonban szobahőmérsékleten folyékony anyag, amelynek ,’-on mért sűrűsége 1,2614. Egy ismert módszer szerint a szulfolánt extrahálószerként alkalmazzák elpárologtatható, folyékony szerves anyag-keverékek, például szerves mono- és polikarbonsav-elegyek egyedi komponenseinek elválasztására (lásd a 2 360 859 és 2 360 861 sz. Amerikai Egyesült Államok-beli szabadalmi leírást). A találmány szerint azonban a szulfolánt nem egy savkomponens szelektív extrakciós elkülönítésére használjuk fel, hanem abból a célból alkalmazzuk, hogy a lehető legteljesebbé tegyük a maleinsav maleinsavanhidriddé alakulását, és ugyanakkor a lehető legnagyobb mértékben visszaszorítsuk a fumársav-képződést. Ez egyúttal magyarázatot ad arra is, hogy miért nem említi a két idézett Amerikai Egyesült Államok-beli szabadalmi leírás a maleinsavat és a maleinsavanhidridet az eljárás szerint elkülöníthető savak között. Meglepő módon azt tapasztaltuk továbbá, hogy a szulfolán jelentősen meggyorsítja a maleinsav maleinsavanhidridhez vezető dehidratálódását, anélkül azonban, hogy észrevehető mértékben fokozná a fumársav-képződést. Miként a példák adatai egyértelműen igazolják, a szulfolán segédoldószerkénti alkalmazásával gyakorlatilag megkétszerezhetjük a maleinsav dehidratálására használt berendezések termelőkapacitását, ami ipari szempontból rendkívül előnyös. A találmány tárgya tehát eljárás maleinsavanhidrid előállítására, amelynek során maleinsavat adott esetben maleinsavanhidrid és/vagy vízzel azeotróp elegyet képező oldószer jelenlétében 30-760 Hgmm, előnyösen 60 200 Hgmm nyomáson 100-210 °C, előnyösen 120-200 °C hőmérsékleten dehidratáiunk, és a képződött maleinsavanhidridet és vizet tartalmazó elegyből a maleinsavanhidridet elkülönítjük. A találmány értelmében úgy járunk el, hogy a dehidratálást a maleinsavra vonatkoztatva legalább 2 súlyól, előnyösen legalább 10 súly% szulfolán jelenlétében végezzük. Kiindulási anyagként lényegében tiszta, szilárd vagy olvadt maleinsavat, maleinsav-maleinsavanhidrid elegyeket vagy vizes maleinsavat egyaránt felhasználhatunk. A szulfolán segédoldószerkénti alkalmazásából származó előnyöket a következőkben foglalhatjuk össze : a) A szulfolán a maleinsavat, a furmásavat, a maleinsavanhidridet és a dehidratálás során képződő gyantás és kátrányos anyagokat egyaránt igen jól oldja. b) A szulfolán csökkenti a maradékok elfolyósodási hőmérsékletét. c) A szulfolán magas forráspontja következtében az eljárásban szulfolán-veszteség nincs, vagy a veszteség elhanyagolható mértékű. d) Minthogy a szulfolán forráspontja csaknem 100°C-al meghaladja a maleinsavanhidrid forráspontját, a két anyag desztillációval igen könnyen elválasztható egymástól. e) A szulfolán nem gyúlékony, így az eljárás nem igényel különleges tűzbiztonsági intézkedéseket. f) Tekintettel arra, hogy a szulfolán nem korrozív, az eljárás nem igényel különleges szerkezeti anyagokból készült berendezéseket (a dehidratálás például egyszerű szénacél-berendezésekben is végrehajtható). g) A szulfolán - az eddig alkalmazott segédoldószerek nagy többségével ellentétben — nem toxikus. h) A szulfolán a male insavval és maleinsavanhidriddel szemben teljesen közömbös, míg az ismert módszerek szerint felhasznált segédoldószerek egyes képviselői (például az észterek) a maleinsavanhidriddel és/vagy a maleinsawal reakcióba (például átészterezési reakcióba) léphetnek. i) A szulfolán megakadályozza a lerakódásképződést a hőcserélő felületeken. A lerakódásképződés a maleinsav dehidratálásakor fellépő legkomolyabb üzemi probléma, ugyanis a lerakódások eltávolítása és a berendezés tisztítása érdekében időről-időre meg kell szakítani a gyártást. j) A szulfolán jelentős mértékben fokozza a maleinsav dehidratálódási sebességét. k) A találmány szerinti eljárással elérhető legjelentősebb előny az, hogy a szulfolán - vízoldhatósága következtében - folyamatos üzemű gyártásban is felhasználható, anélkül, hogy a gyártást a berendezések tisztítása érdekében le kellene állítani. A folyamatos üzemű gyártás során a dehidratálásnak alávetett, maleinsavat, fumársavat, maleinsavanhidridet, gyantás és kátrányos anyagokat, oxidációs katalizátor-maradékokat és hasonló komponenseket tartalmazó elegy egy részét folyamatosan elvezetjük, ezt az elegyet vízzel kezeljük, majd szűrjük, és a szűrletként kapott vizes maleinsav-oldatot visszavezetjük a betöményítési lépésbe, míg a vízben oldhatatlan maradékokat, azaz fumársavat, gyantás és kátrányos anyagokat, katalizátor-maradékokat és hasonló szennyezéseket tartalmazó szőrőlepényt eltávolítjuk a rendszerből. Tekintettel arra, hogy a 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
