178508. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés hidrobenzol előállítására
7 178508 8 elérésekor is elegendő nagy legyen a reakciókeverék felfonásának elkerülésére. A hidrogénezést 20-120 °C-on, előnyösen 90°C-ig terjedő hőmérsékleten végezzük. A reakció közben előnyösen 20—120, főként 20—90 °C közötti fokozatosan emelkedő hőmérsékleti értékeken dolgozunk. A reakcióelegy hőmérsékletét és a hidrogén hozzávezetését úgy hangoljuk össze, hogy a reakcióelegy hőmérséklete a reakció végbemenetele közben 20-120, előnyösen 20-90 °C közötti hőmérsékleti értékek között fokozatosan emelkedjen. Eközben a nyomás például 1-60 bar között ingadozhat. A reakciót általában 30-45 perc eltelte után befejezzük. A gyakorlati végrehajtás során a reaktorba a nitrobenzol alkoholos lúgos oldatát, valamint a hidrogénező katalizátort beadagoljuk, eközben olyan mennyiségű reakciókeveréket alkalmazunk, amellyel a reaktor térfogata 80-90%-ig van kihasználva, így a folyadékfázis fölött kellő gáztér marad. A folyadékáramot ezután szivattyú segítségével körfolyamatban vezetjük oly módon, hogy a folyadékáramot előnyösen a reaktor legalsó részén elvezetjük és a reaktor fejrészén elhelyezett porlasztófejen ismét bevezeljük. A reakcióelegynek a hidrogénatmoszférába való beporlasztására alkalmas porlasztófejet oly módon látjuk el hidrogénnel, hogy a reakcióelegy és a hidrogén a porlasztófejben bensőséges módon elkeveredjen és az elkevert elegy legfinomabb eloszlásban lépjen be a reaktor hidrogéngázterébe. A reaktor alsó részén gyűlik össze a reakcióelegy, amelyet folyamatosan a keringtető szivattyún keresztül a porlasztófejbe vezetünk. A reakcióhoz szükséges hidrogént alternatív módon a porlasztófejből a reaktorba átszívatjuk és/vagy közvetlenül a hidrogénatartályból vezetéken vezetjük a porlasztófejbe. Adott esetben a porlasztófejbe hidrogénből és a reakcióelegyből álló keveréket vezetünk be. A hidrogénezést és a reakcióelegy feldolgozását a levegő oxigénjének kizárásával végezzük. A továbbiakban célszerű az is, hogyha a bevitt komponensekhez, illetve a reakcióelegyhez járulékosan további vizet nem adagolunk. A porlasztófejes eljárásnál is bázisként — hasonlóan a keverős autokiávban folytatott eljáráshoz - alkálialkoholátot és adott esetben alkálihidroxidot alkalmazunk. A bázis előnyösen alkálialkoholát lehet. Adott esetben az alkohdát egy részét, például 50 súly%-ig teijedő mértékben alkálihidraxiddal helyettesítjük. A felhasznált alkoholát alkilrésze tetszés szerinti lánchosszúságú és elágazó is lehet, általában azonban 1-6, előnyösen 1—4 szénatomot tartalmaz. Az alkálialkoholátok közül a kálium- vagy a nátriumalkoholátokat részesítjük előnyben, amelyekből a reakció során a megfelelő alkohol válik szabaddá és ez oldószerként szolgál a nitrobenzol számára. Előnyösen a nátrium- vagy káliummetilát alkalmazása. A bázis mennyisége a bevitt alkoholra számítva általában 2—20, előnyösen 5-15 súly%. A hidrogénezendő nitrobenzol 8—60 súly%-os, előnyösen 20—45 súly%-os alkoholos oldat formáéban alkalmazható. Célszerűen olyan alkoholokat hajnalunk, amelyekben mind a nitrobrnzo!, mind a bázis oldható. A megfelelő alkoholok például a legfeljebb 5 szénatomos, adott esetben elágazó szénláncú telített egyértékű alkoholok, főként a metanol Felhasznált katalizátorok önmagában ismert hidrogénező katalizátorok lehetnek, ezek közül előnyösek a nemesfémkatalizátorok, például a platina vagy palládium katalizátorok. Előnyösen szénhordozós például 1—5 súly% palládiumot tartalmazó katalizátort használunk. A katalizátorokat a bevitt nitrobenzolra és a katalizátor széntartalmára számítva 0,001 súly%—0,01 súly%, előnyösen 0,002-0,004 súly%-nyi mennyiségben visszük a reakciórendszerbe. A hidrogénezés befejezése után a még forró reakcióelegyből a katalizátort szűréssel elválasztjuk és a reakcióelegyet végül előnyösen keverés közben lehűtjük. A kikristályosodott hidrazobenzolt önmagában ismert módon, például centrifugálással vagy szűréssel egyszerűen elválasztjuk és vizes alkohollal mossuk. Az anyalúgból az alkoholt desztillációval eltávolítjuk. A fenékrészen maradt szerves fázist a vizes lúgos fázis elválasztása után a következő reakcióadagba visszük be. Az ábrán a találmány szerinti eljárás kivitelezésére alkalmas berendezést mutatunk be, amely hőszabályozható reaktorból és ebből kinyúló, a reakciótennék keringtetésére szolgáló vezetékrendszerből áll, amely porlasztófejen keresztül hidrogénnel együtt a reaktorba van visszavezetve. Az 1 reaktort úgy méretezzük, hogy legalább térfogatának 10—20%-a gázteret képezzen. A 9 köpenyen keresztül a reaktor hőszabályozását végezzük, vagyis azt váltakozva fűlj ük vagy hűljük. Az 5 vezetékrendszer a 2 szivattyúval együtt a 3 porlasztófejbe torkollik, amelyet a reaktor felső részén a gáztérben helyezünk el és így a reaktor hidrogéngázterébe nyúlik be. A hidrogénnek a 3 podasztófejbe való bevezetése a 6 oldalsó szívócsonkokon keresztül történik, amelyekhez a 4b vezetéken keresztül friss hidrogént és/vagy a 4a vezetéken keresztül a reaktor gázter&ől hidrogént vezetünk be. A reaktorba a 8 vezetéken keresztül lúgos, katalizátort tartalmazó nitrobenzol oldatot adagolunk, míg a termék elvétele a 7 leeresztő-szelepen keresztül történik. Az 5 visszavezetésre szolgáló vezeték hőszabályozható módon van kialakítva. A berendezés rendszerint a következő módon üzemel: Az 1 reaktorba nitrobenzol alkoholos oldatát, egy bázist és hidrogénező katalizátort vezetünk be nitrogénatmoszférában a 8 vezetéken keresztül. A nitrogént hidrogénnel kiszorítjuk és a reakcióelegyet a 9 hőcserélőn keresztül körülbelül 30 °C-ra felmelegítjük és a 3 szivattyún átszivattyúzzuk. A 4a vezetéken keresztül körülbelül 2—4 bar hidrogénnyomást állítunk be. A hidrogén hozzávezetését és a reakcióelegy hőmérsékletét úgy szabályozzuk, hogy a hidrogénezés közben emelkedő nyomáson a hőmérséklet körülbelül 90°C-ig emelkedjen. A hidrogénezés befejezése után — amely körülbelül 30—40 percet vesz 5 10 15 20 2'5 30 35 40 45 50 55 60 65 4
