178720. lajstromszámú szabadalom • Eljárás legfeljebb három szénatomos karbonil-vegyületek előállítására, gőz krakkolásból származó szénhidrogén-elegyekben lévő acetilénesen telítetlen vegyületekből
178720 4 A találmány értelmében úgy járunk el, hogy 1. az acetilén-vegyületekhez az első reakció zónában alkoholt, különösen metanolt vagy etanolt adunk, olyan savas típusú ioncserélő gyanta jelenlétében, amelynek az alrtív centrumait teljesen higanyionokkal (Hg++) és alkálifémionokkal (Men+) cseréltük ki. 2. a képződött vinilétert és/vagy geminális diétert a szénhidrogén elegy fennmaradó részének rektifikálásával elválasztjuk. 3. az így kapott vinilétert és/vagy geminális diétert valamely savas ioncserélő gyanta jelenlétében, egy második reaktorban hidrolizáljuk, 4. végül a kapott karbonil-vegyületet rektifikálással elválasztjuk. A találmány szerinti eljárás egy előnyös foganatosítási módját szemlélteti az 1. ábra, ezt az alábbiakban ismertetjük. Az 1 vezetéken betáplált szénhidrogén elegyet (C2 vagy C3 tartalmú) a 2 alkohol árammal a 3 reaktorba juttatjuk, a 3 reaktorból a 4 vezetéken kilépő anyagot az 5 oszlopban rektifikáljuk, hogy a 6 vezetéken fenéktermékként eltávolítsuk a képződött addíciós terméket, míg a szénhidrogéneket és esetleg a reagálatlan alkoholt a 7 vezetéken fejtermékként távolítjuk el, az 5 oszlopból a 6 vezetéken eltávolított felső frakciót a 8 helyen vízzel egészítjük ki, majd a 9 reaktorba vezetjük, ahol a hidrolízis végbemegy, a 9 reaktorból kilépő terméket a 10 rektifikáló kolonnába visszük, innen 11 fejtermékként a karbonil-vegyületet (acetaldehid vagy aceton, aszerint, hogy mit tápláltunk be) kinyerjük, míg a 9 reaktorba a 8 helyen betáplált víz feleslegét 12 fenéktermékként vesszük el. A 12 fenéktermék tartalmazza a hidrolízis eredményeként a képződött alkoholt is. A 7 vezetéken elvezetett szénhidrogéneket a 14 gáz-folyadék tisztító kolonnába visszük, az esetlegesen jelenlevő reagálatlan alkohol eltávolítása céljából (erre a célra a 13 helyen betáplált vizet használjuk). A 14 gáz-folyadék tisztító kolonnából a 16 vezetéken át nyerjük ki a szénhidrogén elegyet, majd tisztítási műveleteknek vetjük alá, a szóban forgó szénhidrogén összetételétől függően (például az olefineket elválasztjuk a telített vegyületektől). A 15 vezetéken eltávolított anyagot, amely lényegében vízből és alkoholból áll, a 17 rektifikáló kolonnába vezethetjük, a bennelevő alkohol kinyerésének érdekében. A 12 áramot a 17 rektifikáló kolonnába vezetjük, amelyből a 18 fejtermékként azt az alkoholt nyerjük ki, amelyet az addíciós reakcióban használtunk (az alkoholt a 2 vezetéken ismét visszavezetjük), míg a vizet a 19 vezetéken fenéktermékként vesszük el (a 8 hely felé visszaáramoltatjuk). Mindkét reaktorban olyan savas ioncserélő gyantákat használunk, amelyek a kereskedelemben beszerezhetők, előnyösen azonban olyan gyantát alkalmazunk, amely szulfonsav-csoportokat (—SO3H) vagy karboxilcsoportokat (-COOH) tartalmaz. 3 Közelebbről, a gyanta polisztirol, polifenol vagy akrilsav-típusú lehet. Az első reaktorban alkalmazott gyantához (éterezés) higanyionokat és alkálifémionokat adhatunk sók alakjában, az alkálifémionokat hidroxidok alakjában is adagolhatjuk. A Hg^-ion tartalom ugyanabban a gyantában kisebb lehet, mint az Men+-ionoké. Közelebbről, előnyös, ha először az Men+-ionokat adjuk a gyantához és azután a Hg++-ionokat, és az is előnyös, ha a műveletek folyamán csak vizes oldatokat használunk és ha a gyantát ezt követően metanollal, etanollal vagy általában a reakcióban ezután alkalmazandó alkohollal végzett mosással dehidratáljuk. Az addíciós reakciót széles hőmérséklet- és nyomástartományban valósíthatjuk meg. Előnyös, ha a reakciót -20 °C és 80 °C közötti, különösen 10 °C és 50 °C közötti hőmérsékleten és olyan nyomáson végezzük, amelyet úgy választunk meg, hogy a szóban forgó szénhidrogén áramokat a reakció hőmérsékletén folyadék- vagy gáz-fázisban tartsa (aszerint, hogy az említett áramok folyadék- vagy gőzfázisban való kezelése célszerűbb). Folyadékfázisban végezve a reakciót, a reakció térsebessége (LHSV) 1-50 cm3/hg. Előnyös, ha az acetilénesen telítetlen vegyületre számított sztöchiometrikus alkohol felesleg jelenlétében valósítjuk meg a reakciót és a gyakorlatban különösen előnyös, ha az alkoholok az acetilénesen telítetlen vegyülethez viszonyított mólaránya 2, 1. A második reaktorban (hidrolízis) alkalmazott gyantát felhasználása előtt egyszerűen savas vizes oldatokkal, általában ecetsav-oldatokkal aktiváljuk. A hidrolízist széles hőmérséklet- és nyomástartományban valósíthatjuk meg, előnyösen 0 C és 100 °C közötti, különösen 20 °C és 80 °C közötti hőmérsékleten és olyan nyomáson végezzük, amelyet úgy választunk meg, hogy a szóban forgó áramot a reakció hőmérsékletén, előnyösen folyadékállapotban tartsa. Folyadékfázisban végezve a reakciót a térsebesség (LHSV) 0,5-20 cm3/hg. Előnyös, ha a reakciót víz feleslegének jelenlétében valósítjuk meg. A gyakorlatban előnyösen úgy járunk el, hogy a víznek az éterhez viszonyított mólaránya 2 vagy afölötti. A találmány szerinti eljárás foganatosítására az oltalmi kör korlátozása nélkül az alábbi kiviteli példát adjuk meg. Példa Az alkohol addicionálásához használt gyantát az alábbi módon állítjuk elő. 98 g —SO3H típusú savas csoportokat tartalmazó Amberlyst-15 gyantát 2 liter 10súly%-os vizes nátrium-hidroxid-oldattal kezelünk. Az elegyet 1 órán át keverjük, majd szűrjük, és a gyantát semleges reakció eléréséig desztillált vízzel mossuk. Ezután a gyantát 300 ml, 2 g Hg++-iont (így higanyacetátot) tartalmazó, ecetsavval megsavanyított vizes oldattal kezeljük, 24 órán át keverjük, vákuumban szűrjük és vízmentes etanollal ismételten mossuk. A második reaktorban felhasználandó gyantát az alábbi módon állítjuk elő. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
