187285. lajstromszámú szabadalom • Eljárás nitrilek előállítására
187.285 2 Felismertük, hogy a nitrilek az előbb említett módon állíthatók elő, ha a kiindulási anyagként felhasznált, cseppfolyós halmazállapotú, illetve előzetesen forráspontjához közeli hőmérsékletre melegített karbonsavon a savra számítva 1-15, előnyösen 4-8 mólarányban ammóniagázt fúvatunk át és az így kapott gőzelegyet atmoszférikus vagy megemelt nyomáson, 300-450 °C hőmérsékleten, a kiindulási karbonsavra vonatkoztatott 0,2-1 óra"1 térsebességgel felületén 0,2-5 súly% mennyiségben a periódusos rendszer II. oszlopába tartozó fémek közül legalább kettő vízoldható sójával vagy oxidjával promoveált és hőkezeléssel aktivált dehidratáló katalizátoron, előnyösen alumínium-oxidon vezetjük át. A fentiek alapján a találmány tárgya eljárás C2-C22 szénatomszámú nitrilek előállítására megfelelő szénatomszámú karbonsavak és ammónia atmoszférikus vagy megemelt nyomáson és 300-450 °C, előnyösen 350-420 °C-on, 0,2-5 súly% mennyiségben a periódusos rendszer II. oszlopába tartozó fémek közül legfeljebb kettő vízoldható sójával vagy oxidjával promoveált és a reagáltatás megkezdése előtt hőkezeléssel aktivált dehidratáló katalizátor jelenlétében végzett reagáltatása útján. A találmány értelmében úgy járunk el, hogy a kiindulási anyagként felhasznált cseppfolyós halmazállapotú és a forráspontjához közeli hőmérsékletre előmelegített karbonsavon 1-15, előnyösen 4-8 mólarányban ammóniagázt fúvatunk át, majd az így kapott gőzelegyet a kiindulási karbonsavra vonatkoztatott 0,2-1,0 óra"' térsebességgel vezetjük át a katalizátoron. A találmány szerinti eljárás gyakorlati megvalósítása során dehidratáló katalizátorként a technika állása ismertetésénél említett valamelyik katalizátort, előnyösen alumínium-oxidot használunk. A promoveáláshoz a gyakorlatban valamilyen vízoldható magnézium- vagy báriumsót, vagy pedig ezek keverékét hasznosítjuk. Vízoldható sókként használhatunk szerves sókat, például nitrátokat. A sókból a katalizátor hőkezelésének hatására a megfelelő fémoxidok képződnek. A sók felvitelét végezhetjük impregnálással, de természetesen a katalizátor előállítható a megfelelő arányban Mg++ot és/vagy Ba+ +-ot tartalmazó vízoldható alumíniumsókból történő együttes leválasztással is. A dehidratáló katalizátor aktiválását célszerűen nitrogénatmoszférában, 100 °C hőmérséklettől kezdve 400 °C-ig 2 óránként 50 °C-al megemelt, lassú hevítés útján hajtjuk végre. A kiindulási karbonsavat célszerűen forráspontja közelébe melegítjük elő és így vezetjük bele az ammóniagázt. A szokásos elpárologtató egység el lehet látva az ammónia bevezetésére szolgáló fúvókákkal. Az ammónia átfúvatása során reagáltatás nem történik. A nilrillé való átalakulás a zsírsavak és az ammónia között egy reakciólépcsőben, a reaktorban, a promoveált katalizátor felett játszódik le 90% feletti hozammal. A felhasznált katalizátor aktivitását hosszú időn át megtartja. A találmányt közelebbről a következő kiviteli példákkal kívánjuk megvilágítani. /. példa 1,5% bárium-oxidot tartalmazó alumínium-oxid katalizátort reaktorba töltünk és nitrogénatmoszférában 2 óránként 50 *C-al végzett lassú hőmérséklet-emeléssel aktiválunk, majd a reaktoron 380 °C hőmérsékleten és atmoszférikus nyomáson ecetsav és ammónia 1:4 mólarányú keverékét vezetjük át, az ecetsavra számítva 0,50 óra"1 térsebességgel. Az ecetsav és az ammónia reaktorba táplálását úgy végezzük, hogy az ecetsavat 80 °C-ra felmelegítjük és az előmelegítőbe ugyanakkor bevezetjük az ammóniagázt is. Az átfúvatás után az ammónia ecetsav-gőzzel telítve jut a katalizátort tartalmazó reaktorba, ahol megtörténik a nyersanyagok átalakulása nitrillé. A reaktort elhagyó termék 99,2% acetonitrilt tartalmaz 0,7% acetamid és 0,1% maradék ecetsav mellett. 2. példa Alumínium-oxid hordozó felületére impregnálással 1,0 súly% bárium-nitrátot és 1,5 súly% magnézium-nitrátot viszünk fel, majd szárítás után az így kapott katalizátort 2 liter térfogatú reaktorba töltjük. A reaktor hőmérsékletét két óránként 50 ’C-al történő emeléssel, nitrogéngáz átfúvatása mellett 400 °C-ra állítjuk be, és ezután még további 5 órán át 400 °C-on tartjuk a katalizátor aktiválása céljából, majd megkezdjük a reaktánsok betáplálását. A 300 °C hőmérsékletű elpárologtató egységbe C, o~C22 szénatomszámú olvasztott zsírsavelegyből (amely 33% sztearinsavat, 20% linolsavat, 12% mirisztilsavat, 31% palmitinsavat és 4% kaprinsavat tartalmaz) óránként 1,7 litert adagolunk, és ugyanide fúvókákon át bevezetünk 1 m2/ó térfogati sebességgel ammóniagázt. A zsírsavval telített ammóniagázt a reaktorba vezetjük, ahol megtörténik a nitrillé való átalakulás. A reaktorból kilépő termék az elemzés szerint 98,7% nitrilt, 0,8% savamidot és 0,5% zsírsavat tartalmaz. 3. példa 2,0 súly% magnézium-oxidot tartalmazó, promoveált alumínium-oxid alapú katalizátort állítunk elő az ismert módszerek valamelyikével, majd 10 liter térfogatú reaktorba töltjük. A reaktorban a katalizátort 2 óránként 50 °C-al történő lassú felmelegítéssel 400 *C hőmérsékletre hevítjük, ezután a 300 *C hőmérsékletű elpárologtató rendszeren át megkezdjük 25 m2/öra mennyiségű ammó5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 3
