194538. lajstromszámú szabadalom • Folyamatos eljárás 1-(metil-tio)-acetaldoxim-N-metil-karbamát (metomil) előállítására
5 1S4 538 6 után a termékeket lehűtik, és a desztilláló berendezésbe való betáplálás előtt átmeneti tároló tartályokba viszik át. A találmány szerinti, folyamatos eljárás során az I - (mctil - tio) - acclaldoximot és a mctil - izocianátot folyamatosan elegyítjük, majd alacsonyabb, a reakciót megindító hőmérsékletre melegítjük. A reakció során hő eltávolítása nem szükséges, s ennek eredményeként a reagáló anyagkeverék lényegesen magasabb hőmérsékletre melegszik, mint a szakaszos eljárás során. A találmány szerinti, folyamatos eljárás kivitelezése során a magasabb reakcióhőmérséklet és nyomás alkalmazása lehetővé teszi egy egyszerűsített, folyamatosan működő csőreaktor alkalmazását, s igy a szükséges tőkeberuházás, továbbá az üzemelési költségek csökkennek, mivel a szellőzési veszteségek (s igy a metil - izocianát veszteség) csökken, továbbá kevesebb fütőenergia és kevesebb hűtőberendezés szükséges. A 3 459 866 sz. amerikai egyesült államokbeli szabadalom 2. példájában ismertetett szakaszos eljárás és a találmány szerinti folyamatos eljárás reakciókörülményeit a 2. táblázatban foglaljuk össze. 2. táblázat Szakaszos Folyamatos Reakcióhőmérséklet (°C) Kezdeti hőmérséklet 43 50 Reakcióhőmérséklct 77U) 50-98<2) A desztilláló berendezés betáplálás! hőfoka 46 98 A reaktorban fennálló nyomás (MPa) 6,8-34 272-408 A szükséges idő (perc) Az 1 -(metil-tio)-acetaldoxim betáplálása 45 0<3) A metil-izocianát visszatápláíása 15 0(3, Friss metil-izocianát betáplálása 10-30 0<3> Reakció 110 30 A reaktor ürítése 35-40 0<3) Összesen 215-240 30 Magyarázat a táblázathoz: U) Lényegében állandó hőmérséklet; (Z) Adiabatikus körülmények: a hőmérséklet a reaktor mentén növekszik ; <3) A nyersanyagok betáplálása és a termékek eltávolítása folyamatos. A szakaszos eljárás végrehajtása során a reaktorba betápláljuk az anyagokat és azokat onnan eltávolítjuk: ez történik a bemérő tartályokban, a reaktorban, a visszatáplálásra szolgáló tartályokban és az átmeneti tároló tartályokban. A tartályokból gőzök távoznak, amelyek mctil - izocianátot, tehát egy viszonylag költséges nyersanyagot tartalmaznak. Az anyagmérleggel kapcsolatos számításokra alapozott becslések szerint a reakciórendszerbe betáplált metil - izocianát 0,26 százaléka a párolgás következtében veszendőbe megy. A folyamatos eljárás alkalmazása során ilyen metil - izocianát veszteség nem lép fel, mert az áramló folyadékokból gőzök nem távoznak. A folyamatos eljárás végrehajtása során hőt nem kell eltávolítanunk, s ennek következtében a reakcióhőmérséklet emelkedik. Ennek eredményeként a folyamatos üzemelés során a közüzemhálózati költségek lényegesen csekélyebbek. Egyéb, a szakaszos működéssel kapcsolatos műveletek, például hőközlés a eaktorral, valamint a hő elvonása a reaktorból, továbbá a metil - izocianát desztilláló berendezés nagyobb hőigénye miatt a szakaszos eljárásoknál nagyobb hőmennyiségek alkalmazására van szükség, mint a találmány szerinti, folyamatos eljárásban a desztilláló berendezés állandó hőmérsékletének a fenntartásához. A szakaszos és folyamatos működés közötti hé iaérsf klctkülönbség következtében a szakaszos eljárás során nagyobb hőmennyiség bevitele szükséges, s ennek eredményeként a találmány szerinti folyamatos eljárás a szakaszos eljárás hőigényének csupán !8 százalékát igényli. Összefoglaló: . az anyagmérleggel kapcsolatos számítások alapján úgy becsüljük, hogy a folyamatos eljárás - a szakaszos eljárássá! összehasonlítva — 33 százalékkal kevesebb tőkeberuházást igényel, a metil izocianátra vonatkoztatott hatásfok 0,26 százalékkal nagyobb, és a közüzem-hálózati költségek összege a szakaszos eljárás megfelelő költségének 18 százaléka. Nézetünk szerint — a találmány szerinti, folyamatos eljárás alkalmazásával járó, kedvezőbb gazdaságosságával együtt - a találmány szerinti eljárás következtében elért legjelentősebb javulás abban mutatkozik, hogy mind az oxim, mind a metil-izocianát kihasználásának hatásfoka lényegesen jobb, s ez a rövidebb reakcióidőnek és a metomil hőokozta bomlása kisebb mértékének következménye. Amint fentebb említettük, a metil - izocianát felhasználásának hatékonyságát a párolgási veszteségek kiküszöbölése tovább növeli. Szabadalmi igénypontok 1. Folyamatos eljárás az (I) képletü 1 - (metil - tio)- acetaidoxim - N - karbamát előállítására, I - (metil- tio) - acetaldoximból és a sztöchiometrikus mennyiséghez képest feleslegben alkalmazott metil - izociarsátbóí kiindulva, semleges oldószerben, előnyösen kis molekulatömegü alifás ketonban, adott esetben katalizátor, előnyösen alifás amin jelenlétében, az el nem reagált metil - izocianát és az oldószer ledesztillálásával, majd egy részének visszacirkuiáltatásával, azzal jellemezve, hogy a kiindulási anyagokat 30 - 70 °C hőmérsékleten folyamatosan összekeverjük, az így kapott keveréket zárt áramlású, tartózkodási időnek megfelelő méretű adiabatikus csőreaktorba vezetjük, ahol 204-476 MPa nyomás tartunk fenn, a reaktorból 25—35 perces tartózkodási idő után a 80-120 *C-os reakcióiéiméket elvezetjük, cs abból az ismert módon elkülönített metil - izocianát és az oldószer egy részét az elegybe visszatápláljuk. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
