195744. lajstromszámú szabadalom • Eljárás fluor tartalmú szilícium-dioxid katalizátorok előállítására és alkalmazásuk nitrilek előállítására
9 1 jfi 7 í 1 10 A pórusok átlagos átmérője: 1,19.10'5 mm Nátrium-tartalma (N'azO): 0,046% Fluor-tartalma: 0,26% Kicserélődési pH értéke: 3 A pórusok átlagos átmérője: 1,2.10*5 mm NazO-tartalma: 1600 ppm Fluor-tartalma: 0,31% Kicserélődési pH értéke: 3 3. példa Oldatot készítünk 500 g 40%-os fluor-hidrogénsavból és 2470 g vízből. Egy második oldatot állítunk elő, mely nétrium-szilikátot tartalmaz (Si02/Naz0=3,3), és sűrűsége 1,185, majd mindkét oldatot 0 °C-ra hűtjük. A szilikát-oldatból erélyes keverés közben, -2 °C és 2 °C közötti hőmérsékleten addig öntünk a fluor-hidrogénsav oldathoz, amíg ez utóbbi pH értéke a 4-et eléri (a szilícium-dioxid koncentrációja a szóiban 10,67%). E műveletben 2097 g nátrium-szilikát oldat fogy el. Az így készült szól 20 percen beiül géllé alakul. A hidrogélt 2-6 mm átlagos átmérőjű szemcsékké aprítjuk, és a szemcséket egy órán át ötszörös térfogatú vízben áztatjuk; a viz pH értékét ammónia bevezetésével 8-ra állítjuk. A kapott szilárd anyagot 200 °C-on 24 órán át szárítjuk. A szilicium-dioxidot ismét átmossuk ionmentesített (demineralizált) vízzel, majd megszárítjuk. Az így kapott szilícium-dioxid jellemezői a következők: Fajlagos felülete: Összes pórustérfogata: A pórusok átlagos átmérője: Nazű- tar talma: Kicserélődési pH értéke: 4. példa 233 m2/g 115 ml/100 g 1,15.10'5 mm 0,16% 3 10 15 20 25 30 40 Oldatot készítünk 500 g 40%-os fluor-hidrogénsavból és 5000 ml vízből. Egy másik oldatot állítunk elő, mely nátrium-szilikátot tartalmaz, és sűrűsége 1,185 (Sü0/Na20=3,3). Mindkét oldatot 10 °C-ra hűtjük, majd a szi- 45 likát-oldatból erélyes keverés közben addig öntünk a fluor-hidrogénsav oldatához, míg ez utóbbi pH értéke a 4-et eléri. E művelet során 2370 g nátrium-szilikát oldat fogy el, ha a hőmérsékletet 8 és 12 °C 50 között tartjuk. A szilícium-dioxid koncentrációja a szóiban 6,77%. Az így képződött szók lemezre öntjük, ahol 10 percen belül gólle alakul. A hidrogélt 2-6 mm átlagos átmérőjű szemcsékké aprítjuk és a szemcséket egy 55 órán át ötszörös térfogatú vízben áztatjuk. A viz pH értékét ammónia bevezetésével 8-ra állitjuk. Az így nyert szilárd anyagot 24 órán át 200 °C hőmérsékleten szárítjuk. A megszáritott szilicium-dioxidot ásványmente- GÜ situtt vízzel mossuk, majd ismét megszárítjuk. Az így kapott szilicium-dioxid jellemzői a következők: Fajlagos felülete: 195 m2/g összes pórustérfogata: 103 ral/100 g 65 5. példa Rozsdamentes acélból készült, 1 literes csőreaktort megtöltünk a 2. példa szerint készült katalizátorral, és folyamatosan elegyítünk a reaktorban 500 g/óra sebességgel beáramló acetonitrilt és 125 g/óra sebességgel beáramló 3-trifluor-metil-formanilidet. A két komponenst előmelegítjük, és a reakció hőmérsékletét a katalizátor-ágy teljes hoszszában 530 °C-on tartjuk. Ily körülmények között a forms.nilid-vegyület konverziója 95%-os. Az idő előrehaladtával a mennyiségeket módosítjuk, az átalakulás szintjének megtartása végett, így összesen 450 óra alatt 37,20 kg 3-trifluor-metil-formanilidet vezetünk be. Az oldószer és a képződött víz ledesztillálása után a következő termékeket kapjuk: 25,0 kg 3-trifluor—metil-benzonitril 5,68 kg 3-trifluor-metil-analin 2,39 kg változatlan formanilid-vegyület 0,52 kg másodlagos termék A nitril-képződés szelektivitása az elreagált formanilidvegyületre vonatkoztatva 98,1%. A szelektivitás fogalmán mind ebben a példában, mind a következőkben a képződött nitriinek a formanilid-vegyülethez arányított viszonyszámát értjük, kivéve ebből azt a formanilid-vegyület mennyiséget, mely a folyamat során a megfelelő anilinné alakul át, mivel ez utóbbi, ipari művelet során, kvantitative átalakítható hangyasavval a kiinduló vegyületként használt formaniliddé, és a folyamatba ismét visszavihetó. A reaktorból eltávozó nyers keverék fluorid-tartalma 130 ppm. A 3-trifluor-metil-benzonitril csupán nyomokban tartalmaz benzonitrilt, és mindössze 0,32% 3-tolunitrilt. 6. példa Ugyanúgy járunk el, mint ahogyan az 5. példában leírtuk, azonban az 1. példa szerint készített szilicium-dioxidot alkalmazzuk. A művelet során 390 óra alatt 44,46 kg 3-trifluor-metil-formanilidet viszünk a reaktorba. Az oldószer és a képződött viz iedeszLillálása után a következő komponenseket kapjuk: 28,81 kg 9,8 kg 2.05 kg 1.5 kg A nitrilképzés szelektivitása 95,9%. A nyers keverék fluorid-tartalma 110 ppm. 3-trifluor-metil-benzonitril 3-trifluor-metii-anilin változatlan 3-trifluor-metil-formanilid másodlagos termék 6
