196583. lajstromszámú szabadalom • Eljárás borostyánkősav alifás-diészterek előállítására maleinsav-anhidridből
1 2 kappen véghetjiik: A folyamatos üzemű, nyomásálló reaktort megfelelően formázott (például tablettázott vagy granulált) hordozós katalizátorral töltjük meg. A maleinsav-aniüdridet a céltermékként szereplő borostyánkősav-diészterben vágj' olyan végtermékben oldjuk, amelyből előzetesen eltávolítottuk a vizet és az alkoholt, esetleg a borostyánkősav-diészter termék egy részét is, majd ezt az oldatot előmelegítőn keresztül a katalizátor-ágy elé vezetjük. Egy külön vezetéken ugyanide vezetjük az előmelegített észterező alkoholt. A hidrogént vagy a hidrogén - inert gáz elegyet is ide vezetjük akár külön vezetéken, akár a maleinsav-anhidrides oldattal és/vagy az alkohollal együtt. A reagáló anyagokat a katalizátor felületén vagy a katalizátor-ágy belsejében érintkeztetjük egymással. A kapott reakciótermékből lehűlés után elválasztjuk a gázalakú és a folyékony komponenseket, a folyadékfázisból ledesztilláljuk a vizet és az alkoholt, és a maradékot vagy annak egy részét - esetleg a borostyánkősav-diészter egy részének eltávolítása után — a maieínsav-anhidrid oldására használjuk fel. A borostyánkősav-diésztert ismert módon, célszerűen desztillációval különítjük el a víz- és alkoholmentesített folyadékfázisból. A találmány szerinti eljárás főbb előnyei a következők: — Az eljárás egy lépésben, egy reaktorberendezésben, folyamatos üzemben, nagy termelékenységgel hajtható végre. Az eljárás kereskedelmileg könnyen hozzáférhető kiindulási anyagokat igényel. — Nincs szükség speciális korrózióálló anyagokból készült berendezésekre és speciális munka- és tűzvédelmi előírások betartására. — A feleslegben alkalmazott alifás alkohol, valamint a hidrogéntartalmú gáz visszavezethető a reakcióba, hasonlóképpen visszavezethető a közbenső termékként képződött borostyánkősav, borostyánkősav-anhidrid és/vagy borostyánkősav-monoészter is, ami növeli az eljárás gazdaságosságát. — A borostyánkősav-diésztert nagy tisztaságban kapjuk. A találmány szerinti eljárást az oltalmi kör korlátozása nélkül az alábbi példákban részletesen ismertetjük. 1. példa 250 cm3-es nyomásálló csőreaktort megtöltünk granulált aktív szén hordozóra felvitt, 1 t% palládiumot tartalmazó katalizátorral. A reaktort 220 °C-ra fűtjük fel 4.1Q3 kP nyomáson, miközben 20 1/óra sebességgel hidrogént vezetünk át a reaktoron gáz-folyadék arány: 125 dm3/kg. A kívánt hőmérséklet elérésekor a reaktorba 95 cm3/óra sebességgel 60 tömeg1?? dimetii-szukcinátot és 40 tömeg% maleinsav-anhidridet tartalmazó oldatot, egy másik vezetéken keresztül pedig 65 cm3/óra sebességgel metanolt vezetünk be, és gondoskodunk róla, hogy a két folyadékáram csak a katalizátor-ágy felületén érintkezzen egymással. A katalizátor összes folyadékterhelése 0,64 kg/dm3 óra. A hidrogént a reakció közben a maleinsav-anhidrides vezetéken juttatjuk a reaktorba. A kísérlet befejezése után a berendezésen különösebb korróziót nem tapasztaltunk. A kapott folyékony terméket desztillációs módszerrel tisztítjuk. A kihozatal a betáplált maleinsav-anhidridre számítva 93 mól%. A kapott dimetjl-szukcinát tisztasága 99,5% feletti, savszáma 0,2 mg KOH/g-nál kisebb érték. A melléktermékként képződött monometil-szulcinátot és borostyánkősavat a maleinsav-anhidrides oldatban visszavezethetjük a reakcióba. 2. példa. Az 1. példában ismertetett, de 5 t% platinát tartalmazó katalizátorral megtöltött reaktort 3.103 kP nyomáson 40 liter/óra sebességű gázátvezetés közben (gáz-folyadék arány: 128 dm3/kg) 200 °C-ra futjük fel. A gázáram 75 térfogat% hidrogént és 25 térfogat% nitrogént tartalmaz. /V kívánt hőmérséklet elérésekor a reaktorba 170 cm3/óra sebességgel 40 tömeg% maleinsav-anhidridet és 60 tömeg% víz- és etanolmentesített végterméket tartalmazó oldatot, egy másik vezetéken keresztül pedig 142 cm3 /óra sebességgel abszolút etanolt adagolunk, és gondoskodunk arról, hogy a két folyadék a katalizátor-ágy felületén találkozzék. A katalizátor összes folyadékterhelése 1,24 kg/dm3.óra. A reakció alatt a lúdrogén-nitrogén gázelegyet 1:1 arányban megosztva a nialeinsav-anhidrides oldattal és az etanollal együtt tápláljuk be. A kísérlet befejezése után a berendezésen különösebb korróziót nem tapasztaltunk, A kapott folyékony terméket desztillácíóval dolgozzuk fel. A kihozatal a bevitt maleinsav-anhidridre számítva 90 mól%. A kapott di-ctil-szukcinát tisztasága 99% feletti, savszáma 0,2 mg KOH/g. A melléktermékként keletkező monoetil-szukcinát a borostyánkősav a maleinsav-anhidrides oldattal visszavezethető a reakcióba. 3. példa 250 cm3-es nyomásálló csőreaktort megtöltünk horzsakőre felvitt 0,5 t% palládiumot tartalmazó katalizátorral. A reaktort 4,5.103 kP nyomáson 230 3C-ra fűtjük fel, miközben a reaktorba 16 liter/óra sebességgel 75% hidrogént és 25% nitrogént tartalmazó gázelegyet vezetünk (gáz-folyadék arány: 145 cm3/kg. A kívánt hőmérséklet elérésekor a reaktorba 50 cm3/óra sebességgel 50 tömeg% maleinsav-anhidridet és 50 tömeg% metanol-, víz- és részben dimetil-szukcinát-mentesített végterméket tartalmazó oldatot, egy külön vezetéken keresztül pedig 60 cm3/óra sebességgel legfeljebb 0,4 tömeg% vizet tartalmazó metanolt vezetünk be. (A végtermék-oldat legalább 70 tömeg% dimetii-szukcinátot tartalmaz.) A reaktor belső kiképzése olyan, hogy a két folyadékáram a kahilizátortér belsejében találkozik. A katalizátor teljes folyadékterhelése 0,44 kg/dm3.óra. A hidrogén-nitrogén gázelegyet a reakció közben megosztva a maleinsrv-anhidrides és a metanolos vezetéken átjuttatjuk a reaktorba. A kísérlet befejezése után a berendezésben nem észleltünk korróziós nyomokat. A folyékony terméket desztillációvai dolgozzuk fel. A dimetil-szukcint tot a bevitt maleinsav-anhidridre számítva 75 mól%os hozammal kapjuk. A kapott dimetil-szukcinát tisztasága 99,0% feletti érték, savszáma 0,2 mg KOH/g. A melléktermékként képződő monometil-szukcínátot és borostyánkősavat a maleinsav-anhidrides oldatban visszavezetjük a reaktorba. 4. példa 250 cm3-es nyomásálló csőreaktort megtöltünk 250 cm3 szilikagél-bárium-szulfát hordozóra felvitt, 5 1% ródiumot tartalmazó katalizátorral. A reaktort 20 liter/óra sebességgel áramoltatott (gáz-folyadékarány: 118 dm3/kg) nyomású hidrogénnel 180 °C-ra fűtjük fel. A kívánt hőmérséklet elérésekor a reaktor196.583 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 3
