196817. lajstromszámú szabadalom • Eljárás dialkil-foszfitok előállítására
5 196 817 6 A 2 porlasztó reaktorból távozó gőzöket és gázokat átvezetjük a folyamatos működésű 3 oszlopreaktorba, ahol a folyamatosan betáplált alkohollal egyirányba haladva - az első lépcsőben el nem reagált - foszfor-triklorid átalakulása teljessé válik. Az alkoholfölösleg a gázokkal kihordott terméket abszorbeálja, biztosítván ilymódon a kihordási veszteségek olyan mértékű csökkenését, ami egyébként csak jelentős hidegenergia ráfordítással lenne elérhető. Az oszlop köpennyel van ellátva, így külső hőátszármaztatással a reaktoron belül a legkedvezőbb hőmérsékleteloszlás állítható be. Ily módon a találmány szerinti eljárás fő előnye az eddig ismeretes eljárásokkal szemben abban van, hogy a reakcióútnak a szokásostól eltérő megválasztásával egyszerű és könnyen elkészíthető berendezés alkalmazásával, kedvező energiaráfordítással magasabb dialkil-foszfit kihozatal érhető el. Fentiek szerint a találmány tárgya eljárás dialkilfoszfitok - pl. dimetil-, dietil-, dipropil-, di-izopropil, dibutil foszfátok előállítására, foszfor-triklorid és a megfelelő alkohol közvetlen - oldószer vagy hidrogén-klorid akceptor kihagyásával megvalósított - reakciója útján. A reakciót az 1. ábra szerinti berendezésben két lépcsőben valósítjuk meg olymódon, hogy az első lépcsőben - a reagensek sztöchiometrikus arányához képest - 4-13 gmol% foszfor-triklorid-, a második lépcsőben viszont a foszfor-triklorid feleslegre vonatkoztatott 70-200 gmol% alkoholfölösleggel dolgozunk. A reakcióelegy hidrogén-klorid- és alkilklorid mentesítésére (sztrippelésére) 300-600 mbar vákuumot és foszfor-trikloridra számolva 50-180 liter/gmol, célszerűen 70-140 liter/gmol nitrogén gáz vagy levegőáramot alkalmazunk. A találmány szerint a dialkil-foszfitoknak - foszfor-triklorid és a megfelelő alkohol reakciójával történő előállítására az alábbiak szerint járunk el. Az 1. ábrán vázolt berendezés 1 porlasztóval ellátott 2 reaktorába 500-600 mbar vákuum alkalmazásával beszívatunk - 10-100 gmo!/óra tömegsebességgcl - pontosan mért mennyiségű foszfor-trikloridot és az I : (2,6-2,9) gmol aránynak megfelelő mennyiségű 1-4 szénatomszámú alifás alkoholt, továbbá a reagensek, illetve a reakcióelegy porlasztásához, foszfortrikloridra számítva 50-60 liter/gmol szárított levegőt (vagy nitrogént) (500-6000 l/ó). A hatékony porlasztás eredményeképpen a reagensek tökéletesen keverednek, a reakció gyorsan lejátszódik. A finom cseppek alakjában keletkező főtermék a reaktorban kifelé haladva megszabadul hidrogén-klorid tartalmának nagyrészétől, majd a lehűlés és az áramlási sebesség lecsökkenése folytán nagy cseppekké egyesülve öszegyülik a 2 reaktor alsó részében. Az itt beszivolt levegő vagy nitrogén - melynek mennyisége 100 5000 l/ó, ami 1 gmol dialkil-foszlitra vonatkoztatva 10-50 1-nek felel meg, - miután átbuborékolt a folyadékon a reaktorban alulról felfelé - vagyis a dialkil-foszfittal ellenáramban - haladva elősegíti a hidrogén-klorid távozását és a gyors lehűlést. Ezt a hatást egészíti ki az 1 porlasztón beszívott, vagyis a termékárammal egyirányban haladó levegő vagy nitrogén. E két gázáram együtt biztosítja a kívánt reakcióhőmérsékletet, illetőleg a reaktor hőmérsékletprofilját. A reákciózóna hőmérséklete T, = 50 - 90 °C, a reaktor alsórészében összegyűlt termék hőmérséklete Tz = 20 —40 "C. A reakció melléktermékei, az cl nem reagált foszfor-lriklorid. továbbá a gázárammal kihordott dialkil-foszfit - és az egyesített gázáram a 2 reaktor felső kivezetésén távozik és belép az ugyancsak folyamatos üzemű 3 oszlopreaktorba, ahol az oszlop tetején betáplált 4-70 gmol/óra alkohollal egyenáramban haladva végbemegy a foszfor-triklorid teljes átalakulása, továbbá a dialkii-foszfitnak a gázáramból való elnyelctésc. A folyadékelegy a reaktorban lefelé haladva fokozatosan lehűl és az 5 termékgyűjtőbe kerül. Ide folyik a 6 hűtőn keresztül a 2 porlasztós reaktorban keletkezett dialkil-foszfit is. Innen a T3 = 15-35 °C hőmérsékletű folyadékot - amelyen a homogenizálás és az illékony alkatrészek kihajlása céljából 10-50 liter/gmol dialkil-foszfit (100 5000 l/ó) sebességgel ismét szárazlevegőt vagy nitrogént buborékoltatunk át a 4 hűtőn keresztül - célszerűen közvetlenül a folyamatos desztilláló berendezésbe (esetleg egy megfelelő kapacitású mélyhűtött tárolóba) szívatjuk. A találmány szerinti eljárást az alábbi példákon ismertetjük: I. példa: Dimelit-foszfit előállítása A 2 porlasztós reaktorban 600 mbar nyomáson 750 liter/óra porlasztólevegővel, 15 gmol/óra foszfor-triklorid tömegsebesség mellett összeporlasziunk 5 gmol (687 g) foszforlrikloridol és 13,5 gmol (433 g) metanolt úgy, hogy egyidejűleg a 2 reaktor alsó részén ellenáramban 450 liter/óra sebességgel (1501) szárított levegőt vezetünk be. T, = 54 °C, Tj = 23 °C. Az el nem reagált foszfortrikloridot és az elragadott dimetii-foszfitot is tartalmazó gázáramot a folyamatos működésű 3 oszlopreaktorba vezetjük, ahol az oszlop [elején 11 gmol/óra tömegsebességgel betáplált 3,66 gmól (117 g) metanollal egyenáramban haladva végbemegy a teljes reakció és a reakcióelegy az 5 termékgyűjtőbe kerül. A 6 hűtőn keresztül ide folyik a 2 porlasztós reaktorban képződött dimctil-foszfit is. Sósav- és mctilklorid mentesítés, illetve homogenizálás céljából 300 liter/ óra sebességgel (100 1) száraz levegőt szivatunk az 5 termékgyüjtőn keresztül, (T3 = 20 °C). A kilevegőztetett reakcióelegyet folyamatos üzemi desztillálóban ledesztilláljuk. A nyert tiszta dimetil-foszfit mennyisége 471 g (4,28 gmol), ami foszfor-trikloridra számolva 85,64%-os kitermelésnek felel meg. 2. példa: Dietilfoszfit előállítása A 2 porlasztós reaktorban 600 mbar nyomáson 800 liter/óra porlasztólevegő és 10 gmol/óra foszfor-triklorid tömegsebesség mellett összcporlaszlunk 5 gmol (687 g) foszfortrikloridot és 14 gmol (645 g) etanolt, és a 2 reaktor alsó részén 300 liter/óra sebességgel (150 1) levegőt vezetünk be. T, = 66 °C, Tz = 28 °C. Egyidejűleg az el nem reagált foszfortrikloridot és az elragadott dietilfoszfitot tartalmazó gázáramot a folyamatos működésű 3 oszlopreaktorba vezetjük, ahol az oszlop tetején betáplált 8 gmol/óra, 4 gmól (184 g) alkohollal egyenáramban haladva végbemegy a teljes reakció. A reakcióelegyet az 5 termékgyüjtőbe vezetjük. Ide folyik a 2 porlasztós reaktorban képződött dietilfoszfit is. Sósav és etilklorid mentesítés és homo-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
