201343. lajstromszámú szabadalom • Eljárás legfeljebb 2 tömegszázalék észtertartalmú alumínium-oxid-karboxilát polimerek előállítására
5 HU 201343 A 6 számított 1-10 m/mp sebességgel átvezetjük a célszerűen turbulanciát növelő terelöelemekkel is ellátott 2 csőreaktoron, innen a keverővei ellátott 1 tankreaktorba vezetjük az elegyet, ahol a reakció sorén felszabaduló alkoholt ismert módon eltávolítjuk, a reakcióelegyet pedig visszavezetjük a 2 csőreaktorba és ezt a műveletet addig ismételjük, amíg a monokarbonsav/alumínium mólarény 0,95- -1,05, a viz/alumínium mólarény 0,9-1,0 lesz, majd az igy kapott terméket az alumínium-alkoholét alkoholkomponensének megfelelő alkohol és az oldószerként alkalmazott alkohol közül a magasabb for rés pontú alkohol forráspontját legalább 30 °C-kal meghaladó hőmérsékleten alkoholmentesítjük. Az általunk kifejlesztett eljárás célja aluminium-oxid-karboxilót polimerek előállítása aluminium-alkoholátból kiindulva, vizzel és karbonsavval történő ekvimoláris reagáltatással. A reakciók összegzett sémáját a következő egyenlettel mutatjuk be: n Al(OR)3+n foO+n HX-»[Al-0]n+3n ROH X- ahol n, R és X jelentése a megadott. Abban az esetben, ha a reakciót megfelelő módon sikerül lejátszatnunk, és a keletkező alkoholt mér szinte keletkezése pillanatában az oldószerként alkalmazott alkohollal együtt eltávolítanunk, a kapott termék gyakorlatilag alkoholmentes, sem szabad, sem kötött formában nem tartalmaz alkoxicsoportot, benne az észterképződés minimális. Meg kell akadályozni azt is, hogy az alumínium-alkoholátok hidrolízisénél szűrést igénylő, illetve alumíniumveszteséget okozó szilárd fázis váljon ki. Eljárásunknál a reakció gyors lejétszatására, és az alkoholnak a rendszerből való azonnali elvezetésére törekedtünk, amely, amennyiben a hófokviszonyokat is a megadott módon választjuk meg, az észterképződést minimális szintre csökkenti. Lényeges továbbá, hogy elkerüljük a lokális vízfelesleg kialakulását, ami hidrolízisre vezet, ugyanakkor mégis biztosítsuk az 1-es aluminiura-víz mólarány megvalósíthatóságát. Eljárásunknál a tömeg szerint bemért alumínium-alkoholótot és szénhidrogén oldószert egy kevert 1 tankreaktorba vezetjük. A reagáltatéshoz szükséges vizet és karbonsavat alkoholban oldjuk. E célra célszerűen az aluminium-alkoholát alkoxicsoportjának megfelelő alkoholt használjuk. A viz, illetve a monokarbonsav beoldása történhet külön-külön is, célszerű azonban közös oldatukat létrehozni. Az oldatok alkoholtartalma legalább 35 tX. Az 1 tankreaktorban elhelyezett elegyet az oldatok készítésénél használt alkohol forráspontja feletti 15-50 °C hőmérsékletre állítjuk be, és egy 4 szivattyú segítségével cirkuláltatjuk egy 10-200 közti hosszúságú/belső átmérő arányú, és belsejében az áramlás turbulenciáját növelő terelóelemeket is tartalmazó 2 csőreaktoron keresztül. A 2 csóreaktor belépési pontjánál a 5 keringetett áramba injektélásszerűen beadagoljuk a viz illetve karbonsav 6 alkoholos oldatát. Az 5 keringetett áram, illetve a 6 alkoholos oldat anyagáramát úgy választjuk meg, hogy a 2 csöreaktorba belépő aluminium-vegyületek mólárama a belépő víz és/vagy karbonsav móláramát legalább tízszeresen múlja felül, és a 2 csőreaktorban folyadékfázisra számított 1-10 m/mp lineáris áramlási sebesség alakuljon ki. A 2 csöreaktorban a 6 alkoholos oldat alkoholtartalma, továbbá a kémiai reakciók során felszabaduló alkohol gőz formában jelenik meg és habfázist képez. A habfázis az 1 tankreaktorba kerül vissza, amelyet a célszerűen vákuum alatt tartunk. Az 1 tankreaktorban a habfázis szétesik, a gőzöket elvezetjük és lekondenzáltatjuk, a 3 alkohol kondenzálóban, a folyadákfázist pedig visszavezetjük a 2 csöreaktorba. Mindezt addig végezzük, mig a bemért aluminium-alkoholátra viszonyítva elérjük a közel ekvimoláris karbonsav és víz mólarányt (karbonsavra 0,95- -1,05, vízre 0,9-1,0). Ekkor a cirkuláltatást leállítjuk és az 1 tank reaktor ban levő anyagot - amennyiben szükséges - legalább 20 °C/óra sebességgel 130-170 °C közötti hőmérsékletre fűtjük fel, és ott vákuum segítségével alkoholmentesitést végzünk. A fenti ismertetett módszerrel, a rögzített paraméterek alkalmazásával előállított termékben az alkalmazott alkoholból és karbonsavból keletkezett észter mennyisége kevesebb mint 2 tX, általában 1 tX alatti, a szabad és között alkoxicsoportok együttes mennyisége pedig nem éri el az 1 t%-ot. A kapott termék fényes, szilárd alurainium-vegyületet nem tartalmaz. Eljárásunkat a 2., 3., 5. és 6. példánkkal igazoljuk, az 1. és 4. példa összehasonlítás célját szolgálja. 1. példa Egy fűthető, keverővei ellátott 4 1-es, üveg lombikba bemérünk 162 g (1 mól) alumínium-etilótot és 340 g technikai fehérolajat (ISO VG 15). Az elegyet 80 °C-ra termosztáljuk, és állandó kevertetés mellett, keringető szivattyú segítségével 5000 ml/perc térfogatárammal cirkuláltatjuk egy 8 mm átmérőjű, 200 mm hosszúságú, bordázott falú üveg csőreaktoron keresztül. A csőreaktorba való belépése előtt, ezen anyagáramba injektálásszerűen, egy adagoló szivattyúval 50 ml/perc adagolási sebességgel beadagolunk előbb egy 17,1 g (0,95 mól) vízből és 325 g etil-alkoholból álló 60 °C-ra termosztált oldatot, majd ezt követően egy 270 g (0,95 mól) sztearinsavból és 270 g etil-alkoholból álló, szintén 60 °C-os oldatot. Az oldatok bevezetése során alkoholtartalmuk elpárolgása, illetve a reakciókban felszabaduló alkoholgőzök miatt 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 5
