202489. lajstromszámú szabadalom • Környezetkímélő eljárás és szakaszos és/vagy folyamatos üzemű kapcsolási elrendezés és tiokarbamátok előállítására
1 HU 202 489 A 2 Találmányunk kidolgozásánál az volt a célunk, hogy a megfelelően kiválasztott kémiai eljárás és a kivitelezéshez szükséges kapcsolási elrendezés együttes, egymással kölcsönhatásban végrehajtott fejlesztésével az eddig ismerteknél lényegesen egyszerűbb, gazdaságosabb és környezetkímélőbb módszert valósítsunk meg. A találmányunk szerinti környezetkímélő eljárás azon a felismerésen alapul, hogy a reakciót emulziós közegben, célszerűen az előző gyártás reakcióelegyében, kell lefolytatni, ahol a diszpergált, szerves mikrocseppeket az adott körülmények között egymással korlátlanul elegyedő amin, tio-észter és tiokarbamát, a diszperziós közeget pedig a poláros, 0,2-25 tömeg% szervetlen lúgot tartalmazó vizes oldat alkotja. A két egymással nem elegyedő fázis között intenzív keveréssel és/vagy a reakcióelegy cirkuláltatásával alakítjuk ki a szerves fázis mikrocseppjeit, amelyekben az átalakulás pillanatszerűen végbemegy, de továbbra is homogén és a vizes közegtől elkülönült marad. A mikrocseppekben a vizes közeg nagy hőkapacitása miatt kizárt a helyi túlmelegedés és ez megakadályozza a klór-hangyasav-tio-észter bomlását, továbbá a dialkil-diszulfid, dialkil-ditiokarbonát, tetraalkilkarbamid képződését. Ugyanakkor a mikrocseppekben lejátszódó célreakció melléktermékeként keletkező sósav a szervetlen lúghoz való nagy affinitása miatt átdiffundál a poláros vizes fázisba, amelyben a lúggal pillanatszerűen sót képez. A reakció befejezése után az intenzív keverést megszüntetve az apoláros és poláros fázis ülepítéssel könnyen és jól szétválasztható. Az apoláros fázist képező tiokarbamát vizes mosással és szükség szerint desztillációval megtisztítható, a poláros vizes fázis pedig a hulladékgázokkal együtt, az ugyancsak a találmányunk tárgyát képező eljárással egyszerűen tisztítható ill. méregteleníthető. Vizsgálataink során azt tapasztaltuk, hogy a bűzös merkaptidok, szulfidok savas közegben, 30-90 °C hőmérséldeten, vegyes fázisú gáz-folyadék reakcióban, klórgázzal végzett reakcióval méregteleníthetők a leghatékonyabban. A találmányunk tárgyát képező környezetkímélő eljárásnál a (II) általános képletű klór-hangyasav-tioészterekből indulunk ki, amelyeket emulziós közegben a (ül) általános képletű aminokkal - a képletekben R és Rt egyező vagy eltérő és 1-6 szénatomos alkil- vagy 4-6 szénatomos cikloalkil-csoportot jelent, vagy R és Rí együttesen a nitrogénatommal hexametilén-imino-csoportot alkot, az R2 jelentése pedig 1-4 szénatomos alkilcsoport - reagáltatunk. Nem használunk szerves oldószert, tercier bázis savmegkötőszert, kvaterner ammóniumsót, illetve fázistranszfer katalizátort, ennek ellenére a szigorodó előírásoknak megfelelő, jó minőségű terméket nyerünk és lényegesen kevesebb melléktermék képződik, amelynek a kezelését a technológia részeként megoldjuk. A reaktánsokat és a vizes lúgot külön-külön vagy párhuzamosan egy 0,2-25 tömeg%, célszerűen 2-10 5 10 15 20 25 30 35 40 45 60 65 60 tömeg% szervetlen lúgot, 0-50 tömeg% (I) általános képletű tiokarbamátot, 0-3 tömeg% (II) általános képletű klór-hangyasav-tio-észtert, 0,5-50 tömeg% (lÚ) általános képletű amint és 0,2-25 tömeg% alkálifém-kloridot tartalmazó vizes emúlzióba, mely célszerűen az előző gyártás reakcióelegye, vezetjük, kivéve a tiokarbamát gyártás indítását, mikor még nem áll rendelkezésre reakcióelegy. Ekkor üres reaktorba, vagy vizes lúgba történik a beadagolás és az előbbi összetételű emulzió csak kb. 5 perc múlva alakul ki. A további beadagolás és a reagáltatás már emulziós közegben történik ekkor is. A tio-észtert és amint 15- 90 °C, előnyösen 50-70. °C hőmérsékleten reagáltatjuk, miközben az egész reakcióelegyet min. 15 percig kevertetjük és/vagy - adott esetben hőcserélőn keresztül - szivattyúval cirkuláltatjuk. Ezután egy elválasztó rendszerben a szerves fázist képező tiokarbamátot elválasztjuk a vizes fázistól, a szerves fázist szükség szerint ismert módon tisztítjuk, majd a tiokarbamát hatóanyagot továbbfeldolgozásra elvezetjük, az újra hasznosítható alapanyagot tartalmazó vizes, emulziós fázist a tiokarbamátképző reaktorba, a hasznosítható anyagot nem tartalmazó vizes fázist, adott esetben a technológiai véggázokkal együtt, a méregtelenítő rendszerbe vezetjük, ahol 30-90 °C, célszerűen 60-80°C hőmérsékleten, ph =7 alatti közegben, egyen- vagy ellenáramban klórgázzal reagáltatjuk. így a benne lévő, az eddig ismert eljárásokénál jóval kevesebb mennyiségű, de még így is rendkívül kellemetlen szagú szennyezőanyagokat (pl. merkaptán, merkaptán-nátriumsó, dialkil-diszulfid, dialkilditiokarbonát, tetraalkü-karbamid stb.), amelyek többsége ráadásul toxikus és biológiailag nem, vagy csak kevésbé bontható, vízben oldódó, nem toxikus, bűzmentes, biológiailag lebontható vegyületekké alakítjuk. A találmányunk szerinti eljárás az ugyancsak a találmányunk tárgyát képező szakaszos és/vagy folyamatos üzemű kapcsolási elrendezésű berendezésben (1. ábra) vitelezhető ki. A találmányunk szerinti kapcsolási elrendezés három fő rendszerből áll: A reagáltató, E elválasztó és Ci, C2 méregtelenítő rendszerből áll, ahol A reaktor(ok) sorba van(nak) kapcsolva a 6 reakcióelegy vezetéken át az E elválasztó rendszerekkel, a 9 szennyvíz vezetéken át a Ci klórozó reaktor(ok)kal és az 5 véggáz vezetéken át a Cl klórozó reaktorral vagy a C2 abszorberrel, mimellett a méregtelenítő rendszert alkotó Ci klórozó reaktor(ok)kal és C2 abszorber is sorba van(nak) kapcsolva egymással a 11 gázvezetéken át. Az A reaktor(ok) keverővei, hűtőköpennyel, a tioészter, amin és lúg betáplálására Bi, B2, B3 bemérőedényekkel és 1,2,3 csővezetékekkel, 4 vízvezetékkel van(nak) ellátva, továbbá az A reaktorok közül legalább egynek - adott esetben egy P5 szivattyút és Hó hűtőt 7 cirkuláltató vezetéken át sorbakapcsolva tartalmazó - cirkulációs köre is van. Az E elválasztó rendszer, melynek 8 tiokarbamát vezetéke is van, az újra hasznosítható alapanyagot tartalmazó vizes, emulziós fázis visszaforgatására 3
