CS219194B1 - Spósob výroby morfolinu a zariadenie na prevádzanie tohoto spósobu - Google Patents

Description

3

Vynález sa týká spósobu výroby morfolínua zariadenia na prevádzanie tohoto spósobu.

Morfolín sa vyrába dehydratáciou dietanolamí-nu pomocou olea při teplote 200 až 235 °C (USApat. spis č. 2 777 846). Surový reakčný produkt saneutralizuje 30%-ným roztokom hydroxidu sod-ného a izoluje destiláciou. Podlá autorského os-vedčenia č. 125202 sadehydratáciadietanolamínuuskutočňuje pomocou olea pri teplote 150 až250 °C počas 30 až 120 minút. Morfolín sa izolujezo surového reakčného produktu po jeho neutrali-zácii vodným roztokom hydroxidu draselného,rektifikáciou vodného roztoku' morfolínu. Podláautorského osvedčenia č. 146401 sa morfolínpřipravuje s dietanolamínu pomocou kyseliny síro-vej pri teplote 165 až 170 °C pri pomeredietanolamín : kyselina sírová = 1 ; 1,2 až 1 : 1,8tak, že dietanolamín sa přidává do kyseliny síroveja reakčná voda sa odstraňuje za zníženého tlaku.Morfolín sa uvolní pomocou hydroxidu sodnéhoa izoluje sa azeotropickou destiláciou.

Vynález v ďalšom uvedený, popisuje spósobvýroby morfolínu z dietanolamínu a olea dehydra-táciou za zvýšenej teploty za miešania, ktoréhopodstatou je, že do reakčného produktu po dehyd-ratácii, rozpuštěného v pridávanom rozpúšťadle,ktorým móže byť jedna alebo viac rozpúšťadiel,s výhodou izopropylalkohol, etylalkohol, metylal-kohol sa privádza prchavá báza s výhodou amo-niak, úplné alebo čiastočne rozpustná v pridáva-nom rozpúšťadle a to v mólovom pomere prchávejbázy s výhodou amoniaku ku dietanolamínu 0,1 až20 : 1, s výhodou 0,1 až 10 : 1, pri teplote —50 až150 °C, s výhodou —10 až +85 °C, ďalej sa oddělípříslušný kryštalický síran a z kvapalného podielusa morfolín oddělí od ostatných zložiek, s výhodoudestiláciou, pričom destilačný zvyšok sa s výhodoumóže přidávat’ ku dietanolamínu na dehydra-táciu.

Podstatou zariadenia na prevádzanie spósobupodlá vynálezu je reaktor vsádkový, polokontinu-álny alebo kontinuálny tvořený kotlom s miešad-lom, chladiacim plášťom, výpustným ventiloms chladičom alebo bez chladiča, ktorého podstataje, že v reaktore je umiestnený sýtič smerujúci kudnu kotlá a to rovný alebo spirálovité stočeríý.Zariadenie pracuje obvyklým spósobom; v sýtičismerujúcom ku dnu sa privádzaný amoniak resp.jeho výparné teplo, do rozpúšťadla používá nachladenie procesu uvolňovania morfolínu. Zaria-denie je na obrázku a pozostáva z kotlá 1 s dnom 7,s miešadlom 2, chladiacim plášťom 3, výpustnýmventilom 4, spatným chladičom 5, pričom sýtič6 smerujúci ku dnu kotlá 7 na obrázku je rovný. Výhodou spósobu podlá tohoto vynálezu jepodstatné zjednodušenie separačného postupuoproti predchádzajúcim spósobom. Neutralizáciousurového reakčného produktu v organickom roz-púšťadle sa získá kryštalický, dobré filtrovatefriýsíran, například síran amonný, takže sa dá odkvapalného podielu prakticky úplné oddělit* běžný-mi separačnými metodami. Z organických rozpúš- 219194 ťadiel je výhodné použit* etylalkohol, připadnemetylalkohol, v ktorých je surový reakčný produktvelmi dobré rozpustný. Tieto rozpúšťadlá sa dajúpomeme 1'ahko oddělit* od morfolínu pri destilač-nom spracovaní filtrátu, čo súvisí so značnýmbodom varu dělených látok. Rozpúšťadlo sa vrátido procesu a destilačný zvyšok sa móže sčastipřidávat* k dietanolamínu vstupujúcemu na dehyd-ratáciu. Výhodou navrhovaného spósobu výrobymorfolínu je tiež využitie výparného tepla amonia-ku pri neutralizácii surového reakčného produktuv zariadení, vybavenom príslušenstvom, s výhodouvýpamým hadom, čo prináša značnú úsporu ener-gie, najma v porovnaní s predchádzajúcimi spósob-mi. V týchto postupoch sa na neutralizáciu kyselinysírovej používali vodné roztoky alkalických hydro-xidov a pri izolácii morfolínu bolo potřebné odpa-řovat’ značné množstvo vody.

Navrhovaný spósob výroby morfolínu vyžadujepodstatné jednodučhšie oddelenie morfolínu a týmaj jednodučhšie zariadenie, ako je tomu pri pred-chádzajúcich postupoch, ktoré yyžadujú pomemepracnú izoláciu morfolínu z jeho vodných roz-tokov.

Pri navrhovanom spósobe podfa tohoto vynálezunevznikajú odparné vody, čo je dóležité z ekologic-kého h!adiska.

Dalej uvedené příklady bližšie objasňujú před-mět vynálezu. Příklad 1

Do 165 g 30 % olea umiestneného v 500 mlsklenenej banke, opatrenej miešadlom, spatnýmchladičom a deliacim lievikom sa za účinnéhopremiešavania a chladenia reakčnej zmesi přidalopostupné v priebehu 45 min. 100 g dietanolamínua reakčná zmes sa potom udržiavala pri teplote190 °C po dobu 1 hodiny.

Po ochladení surového reakčného produktu nateplotu 20 °C sa k němu přidalo 300 ml etanoluá vytyorený roztok sa nasycoval za premiešavaniaplynným amoniakom pri teplote +20 °C, až doprealkalizovania reakčnej zmesi. Vytvořený kryš-talický síran amonný sa odfiltroval za zníženéhotlaku a na filtri premyl třikrát po 100 ml etanolu.Získaný kvapalný podiel sa analyzoval plynovouchromatografiou. Obsahoval 56 g morfolínu, čo; zodpovedá výťažku 68 % na východiskový dieta-nolamín. Z filtrátu sa destiláciou oddělil etanolja morfolín a ostalo 33 g pevného destilačnéhozvyšku, ktorý je možné sčasti pridať k dietanolamí-nu vstupujúcemu na dehydratáciu. Příklad 2

Uskutočnila sa dehydratácia 100 g dietanolamí-nu 30 % oleom v množstve 165 g pri teplote180 °C po dobu 1,5 h v zariadení podlá postupuako je uvedené v příklade 1.

Surový reakčný produkt sa po ochladení na 20 °C rozpustil v 350 ml metanolu a pri teplote — 5 °C sa přítomná kyselina sírová neutralizovala plynným amoniakom v zariadení, až do prealkali- 4 zovania, čím sa uvolnili prítonlné aminy z ichsíranov. Vzniknutý síran amónny sa za zníženéhotlaku odfiltroval a na filtri štyrikrát po 1,50 mlmetanolu.

Analyticky sa zistilo, že filtrát obsahuje 59 gmorfolinu, čo zodpovedá 71 % výtažku vztahova-ného na východiskový dietanolamín. Filtrát sarozdestiloval na metanol a morfolín. Pevný desti-lačný zvyšok sa získal v množstve 28 g. Příklad 3

Surový reakčný produkt získaný dehydratáciou100 g dietanolamínu pósobením 165 g 30 oleapódia postupu ako bolo uvedené v příklade 1 saspracoval podra nasledovného postupu:

Do neutralizátora (varianta e.} — výkres (přílo-ha) sa předložil etanolický roztok surového reakč-ného produktu (použila sa 300 ml etanolu). a dovýpamého hadu, ktorý je umiestnený v neutralizá-tore, sa privádzal kvapalný amoniak takou rýchlos-ťou, aby teplota pri neutralizácii neprestúpila20 °C. Neutralizáciasauskutočňovalazapremieša-vania reakčnej zmesi, až do jej úplného prealkali-zovania. Vytvořený kryštalický síran amónny saodfiltroval za zníženého tlaku a na filtri sa premyltrikrát po 50 ml etanolu. Takto sa získal filtrát,ktorý obsahoval 58,2 g morfolínu (stanovené ply-novou chromatografiou). Toto množstvo morfolí-nu zodpovedá 70,3 % výťažku v přepočte navýchodiskový dietanolamín. Z filtrátu sa nenároč-nou destiláciou oddělil etanol, morfolín a pevnýdestilačný zvyšok v množstve 25 g. Příklad 4

Surový reakčný produkt získaný podía postupuuvedeného v příklade 1 sa ochladil na 25 °Ca přidalo sa k němu 350 ml cyklohexanolu. Vytvo-řený roztok sa nasycoval metylamínom pri teplote+ 10°C až do úplného zneutralizovania přítom-ných hydrosíranov a kyseliny sírovéj. Vytvořenýsíran metylamínu sa odfiltroval a na filtri premyl40 ml cyklohexanolu. Získaný kvapalný podielo hmotnosti 440 g obsahoval 12 % hmot. morfolí-nu, čo je 52,8 g morfolínu a zodpovedá 63,7 %výťažku v přepočte na východiskový dietanolamín. . Z filtrátu sa vákuovou destiláciou postupné oddělilmorfolín, cyklohexanol a zostalo 30 g pevnéhodestilačného zvyšku. Příklad 5

Dehydratácia dietanolamínu óleom o koncen-trácii 10 % vofného SO3 sa uskutočnila tak, žev prvej fáze sa připravil dietanolamínsulfát postup-ným přidáním 162 g 10 % olea k 100 g dietanola-mínu za miešania pri teplote 20 až 70 °C počas1 hod. V druhej fáze sa reakčná zmes vyhriala naΪ80 °C a pri tejto teplote sa udržiavala po dobu 2,0hod. Po ochladení sa rozpustila v 250 g 2-propano-lu a v priebehu 3 hod. sa neutráhzovala plynnýmamoniakom v zariadení typu pri teplote 35 °C. 219194

Vytvořený síran amónny sa odfiltroval za znížené-ho tlaku pomocou vodnej vývevy a na filtri premyltrikrát po 100 g 2-propanolu. Vo filtráte sa stano-vilo plynovou chromatografiou 58,8 g morfolínu,čo zodpovedá 71 % výťažku v přepočte na výcho-diskový dietanolamín. Příklad 6 100 g dietanolamínu sa zneutralizovalo za mie-šania a intenzívneho chladenia óleom v množstve158 g (obsah vofného SO3 28,5 %) pri teplote50 °C v priebehu 1 hod. na dietanolamínsulfát,ktorý sa potom zahrieval na 180 °C za premiešava-nia počas 1,5 hod. Po ochladení sa k reakčnej zmesipřidalo 300 g 2-propanolu a vzniknutý roztok saneutralizoval plynným amoniakom za premiešava-nia v zariadení typu pri teplote 50 °C. Síranamonný, ktorý je v 2-propanole nerozpustný, sapotom oddělil filtráciou za zníženého tlaku a nafiltri premyl štyrikrát 2-propanolom dávkami po50 g. V spojenom filtráte sa stanovilo 63,4 gmorfolínu, čo představuje 76,8 % výťažok (teore-tického množstva). Příklad 7 100 g dietanolamínu sa zneutralizovalo za mie-šania a intenzívneho chladenia 158 g olea (obsahj, vofného SO3 28,5 %) pri teplote 50 °C v priebehu1 1 hod. na dietanolamínsulfát, ktorý sa potom udržiaval na teplote 130 °C za stálého miešania ? 1,5 h.

Po skončení dehydratácie sa reakčná zmes ochla-dila na teplotu 20 °C, přidalo sa k nej 500 gmetanolu a táto zmes sa vychladila na teplotu* — 50 °C za neustálého chladenia a miešania v zaria-jiení typu f.) sa přidával do tejto zmesi plynný NH3joočas 2 hodin až do trvale j alkalickéj reakcie. Síranamonný sa potom oddělil filtráciou za zníženéhotlaku a premyl 5 x po 100 g metanolu. V spojenomfiltráte sa stanovilo 63,9 g morfolínu, čo představu- je 77,4%-ný výťažok teoretického množstva. Příklad 8 1 100 g dietanolamínu sa zneutralizovalo za mie-; šania a intenzívneho chladenia 158 g olea (s

Qbsahom 38,5 % vofného SO3) pri teplote 50 °Cv priebehu 1 hod. na dietanolamín sulfát, ktorý sapotom udržiaval pri teplote 190 °C po dobu 2 hodin. K reakčnej zmesi sa po ochladení na teplotu150 °C přidalo 300 g cyklohexanolu a začal saprivádzať plynný NH3 v priebehu 2 hodin až doalkalickej reakcie. Reakčná zmes sa ochladzovalaodpařováním zmesi morfolínu s cyklohexanolom,nakofko aparatúra bola opatřená spatným chladi-čom. Vylúčený (NH4)SO4 sa po skončení privádza-nia čpavku vákuovo odfiltroval, premyl 4x po100 cm3 cyklohexanolu a v spojených filtrátoch sastanovilo 61,5 g morfolínu, čo představovalo74,5 % teoretického množstva.

Claims (2)

1. 5 PREDMET

   1. Spósob výroby morfolinu z dietanolanua olea dehydratáciou za zvýšenej teploty a miéšaniavyznačený tým, že do reakčného produktu podehydratácii, rozpustného v pridávanom rozpúš-ťadle, ktorým móže byť jedna alebo viac rozpúšťa-diel, s výhodou izopropylalkohol, etylalkohol, me-tylalkohol sa privádza prchavá báza, s výhodouamoniak, úplné alebo čiastočne rozpuštěná v pri-dávanom rozpúšťadle a to v mólovom pomereprchávej bázy, s výhodou amoniaku, ku dietanola-mínu 0,1 až 20 : 1, s výhodou 0,1 až 10 : 1, |>riteplote —50 až 150 °C, s výhodou —10 až + 85 $C, VYNALEZU 219194 ďalej sa oddělí příslušný krystalický síran a z kva-palného podielu sa morfolín oddělí od ostatnýchzložiek, s výhodou destiláciou, pričom destilačnýzby tok sa s výhodou móže pridávať ku dietanolamí-nu na dehydratáciu.
2. 2. Zariadenie na prevádzanie spósobu podlábodu 1, ktorým je reaktor vsádkový, polokontinu-álny alebo kontinuálny tvořený kotlom s miešad-lom, chladiacim plášťom, výpustným ventiloms chladičom alebo bez chladiča, vyznačený tým, žesýtič (6) směrujúci ku dnu kotlá (7) je rovný alebospirálovité stočený. 1 výkres