DE10032264A1 - Verbessertes Verfahren zur Herstellung von Polyetrahydrofuran und THF-Copolymeren - Google Patents
Verbessertes Verfahren zur Herstellung von Polyetrahydrofuran und THF-CopolymerenInfo
- Publication number
- DE10032264A1 DE10032264A1 DE2000132264 DE10032264A DE10032264A1 DE 10032264 A1 DE10032264 A1 DE 10032264A1 DE 2000132264 DE2000132264 DE 2000132264 DE 10032264 A DE10032264 A DE 10032264A DE 10032264 A1 DE10032264 A1 DE 10032264A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- molecular weight
- polymerization
- thf
- tetrahydrofuran
- daltons
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G65/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule
- C08G65/02—Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring
- C08G65/04—Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring from cyclic ethers only
- C08G65/06—Cyclic ethers having no atoms other than carbon and hydrogen outside the ring
- C08G65/16—Cyclic ethers having four or more ring atoms
- C08G65/20—Tetrahydrofuran
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G65/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule
- C08G65/02—Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring
- C08G65/30—Post-polymerisation treatment, e.g. recovery, purification, drying
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Polyethers (AREA)
Abstract
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur einstufigen Herstellung von Polytetrahydrofuran oder Tetrahydrofuran-Copolymeren durch die Polymerisation von Tetrahydrofuran an einem sauren, heterogenen Katalysator in Gegenwart mindestens eines Telogens und/oder Comonomers aus der Gruppe der alpha, omega-Diole, Wasser, Polytetrahydrofuran eines Molekulargewichts von 200 bis 700 Dalton und/oder der cyclischen Ether, das dadurch gekennzeichnet ist, dass DOLLAR A a) der katalysatorfreie Polymerisationsaustrag mindestens einer Destillationsstufe eine Auftrennung in einen das Polymerisationsprodukt enthaltenden Destillationsrückstand und mindestens eine Tetrahydrofuranfraktion durchgeführt wird und die Tetrahydrofuranfraktion zumindest teilweise in die Polymerisation zurückgeführt wird und DOLLAR A b) aus dem Destillationsrückstand der Stufe a) niedermolekulares Polytetrahydrofuran und/oder Tetrahydrofuran-Copolymere eines mittleren Molekulargewichts von 200 bis 700 Dalton abgetrennt werden und PTHF und/oder THF-Copolymere eines mittleren Molekulargewichts von 650 bis 5000 Dalton gewonnen werden und DOLLAR A c) mindestens eine Teilmenge des abgetrennten niedermolekularen Polytetrahydrofurans und/oder Tetrahydrofuran-Copolymers eines mittleren Molekulargewichts von 200 bis 700 Dalton in die Polymerisation zurückgeführt wird.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur einstufigen Herstellung
von Polytetrahydrofuran oder Tetrahydrofuran-Copolymeren durch
die Polymerisation von Tetrahydrofuran an einem sauren, heteroge
nen Katalysator in Gegenwart von alpha, omega-Diolen, Polytetra
hydrofuran eines Molekulargewichts von 200 bis 700 Dalton und/oder
Wasser als Telogen und optional cyclischen Ethern als Como
nomere, bei dem das Polymerisationsprodukt destillativ von THF
und niedermolekularem Polytetrahydrofuran befreit wird und minde
stens eine Teilmenge des gebildeten niedermolekularen Polytetra
hydrofurans und/oder Tetrahydrofurancopolymeren in die Polymeri
sation zurückgeführt wird.
Polytetrahydrofuran - im folgenden PTHF genannt - das auch als
Polyoxybutylenglykol bekannt ist, wird in der Kunststoff- und
Kunstfaserindustrie als vielseitiges Zwischenprodukt verwendet
und dient unter anderem zur Herstellung von Polyurethan-, Poly
ester- und Polyamid-Elastomeren. Daneben ist es, wie auch einige
seiner Derivate, in vielen Anwendungsfeldern ein wertvoller
Hilfsstoff, so zum Beispiel als Dispergiermittel oder beim Ent
färben (Deinken) von Altpapier.
PTHF wird technisch üblicherweise durch Polymerisation von Tetra
hydrofuran - im folgenden kurz THF genannt - an geeigneten Kata
lysatoren hergestellt. Durch Zugabe geeigneter Reagenzien kann
die Kettenlänge der Polymerketten gesteuert werden und so das
mittlere Molekulargewicht auf den gewünschten Wert eingestellt
werden. Die Steuerung erfolgt dabei durch Wahl von Art und Menge
des Telogens. Solche Reagenzien werden Kettenabbruchreagenzien
oder "Telogene" genannt. Durch die Wahl geeigneter Telogene kön
nen zusätzlich funktionelle Gruppen an ein oder beiden Enden der
Polymerkette eingeführt werden.
So können zum Beispiel durch Verwendung von Carbonsäuren oder
Carbonsäureanhydriden als Telogene die Mono- oder Diester des
PTHFs hergestellt werden, die anschließend durch Verseifung oder
Umesterung in PTHF umgewandelt werden müssen. Man bezeichnet
diese Verfahren daher als zweistufige PTHF-Verfahren.
Andere Telogene wirken nicht nur als Kettenabbruchreagenzien,
sondern werden auch in die wachsende Polymerisatkette des PTHFs
eingebaut. Sie haben nicht nur die Funktion eines Telogens, sondern
sind gleichzeitig ein Comonomer und können daher mit glei
cher Berechtigung sowohl als Telogene wie auch als Comonomere be
zeichnet werden. Beispiele für solche Comonomere sind Telogene
mit zwei Hydroxygruppen wie die Diole (Dialkohole). Dies können
beispielsweise Ethylenglykol, Propylenglykol, Butylenglykol,
1,3-Propandiol, 1,4-Butandiol, 2-Butin-1,4-diol, 1,6-Hexandiol
oder niedermolekulares PTHF sein. Weiterhin sind als Comonomere
cyclische Ether wie 1,2-Alkylenoxide, zum Beispiel Ethylenoxid
oder Propylenoxid, 2-Methyltetrahydrofuran oder 3-Methyltetrahy
drofuran geeignet. Die Verwendung solcher Comonomere führt mit
Ausnahme von Wasser, 1,4-Butandiol und niedermolekularem PTHF zur
Herstellung von Tetrahydrofuran-Copolymeren - im folgenden THF-
Copolymere genannt - und ermöglicht es auf dieser Weise, PTHF
chemisch zu modifizieren.
Großtechnisch werden ganz überwiegend zweistufige Verfahren
durchgeführt, bei denen Tetrahydrofuran z. B. in Gegenwart von
Fluorsulfonsäure zu Polytetrahydrofuran-Estern polymerisiert und
anschließend zu Polytetrahydrofuran hydrolysiert wird. Weiterhin
wird Tetrahydrofuran z. B. mit Acetanhydrid in Gegenwart von sau
ren Katalysatoren zu Polytetrahydrofuran-Diacetat polymerisiert
und anschließend z. B. mit Methanol zu Polytetrahydrofuran umgee
stert. Nachteilig an derartigen Verfahren ist, daß zweistufig ge
arbeitet werden muss und dass Nebenprodukte wie z. B. Flußsäure
und Methylacetat anfallen.
Die einstufige Synthese von PTHF wird durch THF-Polymerisation
mit Wasser, 1,4-Butandiol oder niedermolekularem PTHF als Telogen
an sauren Katalysatoren durchgeführt. Als Katalysatoren sind so
wohl homogene im Reaktionssystem gelöste Systeme als auch hetero
gene, das heißt weitgehend ungelöste Systeme, bekannt.
EP-B-126 471 beschreibt wasserhaltige Heteropolysäuren, wie bei
spielsweise Wolframatophosphorsäure zur einstufigen PTHF-Synthese
mit Wasser als Telogen und EP-B-158 229 offenbart die gleichen
Katalysatoren zur einstufigen PTHF-Synthese mit Diolen wie
1,4-Butandiol als homogene Katalysatoren. Unter den beschriebenen
Reaktionsbedingungen bilden sich zwei flüssige Phasen aus, eine
katalysatorhaltige Phase, in der sich neben THF die Hauptmenge
der Heteropolysäure und des Wassers findet und eine organische
Phase, die hauptsächlich THF, PTHF und Restmengen des Katalysa
tors enthält. Da die Abtrennung des homogenen Katalysators auf
wendig ist, haben die heterogen katalysierten Verfahren zur ein
stufigen PTHF-Synthese sowie zur direkten Synthese von THF-Copo
lymeren an Bedeutung gewonnen.
Nach US-A 4 120 903 kann PTHF aus THF und Wasser mit Hilfe von
supersauren Nafion®-Ionenaustauscherharzen hergestellt werden.
DE-A 44 33 606 beschreibt unter anderem ein Verfahren zur Her
stellung von PTHF, durch die Polymerisation von Tetrahydrofuran
an einem heterogenen Katalysator in Gegenwart eines der Telogene
Wasser, 1,4-Butandiol, PTHF eines Molekulargewichts von 200 bis
700 Dalton oder Gemischen dieser Telogene, wobei der Katalysator
ein Trägerkatalysator ist, der eine katalytisch aktive Menge ei
ner sauerstoffhaltigen Wolfram- oder Molybdänverbindung oder Ge
mische dieser Verbindungen auf einem oxidischen Trägermaterial
enthält und nach Aufbringung der Vorläuferverbindungen der sauer
stoffhaltigen Molybdän- und/oder Wolframverbindungen von 500°C bis
1000°C kalziniert worden ist. Aus DE-A 196 49 803 ist es bekannt,
die Aktivität der in der DE-A 44 33 606 beschriebenen Katalysato
ren durch Promotoren zu steigern.
US-A 5 149 862 beschreibt sulfatdotiertes Zirkondioxid als sauren
heterogenen Katalysator für die Polymerisation von Tetrahydrofu
ran.
Nachteilig an den bekannten homogen- oder heterogen katalysierten
Verfahren zur einstufigen Synthese von PTHF bzw. von THF-Copoly
meren sind die relativ niedrigen Raum-Zeit-Ausbeuten und Produk
tivitäten der Katalysatoren, insbesondere bei der Herstellung von
PTHF mit Molekulargewichten Mn von 650 bis 5000.
Da die Wirtschaftlichkeit eines einstufigen PTHF-Verfahrens ganz
entscheidend von der Produktivität des Katalysators abhängt, lag
der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu
finden, das es ermöglicht, sowohl PTHF als auch THF-Copolymere
einstufig in hoher Raum-Zeit-Ausbeute, d. h. mit hoher Selektivi
tät, bei niedrigen Energie- und Investitionskosten zu gewinnen.
Dementsprechend wurde ein Verfahren zur einstufigen Herstellung
von Polytetrahydrofuran (PTHF) und/oder Tetrahydrofuran-Copolyme
ren (THF-Copolymeren) durch die Polymerisation von Tetrahydrofu
ran an einem sauren heterogenen Katalysator in Gegenwart minde
stens eines Telogens und/oder Comonomers aus der Gruppe der al
pha, omega-Diole, Wasser, Polytetrahydrofuran eines Molekularge
wichts von 200 bis 700 Dalton und/oder der cyclischen Ether ge
funden, das dadurch gekennzeichnet ist, dass
- a) der katalysatorfreie Polymerisationsaustrag in mindestens ei ner Destillationsstufe eine Auftrennung in einen das Polyme risationsprodukt enthaltenden Destillationsrückstand und min destens eine Tetrahydrofuranfraktion durchgeführt wird und die Tetrahydrofuranfraktion zumindest teilweise in die Poly merisation zurückgeführt wird und
- b) aus dem Destillationsrückstand der Stufe a) niedermolekulares Polytetrahydrofuran und/oder Tetrahydrofuran-Copolymere eines mittleren Molekulargewichts von 200 bis 700 Dalton abgetrennt werden und PTHF und/oder THF-Copolymere eines mittleren Mole kulargewichts von 650 bis 5000 Dalton gewonnen werden und
- c) mindestens eine Teilmenge des abgetrennten niedermolekularen Polytetrahydrofuran und/oder Tetrahydrofuran-Copolymer eines mittleren Molekulargewichts von 200 bis 700 Dalton in die Po lymerisation zurückgeführt wird.
Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß die Katalysatorpro
duktivität der Katalysatoren durch das erfindungsgemäße Verfahren
wesentlich verbessert werden kann, insbesondere wenn als Telogene
Wasser und/oder bevorzugt 1,4-Butandiol eingesetzt werden. Das
erfindungsgemäße Verfahren zur einstufigen Synthese von PTHF- und
THF-Copolymeren zeichnet sich in vorteilhafter Weise durch hohe
Raum-Zeit-Ausbeuten aus. Die gewünschten Produkte können mit ho
her Selektivität gewonnen werden. Durch die Rückführung des abge
trennten niedermolekularen Polytetrahydrofurans und/oder THF-Co
polymers entfällt die bisher übliche Entsorgung dieser Nebenpro
dukte der Polymerisation durch Rückspaltung in THF und Wasser,
was zu einer erheblichen Senkung von Energie- und Investitionsko
sten führt.
Die Erfindung wird im Detail erläutert. Das erfindungsgemäße Ver
fahren gliedert sich in die Stufen Polymerisation, THF-Abtrennung
(Aufarbeitungsstufe a)) und Abtrennung und Rückführung der nie
dermolukularen Oligomere (Aufarbeitungsstufe b)).
Erfindungsgemäß wird zunächst ein Polymerisationsprodukt durch
kationische Polymerisation von Tetrahydrofuran an einem sauren
heterogenen Katalysator in Gegenwart mindestens eines Telogens
und/oder Comonomers aus der Gruppe der alpha, omega-Diole, Was
ser, Polytetrahydrofuran eines Molekulargewichts von 200 bis 700
Dalton und/oder cyclischen Ethern hergestellt.
Als Polymerisationskatalysatoren können sowohl homogene als auch
heterogene Katalysatoren eingesetzt werden.
Als Polymerisationskatalysatoren werden dabei bevorzugt saure he
terogene Katalysatoren verwendet, die Säurezentren der Säure
stärke H0 < +2 in einer Konzentration von mindestens 0,005 mmol/g
Katalysator, besonders bevorzugt einer Säurestärke H0 < +1,5 in einer
Konzentration von mindestens 0,01 mmol/g Katalysator, aufwei
sen.
Als Polymerisationskatalysatoren können in dem erfindungsgemäßen
Verfahren sulfatisiertes Zirkondioxid, gewünschtenfalls durch
Säurebehandlung aktivierte Schichtsilikate oder Zeolithe, saure
Ionenaustauscher, nicht geträgerte Heteropolysäuren und deren
Salze, Trägerkatalysatoren aus einem oxidischen Trägermaterial,
die eine katalytisch aktive Menge einer Wolfram- oder Molybdän
verbindung oder Gemische solcher Verbindungen, eines Ionenaustau
scherharzes und/oder von Heteropolysäuren und deren Salzen ent
halten, verwendet werden, wobei sulfatisiertes Zirkondioxid, ge
wünschtenfalls durch Säurebehandlung aktivierte Schichtsilikate
oder Zeolithe und Trägerkatalysatoren aus einem oxidischen Trä
germaterial, die eine katalytisch aktive Menge einer Wolfram-
oder Molybdänverbindung oder Gemische solcher Verbindungen ent
halten, bevorzugt sind.
Sulfatiertes Zirkoniumdioxid, das für das erfindungsgemäße Ver
fahren geeignet ist, kann beispielsweise nach der in der
US-A 5 149 862 beschriebenen Verfahren hergestellt werden. Geei
gnete Ionenaustauscherharze sind beispielsweise die supersauren
Nafion®-Ionenaustauscherharze, die von der Firma Du Pont als Han
delsprodukt vertrieben werden.
Aus der EP-A 503 394, auf die hier ausdrücklich Bezug genommen
wird, sind geeignete Heteropolysäuren bzw. deren Salze, wie z. B.
Dodecawolframatophosphorsäure, Dodecawolframatokieselsäure, Dode
scemolybdätophosphorsäure, Nonamolybdätophosphorsäure und Dodeca
molybdätokieselsäure bekannt. Die Heteropolysäuren können sowohl
als freie Säuren oder Salze als auch auf einen inerten Trägerma
terial wie Aktivkohle oder auf die nachstehend in dieser Anmel
dung genannten oxidischen Trägermaterialien aufgebracht, in dem
erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden.
Neben den vorstehend genannten Polymerisationskatalysatoren kön
nen in dem erfindungsgemäßen Verfahren gewünschtenfalls durch
Säurebehandlung aktivierte Schichtsilikate oder Zeolithe als he
terogener Katalysator eingesetzt werden. Als Schichtsilikate wer
den bevorzugt solche der Montmorillonit-Saponit-, Kaolin-Serpen
tin- oder Palygorskit-Sepiolith-Gruppe, besonders bevorzugt Mont
morillonit, Hectorit, Kaolin, Attapulgit oder Sepiolith, wie sie
beispielsweise in Klockmanns Lehrbuch der Mineralogie, 16. Auf
lage, F. Euke Verlag 1978, Seiten 739-765 beschrieben werden,
verwendet.
In dem erfindungsgemäßen Verfahren können zum Beispiel solche
Montmorillonite eingesetzt werden, wie sie unter der Bezeichnung
Tonsil®, Terrana® oder Granosil® oder als Katalysatoren der Typen
Tonsil® K 10, KSF-O, KO oder KS bei der Firma Süd-Chemie AG, Mün
chen, erhältlich sind. Für die Verwendung in dem erfindungsgemä
ßen Verfahren geeignete Attapulgite werden beispielsweise von der
Firma Engelhard Corporation, Iselin, USA, unter den Handelsbe
zeichnungen Attasorb® RVM und Attasorb® LVM vertrieben.
Als Zeolithe wird eine Klasse von Aluminiumhydrosilikaten be
zeichnet, die aufgrund ihrer besonderen chemischen Struktur im
Kristall dreidimensionale Netzwerke mit definierten Poren und Ka
nälen ausbildet. Für das erfindungsgemäße Verfahren sind natürli
che oder synthetische Zeolithe geeignet, wobei Zeolithe mit einem
SiO2-Al2O3-Molverhältnis von 4 : 1 bis 100 : 1 bevorzugt, mit einem
SiO2-Al2O3-Molverhältnis 6 : 1 bis 90 : 1 besonders bevorzugt und mit
einem SiO2-Al2O3-Molverhältnis 10 : 1 bis 80 : 1 insbesondere bevor
zugt sind. Die Primärkristallite dieser Zeolithe haben bevorzugt
eine Teilchengröße von bis zu 0,5 µm, vorzugsweise von 0,1 µm und
besonders bevorzugt 0,05 µm.
Die in dem erfindungsgemäßen Verfahren einsetzbaren Zeolithe wer
den in der sogenannten H-Form eingesetzt. Diese ist dadurch ge
kennzeichnet, daß im Zeolith azide OH-Gruppen vorliegen. Falls
die Zeolithe nicht schon bei ihrer Herstellung in H-Form anfal
len, können sie leicht durch Säurebehandlung mit zum Beispiel Mi
neralsäuren wie Salzsäure, Schwefelsäure, Phosphorsäure oder
durch thermische Behandlung geeigneter Vorläufer-Zeolithe, die
zum Beispiel Ammoniumionen enthalten, beispielsweise durch Erhit
zen auf Temperaturen von 450 bis 600°C, vorzugsweise 500 bis
550°C, in die katalytisch aktive H-Form umgewandelt werden.
Geeignete Trägerkatalysatoren aus einem oxidischen Trägermate
rial, die sauerstoffhaltige Molybdän- oder Wolframverbindungen
oder Gemische solcher Verbindungen als katalytisch aktive Verbin
dungen enthalten und die weiterhin gewünschtenfalls zusätzlich
mit Sulfat- oder Phosphatgruppen dotiert sein können, sind in der
DE-A 44 33 606, auf die hier ausdrücklich Bezug genommen wird,
beschrieben. Diese Katalysatoren können wie in der DE 196 41 481,
auf die hier ausdrücklich Bezug genommen wird, mit einem Redukti
onsmittel, bevorzugt mit Wasserstoff, vorbehandelt werden.
Weiterhin sind die in der deutschen Patentanmeldung
DE 196 49 803, auf die hier ausdrücklich Bezug genommen wird, be
schriebenen Trägerkatalysatoren geeignet, die als Aktivmasse eine
katalytisch aktive Menge mindestens einer sauerstoffhaltigen Mo
lybdän- und/oder Wolframverbindung enthalten und die nach Aufbereitung
der Vorläuferverbindungen der Aktivmasse auf den Träger
materialvorläufer bei Temperaturen von 500°C bis 1000°C kalziniert
worden sind, die einen Promotor enthalten, welcher mindestens ein
Element oder eine Verbindung eines Elements der 2., 3. ein
schließlich der Lanthaniden, 5., 6., 7., 8. oder 14. Gruppe des
Periodensystems der Elemente umfaßt.
Die aus der DE-A 44 33 606 und der DE 196 49 803 bekannten erfin
dungsgemäß anwendbaren Katalysatoren enthalten im allgemeinen 0,1
bis 50 Gew.-% der katalytisch aktiven, sauerstoffhaltigen Verbin
dungen des Molybdäns oder Wolframs oder der Gemische der kataly
tisch aktiven, sauerstoffhaltigen Verbindungen dieser Metalle,
jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des Katalysators und da die
chemische Struktur der katalytisch aktiven, sauerstoffhaltigen
Verbindungen des Molybdäns und/oder Wolframs bislang nicht genau
bekannt ist, jeweils berechnet als MoO3 bzw. WO3.
In der parallelen deutschen Anmeldung "Katalysator und Verfahren
zur Herstellung von Polytetrahydrofuran" mit gleichem Anmeldetag
sind erfindungsgemäß anwendbare Katalysatoren, die auf einem
oxidischen Träger mindestens eine katalytisch aktive, sauerstoff
haltige Molybdän- und/oder Wolframverbindung enthalten, beschrie
ben, bei denen der Gehalt an Molybdän und/oder Wolfram, bezogen
auf den bei 400°C unter Stickstoff getrockneten Katalysator, x
µmol (Wolfram und/oder Molybdän)/m2 Oberfläche mit 10,1 < x
< 20,9 beträgt. Durch die gezielte Einstellung des Verhältnisses
des Wolfram und/oder Molybdän-Gehaltes zur BET-Oberfläche konnte
die Katalysatoraktivität deutlich gesteigert werden.
Weiterhin sind in der zweiten deutschen parallelen Anmeldung
"Verbesserter Katalysator und Verfahren zur Herstellung von Poly
tetrahydrofuran" mit gleichem Anmeldetag erfindungsgemäß anwend
bare Katalysatoren, die auf einem oxidischen Träger mindestens
eine katalytisch aktive, sauerstoffhaltige Molybdän- und/oder
Wolframverbindung enthalten und die nach Aufbringen der
Vorläuferverbindung der katalytisch aktiven Verbindung auf das
Trägermaterial oder einen Trägermaterial-Vorläufer bei Temperatu
ren von 400°C bis 900°C kalziniet worden sind, beschrieben, welche
eine Porosität des Katalysators mit Transportporen jeweils eines
Durchmessers von < 25 nm, und ein Volumen dieser Transportporen
von mindestens 50 mm3/g aufweisen.
Die in diesen beiden parallelen Anmeldungen beschriebenen
Katalysatoren enthalten 0,1 bis 70 Gew.-%, vorzugsweise 5 bis 4 Gew.-%
und besonders bevorzugt 10 bis 35 Gew.-% der katalytisch
aktiven sauerstoffhaltigen Molybdän- und/oder Wolframverbindung(en),
berechnet als MoO3 und/oder WO3 und bezogen auf
das Gesamtgewicht des Katalysator.
Geeignete oxidische Träger für die sauerstoffhaltigen Molybdän-
oder Wolframverbindungen oder Gemische solcher Verbindungen als
katalytisch aktive Verbindungen enthaltenden Katalysatoren sind
z. B. Zirkoniumdioxid, Titandioxid, Hafniumoxid, Yttriumoxid, Ei
sen(III)oxid, Aluminiumoxid, Zinn(IV)oxid, Siliziumdioxid, Zink
oxid oder Gemische dieser Oxide. Besonders bevorzugt sind Zirko
niumdioxid, Titandioxid und/oder Siliciumdioxid, insbesondere be
vorzugt ist Titandioxid.
Die erfindungsgemäß anwendbaren heterogenen Katalysatoren können
in Form von Pulver, beispielsweise bei der Durchführung des Ver
fahrens in Suspensionsfahrweise, oder zweckmäßigerweise als Form
körper, z. B. in Form von Zylindern, Kugeln, Ringen, Spiralen oder
Splitt, insbesondere bei einer Festbettanordnung des Katalysa
tors, im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt werden, wobei der
Einsatz als Formkörper im Festbett bevorzugt ist.
Als Vorbehandlung des Katalysators kommen beispielweise das
Trocknen mit auf 80-200°C, bevorzugt auf 100 bis 150°C, erwärmten
Gasen wie zum Beispiel Luft oder Stickstoff oder die Vorbehand
lung mit einem Reduktionsmittel, wie dies in der DE 196 41 481
für die erfindungsgemäß bevorzugten Trägerkatalysatoren, welche
als Aktivmasse eine katalytisch aktive Menge mindestens einer
sauerstoffhaltigen Molybdän- und/oder Wolframverbindung enthal
ten, beschrieben ist, in Frage. Selbstverständlich kann der Kata
lysator jedoch auch ohne Vorbehandlung eingesetzt werden.
Als Monomer kann grundsätzlich jedes beliebige THF eingesetzt
werden. Bevorzugt wird jedoch handelsübliches durch Säurebehand
lung, wie beispielweise in der EP-A 003 112 beschrieben, oder de
stillativ vorgereinigtes THF eingesetzt.
Als Telogene und/oder Comonomere eignen sich, in dem erfindungsge
mäßen Verfahren gesättigte oder ungesättigte, unverzweigte oder
verzweigte alpha, omega-C2- bis C12-Diole, Wasser, Polytetrahydro
furan eines Molekulargewichts von 200 bis 700 Dalton, cyclische
Ether oder deren Gemische.
Als Telogene zur Herstellung von PTHF und THF-Copolymeren dienen
bevorzugt Wasser, Ethylenglykol, 1,3-Propandiol, 1,4-Butandiol,
1,5-Pentandiol, 1,6-Hexandiol, Polytetrahydrofuran eines Moleku
largewichts von 200 bis 700 Dalton, 1,8-Octandiol, 1,10-Decan
diol, 2-Butin-1,4-diol und Neopentylglykol oder deren Gemische,
wobei Wasser, 1,4-Butandiol und/oder Polytetrahydrofuran eines
Molekulargewichts von 200 bis 700 Dalton besonders bevorzugt
sind. Als Comonomere sind cyclische Ether, die sich ringöffnend
polymerisieren lassen, bevorzugt dreigliedrige, vier- und fünf
gliedrige Ringe wie 1,2-Alkylenoxide, zum Beispiel Ethylenoxid
oder Propylenoxid, Oxetan, substituierte Oxetane wie 3,3-Dimethy
loxetan, die THF-Derivate 2-Methyltetrahydrofuran oder 3-Methyl
tetrahydrofuran, geeignet, wobei 2-Methyltetrahydrofuran oder
3-Methyltetrahydrofuran besonders bevorzugt sind.
Das Telogen wird zweckmäßigerweise gelöst im THF der Polymerisa
tion zugeführt, wobei ein Telogengehalt von 0,04 bis 17 mol-%,
bezogen auf Tetrahydrofuran, bevorzugt ist. Comonomere werden
ebenfalls zweckmäßigerweise gelöst in THF der Polymerisation zu
geführt, wobei der Comonomerengehalt bis zu 30 mol-%, bevorzugt
20 mol-%, bezogen auf Tetrahydrofuran, betragen kann. Es ist je
doch auch möglich dem Polymerisationsreaktor THF und das Telogen
und/oder das Comonomer getrennt zuzuführen. Da das Telogen den
Abbruch der Polymerisation bewirkt, läßt sich über die einge
setzte Telogenmenge das mittlere Molekulargewicht des PTHF oder
der THF-Copolymere steuern. Je mehr Telogen im Reaktionsgemisch
enthalten ist, desto niedriger wird das mittlere Molekulargewicht
des PTHF oder der betreffenden THF-Copolymere. Je nach Telogenge
halt der Polymerisationsmischung können PTHF und THF-Copolymere
mit mittleren Molekulargewichten von 650 bis 5000 Dalton, bevor
zugt von 650 bis 3000 Dalton und insbesondere bevorzugt von 1000
bis 3000 Dalton hergestellt werden.
Die Polymerisation wird im allgemeinen bei Temperaturen von 0
bis 80°C, bevorzugt bei 25 bis 75°C, und besonders bevorzugt bei
40 bis 70°C durchgeführt. Der angewandte Druck ist in der Regel
für das Ergebnis der Polymerisation unkritisch, weshalb im allge
meinen bei Atmosphärendruck oder unter dem Eigendruck des Polyme
risationssystems gearbeitet wird.
Zur Vermeidung der Bildung von Etherperoxiden wird die Polymeri
sation vorteilhaft unter einer Inertgasatmosphäre vollzogen. Als
Inertgase können z. B. Stickstoff, Kohlendioxid oder die Edelgase
dienen, bevorzugt wird Stickstoff verwendet. Die Polymerisation
kann auch in Gegenwart von Wasserstoff bei Wasserstoffdrucken von
0,1 bis 10 bar durchgeführt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird bevorzugt mit all seinen Stu
fen kontinuierlich betrieben. Es ist jedoch auch möglich die Po
lymerisationstufe und/oder eine, mehrere oder alle der Stufen des
erfindungsgemäßen Verfahrens diskontinuierlich zu betreiben, wobei
jedoch bevorzugt zumindest die Polymerisation kontinuierlich
betrieben wird.
Dabei kann die Polymerisation in herkömmlichen für kontinuier
liche Verfahren geeigneten Reaktoren oder Reaktoranordnungen in
Suspensions- oder Festbettfahrweise, beispielsweise in Schlaufen
reaktoren oder Rührreaktoren bei Suspensionsfahrweise oder bei
Festbettfahrweise in Rohrreaktoren oder Festbettreaktoren ausge
führt werden, wobei die Festbettfahrweise bevorzugt ist.
In der bevorzugten Festbettfahrweise kann der Polymerisations
reaktor in Sumpffahrweise, d. h. das Reaktionsgemisch wird von un
ten nach oben geführt, oder in Rieselfahrweise, d. h. das Reakti
onsgemisch wird von oben nach unten durch den Reaktor geführt,
betrieben werden. Das Eduktgemisch (Feed) aus THF und Telogen
und/oder Comonomer wird dem Polymerisationsreaktor kontinuierlich
zugeführt, wobei die Katalysatorbelastung 0,05 bis 0,8 kg
THF/(l.h), bevorzugt 0,1 bis 0,6 kg THF/(l.h) und besonders bevor
zugt 0,15 bis 0, 5 kg THF/(l.h), beträgt.
Weiterhin kann der Polymerisationsreaktor im geraden Durchgang,
das heißt ohne Produktrückführung, oder im Umlauf, das heißt das
den Reaktor verlassende Polymerisationsgemisch wird dabei im
Kreislauf betrieben werden. Bei der Umlauffahrweise beträgt das
Verhältnis von Umlauf zu Zulauf kleiner oder gleich 100 : 1, be
vorzugt kleiner 50 : 1 und besonders bevorzugt kleiner 40 : 1.
Die Konzentration des alpha, omega-Diols, Wassers, Polytetrahy
drofurans mit einem mittleren Molekulargewicht von 200 bis 700
Dalton oder von deren Gemisch in dem dem Polymerisationsreaktor
zugeführten Eduktgemisch (Feed) liegt zwischen 0,02 bis 20 mol%,
bevorzugt bei 0,05 bis 15 mol%, besonders bevorzugt bei 0,1 bis
10 mol%, bezogen auf das eingesetzte THF.
Wurde die Polymerisation in Suspensionsfahrweise durchgeführt,
ist es zur Aufarbeitung des Polymerisationsaustrags erforderlich
den überwiegenden Teil des Polymerisationskatalysator beispiel
weise durch Filtration, Dekantieren oder Zentrifugieren vom Poly
merisationsgemisch abzutrennen und den erhaltenen Polymerisati
onsaustrag Aufarbeitungsstufe a) zuzuführen. In der bevorzugten
Festbettfahrweise wird der Polymerisationsaustrag direkt Aufar
beitungsstufe a) zugeführt.
Gewünschtenfalls können aus dem erhaltenen Polymerisationsaus
trag, der überwiegend aus PTHF und/oder THF-Copolymeren, nieder
molekularem PTHF und/oder THF-Copolymeren, Wasser, nichtumgesetz
tem Diol und/oder cyclischem Ether und THF besteht, die enthaltenen
suspendierten und/oder gelösten Katalysatoranteile und/oder
Katalysatorfolgeprodukte durch geeignete Filtrations- und Adsop
tionsmethoden abgetrennt werden.
Aus dem in der Polymerisationsstufe und ggf. Adsorptionsstufe er
haltenen weitgehend Katalysator-freien Polymerisationsgemisch
wird sodann in Aufarbeitungsstufe a) des erfindungsgemäßen Ver
fahrens nicht umgesetztes THF abgetrennt. Die Abtrennnung des
THFs erfolgt in einer geeigneten Destillationsapparatur.
Die Aufarbeitungsstufe a) kann sowohl diskontinuierlich als auch
kontinuierlich, bevorzugt kontinuierlich betrieben werden. Sie
dient der weitgehenden bis vollständigen destillativen Abtrennung
des nichtumgesetzten Tetrahydrofurans von PTHF bzw. von den THF-
Copolymeren. Die THF-Abtrennung in der Aufarbeitungsstufe a) kann
prinzipiell in einer Destillationsstufe, bevorzugt jedoch in meh
reren, bevorzugt zwei oder drei Destillationsstufen durchgeführt
werden, wobei man vorteilhaft bei unterschiedlichen Drucken ar
beitet.
Die Ausgestaltung der Aufarbeitungsstufe a) des erfindungsgemäßen
Verfahrens ist abhängig vom Telogen, das in der Polymerisation
verwendet wird. Je nach Trennaufgabe kommen als Destillationsap
parate geeignete Kolonnen oder Verdampfer wie z. B. Fallfilmver
dampfer oder Dünnschichtverdampfer in Frage. Vorteilhaft können
auch Trennblechkolonnen eingesetzt werden.
Für den Einsatz von THF und Wasser als Telogen in der Polymerisa
tion sind mögliche Aufarbeitungsvarianten der Aufarbeitungsstufe
a) im folgenden näher erläutert.
Die Abtrennung der Hauptmenge an nicht-umgesetztem THF bei Nor
maldruck wird in einer kontinuierlich betriebenen Destillations
kolonne durchgeführt. Hierzu wird der mit Wasser als Telogen in
Polymerisationsstufe erhaltene katalysatorfreie Polymerisations
austrag, der einen Polymergehalt von üblicherweise 2 bis 25% und
Wassergehalte von max. ca. 300 ppm Wasser enthält, über einen
seitlichen Zulauf in eine Destillationkolonne gefahren. Bei einer
Kopftemperatur von 66 bis 67°C und einer Sumpftemperatur von 100
bis 200°C, bevorzugt 120 bis 180°C, wird die Hauptmenge an Wasser
im Gemisch mit Tetrahydrofuran über Kopf abdestilliert. Die als
Destillat anfallende Tetrahydrofuranfraktion wird kondensiert und
anschließend ganz oder teilweise in die Polymerisation zurückge
führt. Das im Sumpf der Kolonne als Destillationsrückstand anfal
lende THF/PTHF-Gemisch enthält je nach gewählter Sumpftemperatur
ca. 2 bis 20 Gew.-% THF und üblicherweise bis max. ca. 300 ppm
Wasser, jeweils bezogen auf das THF/PTHF-Gemisch.
Alternativ kann die Abtrennung der Hauptmenge an nichtumgesetz
tem THF bei Normaldruck auch in einem Dünnschichtverdampfer, be
vorzugt in einem Fallfilmverdampfer mit Umlauf durchgeführt wer
den, der bei 100 bis 200°C, bevorzugt 120-180°C betrieben wird.
Die Zusammensetzung der als Destillat anfallenden Tetrahydrofu
ranfraktion und des als Destillationsrückstand anfallenden THF/-
PTHF-Gemischs entspricht der oben beschriebenen.
Der aus der ersten Destillationsstufe anfallende Destillations
rückstand wird anschließend im Vakuum bevorzugt in einem Fall
filmverdampfer bei 120 bis 160°C, insbesondere ca. 130°C und 50
bis 200 mbar, insbesondere 70 bis 150 mbar weitgehend vollständig
von Restmengen an Tetrahydrofuran befreit. Die hierbei als De
stillat anfallende THF-Fraktion, die überwiegend aus THF besteht,
kann ganz oder teilweise in die Polymerisation zurückgeführt wer
den.
Für den Einsatz von THF und Diolen als Telogenen in der Polymeri
sation kommen folgende Aufarbeitungsvarianten der Aufarbeitungs
stufe a) in Frage. Es wurde erfindungsgemäß erkannt, dass der
Wassergehalt des Polymerisationsaustrags bei Einsatz von Diolen
als Telogene in der Polymerisation üblicherweise höher ist, als
der Wassergehalt des Feeds. In den Aufarbeitungsvarianten sind
daher Ausschleusungsmöglichkeiten für Wasser berücksichtigt.
Die Abtrennung der Hauptmenge an nicht-umgesetztem THF bei Nor
maldruck und Ausschleusung der Hauptmenge Wasser kann in einer
kontinuierlich betriebenen Destillationskolonne, bevorzugt in ei
ner Trennblechkolonne durchgeführt werden. Hierzu wird der mit
Diolen als Telogene in der Polymerisationsstufe erhaltene kataly
satorfreie Polymerisationsaustrag, der einen Polymergehalt von
üblicherweise 2 bis 25% und Wassergehalte von max. ca. 500 ppm
enthält, über einen seitlichen Zulauf in eine Destillationkolonne
gefahren. Bei einer Kopftemperatur von ca. 66 bis 67°C und einer
Sumpftemperatur von 100 bis 200°C, bevorzugt 120 bis 180°C er
folgt in der Kolonne eine Auftrennung des katalysatorfreien Poly
merisationsaustrags in ein THF-Wasser-Gemisch als Kopfprodukt,
das die Hauptmenge an Wasser in einer Konzentration von max. ca.
5% enthält. Im Seitenabzug fällt eine THF-Fraktion, die die
Hauptmenge an THF enthält, weitgehend wasserfrei ist und im all
gemeinen weniger als 100 ppm, bevorzugt < 50 ppm Wasser enthält,
und daher ganz oder teilweise in die Polymerisation zurückgeführt
werden kann. Als Destillationsrückstand fällt im Sumpf der Ko
lonne ein THF/PTHF-Gemisch an, das je nach gewählter Sumpftemperatur
ca. 2 bis 20 Gew.-% THF enthält und einen Wassergehalt von
max. ca. 100 ppm aufweist.
Alternativ kann die Abtrennung der Hauptmenge an nichtumgesetz
tem THF bei Normaldruck auch in einem Dünnschichtverdampfer, be
vorzugt in einem Fallfilmverdampfer mit Umlauf durchgeführt wer
den, der bei 100 bis 200°C, bevorzugt 120-180°C betrieben wird.
Der unter a) erhaltene katalysatorfreie Polymerisationsaustrag
wird hierbei in eine wasserenthaltende THF-Fraktion als Destillat
und ein THF/Diol/PTHF-Gemisch als Destillationsrückstand ge
trennt. Die wasserenthaltende THF-Fraktion kann anschließend in
einer Destillationskolonne bevorzugt bei Normaldruck und bei ca.
63 bis 65°C Kopftemperatur und ca. 70°C Sumpftemperatur in ein
THF/Wasser-Gemisch mit einem max. Wassergehalt von ca. 5% als
Destillat und eine weitgehend wasserfreie Tetrahydrofuran-Frak
tion als Destillationsrückstand, als Sumpf- oder Seitenabzug der
Kolonne getrennt werden. Diese weitgehend wasserfreie THF-Frak
tion kann ganz oder teilweise in die Polymerisation zurückgeführt
werden.
Das nach der jeweils ersten Destillationsstufe als Destillations
rückstand anfallende THF/Diol/PTHF-Gemisch wird anschließend im
Vakuum bevorzugt in einem Fallfilmverdampfer bei 120 bis 160°C,
insbesondere ca. 130°C und 50 bis 200 mbar, insbesondere 70 bis
150 mbar weitgehend vollständig von Rest-Mengen an Tetrahydrofu
ran befreit. Die hierbei als Destillat anfallende THF-Fraktion,
die überwiegend aus THF besteht und je nach Dampfdruck der einge
setzten Diole noch geringe Diol-Mengen aufweisen kann, kann ganz
oder teilweise in die Polymerisation zurückgeführt werden.
Es ist weiterhin gewünschtenfalls möglich, den Destillationsrück
stand der Aufarbeitungsstufe a) vor der Überführung in Aufarbei
tungsstufe b) mit Alkanen, wie beispielsweise Pentan, Hexan, Hep
tan oder Octan, zu extrahieren wie dies in der EP-A 153 794 be
schrieben ist, um den Gehalt an cyclischen Oligomeren zu reduzie
ren.
In Aufarbeitungsstufe b) wird aus dem Destillationsrückstand der
Aufarbeitungsstufe a) sodann in mindestens einer weiteren De
stillationsstufe bei einem Druck von 0,1 bis 50 mbar, bevorzugt
0,1 bis 10 mbar, besonders bevorzugt 0,1 bis 5 mbar, und einer
Temperatur von 180 bis 280°C, bevorzugt 200 bis 250°C, besonders
bevorzugt 230 bis 250°C niedermolekulares Polytetrahydrofuran
oder niedermolekulare Tetrahydrofuran-Copolymere eines mittleren
Molekulargewichts von 200 bis 700 Dalton abgetrennt und Polyte
trahydrofuran oder Tetrahydrofuran-Copolymeren eines mittleren
Molekulargewichts von 650 bis 5000 Dalton gewonnen. Üblicherweise
werden unter den Destillationsbedingungen die als Telogene einge
setzten Diole praktisch vollständig vom Wertprodukt abdestil
liert. Als Destillationsapparate können einfache Verdampfer, wie
Dünnfilmverdampfer, Fallfilmverdampfer oder Kurzwegdestillations
apparaturen eingesetzt werden.
Das niedermolekulare Polytetrahydrofuran und/oder Tetrahydrofu
rancopolymer eines mittleren Molekulargewichts von 200 bis 700
Dalton enthaltende Destillat der Aufarbeitungsstufe b) wird er
findungsgemäß teilweise, bevorzugt ganz in den Polymerisation zu
geführt.
Als Destillationsrückstand der Aufarbeitungsstufe b) wird PTHF
und/oder die THF-Copolymere mit mittleren Molekulargewichten von
650 bis 5000 Dalton erhalten.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Beispielen näher er
läutert.
Das mittlere Molekulargewicht (Mn) des erhaltenen PTHF wurde durch
Gelpermeationschromatographie (GPC) ermittelt und ist definiert
durch die Gleichung
Mn = Σci/Σ(ci/Mi),
in der ci für die Konzentration der einzelnen Polymerspezies i im
erhaltenen Polymergemisch steht und in der Mi das Molekulargewicht
der einzelnen Polymerspezies i bedeutet.
Die Dispersität D als Maß für die Molekulargewichtsverteilung
der gemäß den Beispielen hergestellten Polymeren wurde aus dem
Verhältnis von Gewichtsmittel des Molekulargewichts (Mw) und Zah
lenmittel des Molekulargewichts (Mn) nach der Gleichung
D = Mw/Mn
errechnet. Mw und Mn wurden mittels GPC bestimmt, wobei ein stan
dardisiertes PTHF zur Eichung verwendet wurde. Aus den erhaltenen
Chromatogrammen wurde das Zahlenmittel Mn nach der Gleichung
Mn = Σci/Σ(ci/Mi)
und das Gewichtsmittel Mw nach der Gleichung
Mw = (Σ(ci . Mi))/Σci
berechnet, in der ci für die Konzentration der einzelnen Polymer
species i im erhaltenen Polymergemisch steht und in der Mi das Mo
lekulargewicht der einzelnen Polymerspecies i bedeutet.
Der Katalysator wurde hergestellt durch Zugabe von 124,7 kg Ti
tandioxid (Wassergehalt von 23,3 Gew.-%), 25,5 kg Wolframsäure
(H2WO4) und 6,0 kg Weinsäure zu einer Lösung von 146 kg 87%iger
Phosphorsäure (H3PO4) in 45,5 kg Wasser. Diese Mischung wurde 0,5
Stunden gekollert, in Strängen von 4,5 mm Durchmesser extrudiert
und 2 h bei 120°C getrocknet. Anschließend wurde der Katalysator 3 h
bei 690°C calciniert. Der Katalysator hatte einen Wolframgehalt,
berechnet als Wolframtrioxid, von 20 Gew.-% bezogen auf das Ge
samtgewicht des Katalysators.
Die Versuchsdurchführung der Beispiele 2 und 4 erfolgte nach dem
in Abb. 1 dargestellten Schema. Alle Verfahrensschritte wurden
mit N2 als Schutzgas durchgeführt.
Bei 60°C wurden kontinuierlich 7 kg 1,4-Butandiol-haltiges THF
(Feed) pro Stunde über 28 kg des nach Beispiel 1 hergestellten
WO3/TiO2-Katalysators, der als Festbett in einem 30 l-Rohrreaktor
angeordnet war, geleitet. Der Feed enthielt 0,36 Gew.-% 1.4-Bu
tandiol, entsprechend einer 1,4-Butandiolzufuhr von 25 g/h, und
ca. 40 ppm Wasser. Der Reaktor wurde in Sumpffahrweise mit Umlauf
bei einem Umlauf/Zulauf-Verhältnis von 100 : 1 betrieben.
Der Reaktionsaustrag des Polymerisationsreaktors wurde bei 60°C
und einer Belastung von 2,8 kg Feed/(l.h) über Aktivkohle
(Chemviron Carbon; Typ CPG UF 8 × 30)geleitet, die in einem 2,5
l-Behälter als Festbett angeordnet war. Das Aktivkohle-behandelte
Gemisch wurde anschließend in eine Destillationskolonne mit 32
theoretischen Trennstufen über einen seitlichen Zulauf geleitet.
Bei einer Sumpftemperatur von 115°C und einem Druck von 1100 mbar
wurde über Kopf der Kolonne pro Stunde 0,08 kg eines THF/Wasser
gemischs mit einem Wassergehalt von ca. 2 Gew.-% abgetrennt. Über
den Seitenabzug der Kolonne wurden pro Stunde 6,5 kg einer THF-
Fraktion entnommen, die einen Wassergehalt von 40 ppm aufwies und
die in die Polymerisationsstufe zurückgeführt wurde. Aus dem
Sumpf der Kolonne wurde pro Stunde 0,42 kg Produkt entnommen, das
anschließend in einem Fallfilmverdampfer überführt wurde. Bei
140°C und 100 mbar wurden pro Stunde 0,04 kg Rest-THF abdestil
liert. Zur Abtrennung von niedermolekularem PTHF wurden pro
Stunde 0,38 kg Sumpfaustrag der Vakuumdestillation in eine Kurz
wegdestillationsapparatur gefahren, in der bei 230°C und 1 mbar
Druck pro Stunde 0,04 kg niedermolekulares PTHF der Molmasse 250
destillativ abgetrennt wurde. Es wurden pro Stunde 0,34 kg PTHF
eines mittleren Molekulargewichts Mn von 2050 erhalten, das eine
Dispersität D von 2,0 aufwies. Die Raum-Zeit-Ausbeute betrug 11,3 g
PTHF 2050/(l.h). Dar THF-Umsatz betrug 4,9%.
Beispiel 3 wurde wie in Vergleichsbeispiel 2 durchgeführt, wobei
erfindungsgemäß zusätzlich die pro Stunde anfallenden 0,04 kg
PTHF 250 in die Polymerisation kontinuierlich zurückgeführt und
der Butandiol-Zulauf auf 0,014 kg/h reduziert wurde. Nach Aufar
beitung wie in Beispiel 2 beschrieben, wurden pro Stunde 0,38 kg
PTHF eines mittleren Molekulargewichts Mn von 1990 erhalten, das
eine Dispersität D von 2,2 auf wies. Die Raum-Zeit-Ausbeute betrug
12,4 g PTHF 1990/(l.h). Der THF-Umsatz betrug 5,4%.
Claims (6)
1. Verfahren zur einstufigen Herstellung von Polytetrahydrofuran
(PTHF) und/oder Tetrahydrofuran-Copolymeren (THF-Copolymeren)
durch die Polymerisation von Tetrahydrofuran an einem sauren
heterogenen Katalysator in Gegenwart mindestens eines Telo
gens und/oder Comonomers aus der Gruppe der alpha, omega-
Diole, Wasser, Polytetrahydrofuran eines Molekulargewichts
von 200 bis 700 Dalton und/oder der cyclischen Ether, das da
durch gekennzeichnet ist, dass
- a) der katalysatorfreie Polymerisationsaustrag in mindestens ei ner Destillationsstufe eine Auftrennung in einen das Polyme risationsprodukt enthaltenden Destillationsrückstand und min destens eine Tetrahydrofuranfraktion durchgeführt wird und die Tetrahydrofuranfraktion zumindest teilweise in die Poly merisation zurückgeführt wird und
- b) aus dem Destillationsrückstand der Stufe a) niedermolekulares Polytetrahydrofuran und/oder Tetrahydrofuran-Copolymere eines mittleren Molekulargewichts von 200 bis 700 Dalton abgetrennt werden und PTHF und/oder THF-Copolymere eines mittleren Mole kulargewichts von 650 bis 5000 Dalton gewonnen werden und
- c) mindestens eine Teilmenge des abgetrennten niedermolekularen Polytetrahydrofurans und/oder Tetrahydrofuran-Copolymers ei nes mittleren Molekulargewichts von 200 bis 700 Dalton in die Polymerisation zurückgeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in
Stufe a) die Auftrennung in einen das Polymerisationsprodukt
enthaltenden Destillationsrückstand und mindestens eine Te
trahydrofuranfraktion in zwei Destillationstufen erfolgt.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß das alpha, omega-Diol ausgewählt ist aus Ety
lenglykol, 1,3-Propandiol, 1,4-Butandiol, Polytetrahydrofuran
eines Molekulargewichts von 200 bis 700 Dalton, 1,6-Hexan
diol, 1,8-Octandiol, 1,10-Decandiol, 2-Butin-1,4-diol und
Neopentylglykol.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß Wasser, 1,4-Butandiol und/oder Polytetrahydro
furan eines Molekulargewichts von 200 bis 700 Dalton als Te
logen verwendet wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn
zeichnet, dass das abgetrennte niedermolekulare Polytetrahy
drofuran und/oder Tetrahydrofuran-Copolymer eines mittleren
Molekulargewichts von 200 bis 700 Dalton vollständig zurück
geführt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn
zeichnet, dass das Verfahren mit all seinen Stufen kontinu
ierlich betrieben wird.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2000132264 DE10032264A1 (de) | 2000-07-03 | 2000-07-03 | Verbessertes Verfahren zur Herstellung von Polyetrahydrofuran und THF-Copolymeren |
PCT/EP2001/007428 WO2002002670A1 (de) | 2000-07-03 | 2001-06-29 | Verbessertes verfahren zur herstellung von polytetrahydrofuran und thf-copolymeren |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2000132264 DE10032264A1 (de) | 2000-07-03 | 2000-07-03 | Verbessertes Verfahren zur Herstellung von Polyetrahydrofuran und THF-Copolymeren |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE10032264A1 true DE10032264A1 (de) | 2002-01-17 |
Family
ID=7647594
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2000132264 Withdrawn DE10032264A1 (de) | 2000-07-03 | 2000-07-03 | Verbessertes Verfahren zur Herstellung von Polyetrahydrofuran und THF-Copolymeren |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE10032264A1 (de) |
WO (1) | WO2002002670A1 (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2003076494A1 (de) * | 2002-03-12 | 2003-09-18 | Basf Aktiengesellschaft | Verfahren zur herstellung von polytetrahydrofuran mit vermindertem gehalt an oligomeren cyclischen ethern |
WO2004020499A1 (de) * | 2002-08-30 | 2004-03-11 | Basf Aktiengesellschaft | Verfahren zur herstellung von tetrahydrofuran-copolymeren |
CN100455617C (zh) * | 2003-12-19 | 2009-01-28 | 巴斯福股份公司 | 制备四氢呋喃共聚物的方法 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20110092326A (ko) * | 2008-11-27 | 2011-08-17 | 바스프 에스이 | 증류에 의한 분리 장치 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4500705A (en) * | 1984-01-09 | 1985-02-19 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Method for reducing oligomeric cyclic ether content of a polymerizate |
DE3728613A1 (de) * | 1987-08-27 | 1989-03-09 | Basf Ag | Verfahren zur einengung der molekulargewichtsverteilung von polytetrahydrofuran und von copolymerisaten aus tetrahydrofuran und alkylenoxiden |
US5282929A (en) * | 1992-03-06 | 1994-02-01 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Reducing molecular weight distribution of polyether glycols by short-path distillation |
DE4433606A1 (de) * | 1994-09-21 | 1996-03-28 | Basf Ag | Verfahren zur Herstellung von Polyetrahydrofuran |
DE19726507A1 (de) * | 1997-06-23 | 1998-12-24 | Basf Ag | Verbessertes Verfahren zur Herstellung von Polytetrahydrofuran |
-
2000
- 2000-07-03 DE DE2000132264 patent/DE10032264A1/de not_active Withdrawn
-
2001
- 2001-06-29 WO PCT/EP2001/007428 patent/WO2002002670A1/de active Application Filing
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2003076494A1 (de) * | 2002-03-12 | 2003-09-18 | Basf Aktiengesellschaft | Verfahren zur herstellung von polytetrahydrofuran mit vermindertem gehalt an oligomeren cyclischen ethern |
WO2004020499A1 (de) * | 2002-08-30 | 2004-03-11 | Basf Aktiengesellschaft | Verfahren zur herstellung von tetrahydrofuran-copolymeren |
US7094933B2 (en) | 2002-08-30 | 2006-08-22 | Basf Aktiengesellschaft | Method for producing tetrahydrofurane copolymers |
KR100970039B1 (ko) * | 2002-08-30 | 2010-07-16 | 바스프 에스이 | 테트라히드로푸란 공중합체의 제조 방법 |
CN100455617C (zh) * | 2003-12-19 | 2009-01-28 | 巴斯福股份公司 | 制备四氢呋喃共聚物的方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2002002670A1 (de) | 2002-01-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0782594B1 (de) | Verfahren zur herstellung von polytetrahydrofuran | |
DE10032266A1 (de) | Verbessertes Verfahren zur einstufigen Herstellung von Polytetrahydrofuran und Tetrahydrofuran-Copolymeren | |
EP1999182B1 (de) | VERFAHREN ZUR ÄNDERUNG DES VORGEGEBENEN MITTLEREN MOLEKULARGEWICHT Mn BEI DER KONTINUIERLICHEN HERSTELLUNG VON POLYTETRAHYDROFURANEN ODER THF COPOLYMEREN | |
EP0698050A1 (de) | Verfahren zur herstellung von polytetrahydrofuran | |
DE4421788C2 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Polyalkylenethers mit Ester-Endkappen | |
EP1404741B1 (de) | Katalysator und verfahren zur herstellung von polytetrahydrofuran | |
EP0840757B1 (de) | Verfahren zur herstellung von polyoxytetramethylenglycol | |
DE19801462A1 (de) | Katalysator und Verfahren zur Herstellung von Polytetrahydrofuran | |
DE10032264A1 (de) | Verbessertes Verfahren zur Herstellung von Polyetrahydrofuran und THF-Copolymeren | |
EP1539854B1 (de) | Verfahren zur herstellung von mono- und diestern des polytetrahydrofurans und der tetrahydrofuran-copolymere | |
EP1417249B1 (de) | Verbessertes verfahren zur herstellung von polytetrahydrofuran | |
DE10032265A1 (de) | Verbessertes Verfahren zur Herstellung von Polytetrahydrofuran und THF-Copolymeren | |
DE10330721A1 (de) | Verfahren zur Gewinnung von Oligomeren des Polytetrahydrofurans oder der Tetrahydrofuran-Copolymere | |
EP1576030B1 (de) | Verfahren zur herstellung von tetrahydrofuran-copolymeren | |
EP1581581B1 (de) | Verfahren zur polymerisation cyclischer ether | |
WO2003076494A1 (de) | Verfahren zur herstellung von polytetrahydrofuran mit vermindertem gehalt an oligomeren cyclischen ethern | |
WO2005087840A1 (de) | Verfahren zur herstellung von polytetrahydrofuran oder tetrahydrofuran-copolymeren | |
DE10032267A1 (de) | Katalysator und Verfahren zur Herstellung von Polytetrahydrofuran | |
WO2003076493A1 (de) | Verfahren zur verminderung des anteils an cyclischen oligomeren ethern in polytetrahydrofuran oder copolymeren aus tetrahydrofuran | |
DE10359810A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von Mono- und Diestern des Polytetrahydrofurans oder der Tetrahydrofuran-Copolymere |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8130 | Withdrawal |