DE1543534A1

DE1543534A1 - Verfahren zur Trennung von Phenolen aus waessrigen Mischungen

Info

Publication number: DE1543534A1
Application number: DE19661543534
Authority: DE
Inventors: Thomas Bewley
Original assignee: Distillers Co Yeast Ltd
Current assignee: Distillers Co Yeast Ltd
Priority date: 1965-10-16
Filing date: 1966-10-14
Publication date: 1969-07-31
Also published as: BE688287A; GB1110295A; US3467721A; FR1502937A

Description

^Verfahren zur Trennung von Phenolen aus wässrigen Mischungen"

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Trennung von Phenolen aus wässrigen Mischungen, insbesondere auf eine Trennung durch Extraktion mit Lösungsmitteln.

Bei der großtechnischen Durchführung bekannter Verfahren zur Herstellung von Phenolen ist es notwendig, das Phenol aus Lösungen in wässrigen Abwässern zurückzugewinnen um sicherzustellen, daü die Abwasser für eine Weiterleitung in die üblichen Abwässerkanäle geeignet sind. Es ist daher bekannt, wässrige, gelöste Phenole enthaltende Mischungen mit Extraktionslösungsmitteln für die Phenole, wie z.B. Benzol, Acetophenon, Petroleumoder TeerfrdJbionen, Isopropyläther, Butylacetat, Trikresylphos- ^iiat, zu behandeln und das extrahierte Phenol aus der Löaungs-. ittelphase, z.B. durch Destillation oder Behandlung mit wäasrigem Alkali, zurückzugewinnen.

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Es wurde nun gefunden, daß Mesityloxyd in vorteilhafter Weise als Extraktionslösungsmittel für Phenole verwendet werden kann.

Die vorliegende Erfindung bezieht sioh daher auf ein Verfahren zur Abtrennung von Phenolen aus wässrigen Mischungen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man die Phenole mit einem Mesityloxyd umfassenden, phenollösenden Extraktionslösungsmittel extrahiert .

Das Extraktionslösungsmittel kann neben dem Mesityloxyd Arylkohlenwasserstoffe, wie Benzol, Toluol, Xylol oder Cumol, enthalten. In der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Abtrennung von Phenol, das durch Säurespaltung von Cumolhydroperoxyd aus wässrigen Mischungen hergestellt wurde, werden als Extraktionslösungsmittel zweckmäßig Mischungen von Mesityloxyd und Cumol verwendet, da diese Mischungen als Nebenprodukte aus den Eeinigungsstufen des Phenolheretellungsverfahrens leicht verfügbar sind. Selbstverständlich kann das erfindungsgemäße Verfahren jedoch auoh. zur Behandlung jeder anderen, wässrigen, phenolischen Mischung, ungeachtet ihres Ursprunges, angewendet werden. Die in Mischung mit dem Ary!kohlenwasserstoff anwesende Mesityloxydmenge kann zwischen 1-5 Vol.-#, bezogen auf die Gesamtmischung aua Meeityloxyd und Kohlenwasserstoff, liegen? sie ist jedoch vorzugsweise größer als 5 Vol.

Die Extraktion der Phenole aus wässrigen Mischungen kann in
jeder geeigneten Weise erfolgen, wie z.B. als Gegenatromsyatem in einer Kolonne oder als mehrstufige Misch- und Abaetzsyeteme. Bei der Extraktion von Phenolen aua solchen Mischungen wird es

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bevorzugt, vor der Durchführung der Extraktion den pH-Wert dieser Lösungen gegebenenfalls auf neutral oder leicht sauer einzustellen. Weiterhin ist es zweckmäßig, die Löslichkeit des Mesityloxyds in der wässrigen Lösung zu verringern, indem man dieser metallische salze, wie Natriumchlorid, Natriumsulfat oder Natriumcarbonat, zufügt. Einige dieser Salze können bereits

wässrigen
in den zu behandelnden/Lösungen als Sückstände anwesend sein,

die während des Phenolher3tellungsverfahrens gebildet wurden.

Die Isolierung des Phenols aus dem mit Phenol angereicherten Lösungsmittel kann in jeder geeigneten Weiee erfolgen, z.B. durch Destillation oder Behandlung mit wässrigem Alkali, um wässrige Phenolatlösungen zu bilden, aus denen das Phenol durch Ansäuern zurückgewonnen oder zum Verfahren zurückgeführt werden kann.

Die Verwendung der erfindungsgemäßen, Mesityloxyd enthaltenden, phenollösenden Extraktionslösungsmittel hat gegenüber anderen, bisher verwendeten Lösungsmitteln den Vorteil, daß der Teilungskoeffizient für Phenole zwischen dem Lösungsmittel und Wasser unter vergleichbaren Bedingungen im Fall der Mesityloxydlösungsmittel größer ist; daher ist eine wirksamere und wirtschaftlichere Extraktion der Phenole möglich. Weiterhin ermöglicht die Verwendung der erfindungsgemäßen Lösungsmittel einen höheren Durchlauf an Lösung durch die Extraktionsvorrichtung. Diese Vorteilt werden durch die folgenden Beispiele weiter veranschaulicht.

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Beispiel 1

Teile einer wässrigen, 1 $ Gew./Vol. Phenol enthaltenden Mischung wurden 5 Minuten bei Zimmertemperatur mit verschiedenen Lösungsmitteln geschüttelt. Das Vol.-Verhältnis von Lösungsmittel zu wässriger Mischung war 2:1. Nach dem Schütteln wurde die Mischung aus Lösungsmittel und wässriger Phase sich absetzen gelassen, und es wurde der in der wässrigen Phase verbliebene Phenolgehalt bestimmt. Dann wurde die Extraktion wiederholt. In den in der folgenden Tabelle aufgeführten Ergebnissen werden die mit den erfindungsgemäßen Lösungsmitteln erhaltenen Daten mit denjenigen verglichen, die unter Verwendung eines Acetophenon/Cumol-Lösungsmittels erhalten wurden, wodurch der Vorteil des erfindungsgemäüen Lösungsmittels veranschaulicht wird.

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!Tabelle 1

ν 6 ε ι /1 ε 8 6 ο 6

Mischung Phenol in der wässrigen Phase; Teile pro Mill. G-ew./Vol. Teilungskoeffizient.

Mesityloxyd: Oumol nach der ersten

1. Extraktion 2. Extraktion 3. Extraktion Extraktion

20:80 300 16 5 16

320 , 19 5 15

290 13 5 17

10:90 570 39 5 9

540 50 5 J

Mischung aus Mesityloxyd 520 30 5 9 ι

und Oumol aus einem

Cumol-Phenol-Yerfahren* 540 27 5

Acetophenon:Cumol

10:90 830 82,5 16 5

»Zusammensetzung: Mesityloxyd 10$, Cumol 82,7 #, Äthylbenzol 7,0 $> und Methylstyrol 0,3 $>

Beispiel 2

Beispiel 1 wurde unter Verwendung untersciiiedliciier, wässriger phenolischer Abwässer wiederholt; ein Vergleichstest erfolgte unter Verwendung eines nicht-erfindungsgemäüen Lösungsmittels. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle gezeigt.

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Tabelle 2

Mischtmg

Phenol in der wässrigen Phase, Teile pro Mill Sew./Vol ursprüngl. 1,Extraktion 2.Extraktion 3«Extraktion

Teilungskoeffizient nach der ersten Extraktion

Mesityloxyd	9700	65	—	—
Acetophenon	9700	194	-	-
<° Mesityloxyd:Cumol S 50:50	8200	58	13	5
cc u> Acetophenon:Cumol 50:50	8200 10000	140 144	50 25	5 8
CO co

148

49

70

29 34

Die Extraktion erfolgte mit einem Volumenverhältnis von Lösungsmittel zu wässriger Mischung von 1:1

co cn co

Die obigen ErgeMsse zeigen deutlich die durch das erfindungsgemäße Arbeiten erzielbaren Vorteile.

Ein weiterer Vergleichstest erfolgte unter Verwendung von Cumol allein als lösungsmittel in einem Volumenverhältnis von 1:1 mit wässrigen Mischungen, die unterschiedliche Phenoikonzentrationen enthielten. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle angegeben. · ·

Tabelle 3

Phenol in wässr. Phenol in lösungs- Phenol in wässr. Teilungs-Mischung} mittelphasej Phase, Teile koeffi- i> Gew./Vol. Teile pro Mill, pro Mill." Gew./Vol. zient , Gew./Vol.

Ein Vergleich der in Tabelle 3 angegebenen Ergebnisse mit denen von Tabelle 1 zeigt z.B., daß die Anwesenheit von nur 5-10 Teilen MesJ/$yloxyd in einer Mischung mit Cumol die Teilung zugunsten der Lösungsmittelphase wesentlich erhöht. Beispiel 3

Ein wässriges, 1 # Gew./Gew. enthaltendes Abw/asser wurde extraiiiert mit (a) einer 60:40-Mischung (Vol./Vol.) aus Mesityloxyd und Cumol und (b) mit einer 60:40-Mischung (Vol./Vol.) aus Acetophenon und Cumol; die Extraktion erfolgte bei einer Temperatur von 19-21⁰C. in einer Kolonne mit rotierenden Scheiben von 0,6 m Höhe. Es wurden die folgenden Ergebnisse erzielt«

0,3	18000	12000
0,5	32000	19000
1,2	76000	43000
2,0	123000	79000
5,3	341000	191000

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Tabelle 4

Phenol ^α/Ό Gew./Gew. Vol.-V er hält η. Gesamt-

wässrige Lösvaigsm.- Eafiinat von Lösungsm./ fluß

Beschickung , extrakt wässr.Beschick, cm/sec

Gesamt- Massenüber-

tiberf lutungs- tragiings-' gescnwindig- koeffizieni ■ keit; cm/se c

60/40 Vol./Vol. Mesityloxyd/Curaol

0,97

0,54

0,0001

1,89

0,161

0,32

30,8

60/40

Acetophenon/Cumol

1,00

0,31

0,0007

2,9

0,052 0,066

5,8-

CD O CD OO CO

co

CO

cn co

- ίο -

Die obigen Ergebnisse zeigen klar die Vorteile' einer Verwendungder erfindungagemäßen, Mesityloxyd enthaltenden lösungsmittel, indem:

1) Mesityloxyd/Cumol in einem Vol.-Verhältnis von 1,89 den Phenolgehalt im Eaffinat auf 1 Teil pro Mill, verringert, während mit Acetophenon/Cumol bei einem höheren Vol.-Verhältnis von 2,9 der Phenolgehalt im Abwasser 7 Teile pro Mill, beträgt;

2) Mit Me8ityloxyd-0umol-Misohungen kann im Extraktionssystem mehr Material vor dem Überfluten (flooding) behandelt werden, d.h. es besteht eine erhöhte Kapazität.

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren but Trennung von Phenolen aus wässrigen Mischungen dadurch, gekennzeichnet, daß das Phenol mit einem Mesityloxyd enthaltendem extrahierenden Lösungemittel extrahiert wird,

2. Verfahren naoh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet» daß als extrahierendes Lösungsmittel ein solches, das neben dem Meaityloxyd einen Irylkohlenwasßerstoff enthält, verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Arylkohl «wasserstoff Benzol, Toluol, Xylol oder Cumol verwendet wird.

4. Verfahren naoh Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Aiylkohlenwasserstoff Cumol verwendet wird, wobei das extrahierende Lösungsmittel aus einer Reinigungsstufe bei einem Verfahren zur Herstellung von Phenol durch Säurespaltung von Cumolhydroperoxyd erhalten worden ist.

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ÜL

5. Verfahren nach Anspruch 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Mesityloxyd, das im extrahierenden Lösungsmittel anwesend ist, in einer Menge zwischen 1 und 5 oder mehr YoI. fi bezogen auf die Gesamtmischung von Mesityloxyd und Arylkohlenwasserstoff, verwendet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die wässrige Phenol enthaltende Mischung vor der Extraktion neutral oder schwach sauer gemacht wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Löslichkeit des extrahierenden Lösungsmittel in der wässrigen Mischung durch die Zugabe eines Metallsalzes zu der wässrigen Mischung vor der Extraktion herabgesetzt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß als Metallsalz Natriumchlorid, Natriumsulfat oder Natriumcarbonat verwendet wird,

9· Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet» daß \ die Extraktion des Phenols aus der wässrigen Mischung durch _:

ein Gegenstromsystem oder ein vielstufiges Vermischen und Absetzen durchgeführt wird.

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10. Verfahren nach Anspruch 1 "bis 9» dadurch gekennzeichnet, daß das Phenol aus dem extrahierenden Lösungsmittel durch Destillation oder durch Behandlung mit wässrigem Alkali zur Bildung einer wässrigen Phenolatlösung und nachfolgenden Ansäuern zur Gewinnung des Phenols aus dieser Lösung gewonnen wird.

Der Patentanwalt

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