DE2055892C3 - Verfahren zur Reinigung von Butandiol - Google Patents
Verfahren zur Reinigung von ButandiolInfo
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- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C29/00—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring
- C07C29/74—Separation; Purification; Use of additives, e.g. for stabilisation
- C07C29/76—Separation; Purification; Use of additives, e.g. for stabilisation by physical treatment
- C07C29/80—Separation; Purification; Use of additives, e.g. for stabilisation by physical treatment by distillation
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von hocnreinem Butandiol durch bestimmte Führung
der Destillation des von Nieorigsiodenden und Wasser
befreites Butandiols.
Bei der Herstellung von Butandiol durch Hydrierung von Butindiol erhält man ein Rohprodukt, das ungefähr
60% Wasser, 1% Methanol, 1,5% Propanol und 2% Butanol enthält. Ferner sind noch ungesättigte Verbindungen,
Aldehyde, cyclische Äther, Acetale und Triole in kleinen Mengen in dem Rohbutandiol vorhanden. Aus
Ulimanns Enzyklopädie der technischen Chemie, 4. Bd., 1953, S. 754 — 757 ist bekannt, rohes Butandiol, das
zunächst entwässert wird von niedrigsiedenden Alkoholen befreit wurde, durch Gewinnung eines Vorlaufs bei
einem Druck von 30 bis 40 mm Hg (40 bis 44 mbar) und schließlich Destillieren bei 10 bis 15 mm Hg (13 bis
20 mbar) zu reinigen. Das auf diese Weise erhaltene Butandiol weist als Reinheitskriterien eine Carboylzahl
(CO-Zahl) von etwa 1 und eine Jodzahl von etwa 0,5 bis 1 auf.
Es wurde nun zunächst versucht, ein reineres Butandiol auf folgende Weise zu gewinnen, wobei ggf.
auf die Anwendung verminderten Druckes verzichtet werden kann:
Zur Befreiung des Butandiols von diesen Nebenprodukten destilliert man in einer ersten Kolonne die
leichtsiedenden Alkohole ab. Dann wird in einer zweiten Kolonne das Butandiol vom Wasser getrennt und in
einer dritten Kolonne das Butandiol vom schwersiedenden Rückstand abdestilliert. In einer weiteren vierten
Kolonne trennt man einen kleinen Vorlauf aus leichtsiedenden Nebenprodukten ;ib und befreit in einer
fünften Kolonne das Butandiol nochmals von kleinen Mengen Rückstand.
Ils hat sich nun gezeigt, daß das auf diese Weise
hergestellte Butandiol trot/, sorgfältiger Abtrennung
der Nebenprodukte noch kleine Mengen Verunreinigungen enthält, die für die Weiterverarbeitung unerwünscht
sind.
An die Reinheit von Butandiol werden nämlich, insbesondere bei Verwendung als Polyester- oder
Polyurethan Komponente, hohe Anforderungen gestellt
Es bestand daher die Aufgabe mit einer einfachen Methode, d. h. ohne erhöhten Destillationsaufwand, ein
Verfahren zu entwickeln, das es erlaubt, ein für die Polyester- bzw. Polyurethan-Herstellung besonders
geeignetes, hochreines Butandiol herzustellen.
Diese Aufgabe wurde erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man rohes Butandiol, das durch Hydrierung
von wäßrigem Butin-2-diol-1,4-Lösungen hergestellt ist,
und aus dem in an sich bekannter Weise Wasser und Verbindungen mit einem Siedepunkt von weniger als
120° C abgetrennt worden sind, in einer ersten Kolonne
in 60 bis 90 Gewichtsprozent einer Butandiol und niedriger als Butandiol siedende Komponenten enthaltende
Fraktion A und 10 bis 40 Gewichtsprozent einer Butandiol und höher als Butandiol siedende Anteile
enthaltende Fraktion B trennt, die Fraktion A in einer zweiten Kolonne in die niedriger als Butandiol
siedenden Komponenten als Kopfprodukt und sehr reines Butandiol als Sumpf trennt und in einer dritten
Kolonne die Fraktion B in Butandiol geringerer Reinheit und höher als Butandiol siedende Komponente
destilliert.
Man erhält so ein sehr reines, wasserfreies Butandiol, das sich hervorragend für die Herstellung von
Polyestern und Polyurethanen eignet.
Das aus der dritten Kolonne erhaltene Butandiol geringerer Reinheit ist für viele Zwecke geeignet und
z. B. für die Herstellung von Tetrahydrofuran oder Butyrolacton rein genug.
Falls man die gesamte oder die überwiegende Menge des eingesetzten Rohbutandiols in sehr reines Butandiol
überführen will, kann das in der dritten Kolonne erhaltene Butandiol geringerer Reinheit teilweise oder
vollständig zur ersten Kolonne zurückgeführt und zusammen mit dem von Wasser und den Niedrigsiedenden
befreiten Rohbutanol auf die Kolonne aufgegeben werden.
Im einzelnen geht man bei dem erfindungsgemäßen Verfahren z. B. so vor (vgl. Figur), daß man das aus der
Hydrierung von Butindiol erhaltene Rohbutandiol 6 auf eine 20 bis 40 Böden enthaltende Glockenboilenkolonne
1 gibt und eine Fraktion 7 von unter 120°C siedenden Bestandteilen, wie Methanol, n-Propanol und n-Butanol
abdestilliert. Das Sumpfprodukt 8 der Kolonne 1 wird dann der Kolonne 2, z. B. einer Glockenbodenkolonne
mit 8 bis 15 Böden, zugeführt, aus der als Kopfprodukt 9
Wasser und als Sumpfprodukt 10 vorgereinigtes Rohbutandiol abgezogen werden. Dieses Rohbutandiol
gelangt auf die erste Retifizierkolonne 3, die eine Kolonne üblicher Bauart mit 15 bis 30 Böden sein kann,
aus der eine Kopffraktion 11 und eine Sumpffraktion 12
entnommen werden. Die Menge der Kopffraktion U ist 60 bis 90, vorzugsweise 65 bis 70 Gewichtsprozent des
vorgereinigten Rohbutandiols, wobei der Gehalt dieser Fraktion 90 bis 98, vorzugsweise 95 bis 97 Gewichtsprozent
Butandiol beträgt.
Die Kopffraktion 11 wird in der zweiten Kolonne 4
(etwa 25 bis 40 Böden) vollständig von den Niedtit'siedenden
13 befreit und das sehr reine Butandiol als Produkt 16 gewonnen.
Die Sunipffraktion 12, die 93 bis 97, vorzugsweise 95
bis 96 Gewichtsprozent Butandiol enthält, wird einer
dritten Kolonne 5 (etwa 15 bis 30 Böden) zugeführt und
in einen Rückstand 17 der verworfen wird und einen Produktstrom 14 eines Butandiols geringer Reinheit
zerlegt. Dieses Butandiol geringerer Reinheit enthält mehr als 98 Gewichtsprozent Butandiol.
Nach einer Variante des neuen Verfahrens wird ein Teil oder die ganze Menge des Stromes 14 als Strom 15
zusammen mit dem Zulauf 10 in die Kolonne 3 zurückgeführt. Auf diese Weise kann das Rolibutanciol
vollständig in sehr reines Butandiol überführt werden.
Eine Mischung aus 35,5 Gewichtsprozent Butandiol, 4,5 Gewichtsprozent Vorlaufalkohol, 1,5 Gewichtsprozent
leichtsiedenden Verunreinigungen, 57,9 Gewichtsprozent Wasser und 0,6 Gewichtsprozent schwersiedendem
Rückstand wird in einer ersten Kolonne von den Vorlaufalkoholen und 2% Wasser befreit. In der
zweiten Kolonne wird das gesamte Wasser als Destillat abgetrennt.
Man überführt das praktisch wasserfreie Rohbutandiol
in eine weitere Kolonne und trennt es in ein Destillat, das die leichtsiedenden Verunreinigungen und
etwa 2 Drittel des Butandiols enthält und in ein Sumpfprodukt, das die schwersiedenden Verunreinigungen,
den Rückstand und etwa ein Drittel des Butandiols enthält
Das Sumpfprodukt wird in einer weiteren Kolonne zu einem Butandiol rektifiziert, das folgende Zusammensetzung
hat
Bromzahl | 0,5 |
CO-Zahl | 0,8 |
Erstarrungspunkt | 18,5 |
Reinheit | 98,3% |
H2O | 0,1% |
leichtsiedende Verunreinigungen | 0,7% |
schwersiedende Verunreinigungen | 0,9% |
Dieses Produkt kann für viele Zwecke verwendet werden.
Das Kopfprodukt der dritten Kolonne, das die leichtsiedenden Verunreinigungen und zwei Drittel des
Butandiols enthält, wird in einer anderen Kolonne in ein Destillat, das die leichtsiedenden Verunreinigungen
enthält, und in ein Sumpfprodukt, das das Butandiol enthält, zerlegt. Das im Sumpf anfaliende Butandiol hat
folgende Zusammensetzung:
Bromzahl | 0,05 |
CO-Zahl | 0,03 |
Erstarrungspunkt | 19,8 |
Reinheit | 99,7% |
H2O | nicht nach |
weisbar | |
leichtsiedende Verunreinigungen | 0,05% |
schwersiedende Verunreinigungen | 0,20% |
Beispiel 2 |
Dieses Produkt wird nun zusammen mit frischem Rohbutandiol in Kolonne 3 zurückgeführt. Das ir.
Kolonne 4 als Sumpfprodukt anfallende Reinbutandiol hat innerhalb der Fehlergrenzen dieselbe Zusammensetzung
wie im Beispiel 1 angegeben.
Die im Beispiel 1 angegebene Mischung von Butandiol, Vorlaufalkoholen, leichtsiedenden Verunreinigungen,
Wasser und schwersiedendem Rückstand wird wie dort angegeben von den Vorlaufalkoholen und
dem Wasser befreit. Das wasserfreie Rohbuiandiol wird wie im Beispiel 1 angegeben in eine Komponente, die 2
Drittel des Butandiols mit den leichtsiedenden Verunreinigungen enthält und 1 Drittel des Butandiols mit den
schwersiedenden Verunreinigungen getrennt. Das Surnpfprodukt wird nun zu einem Butandiol rektifiziert,
das die im Beispiel 1 angegebene Zusammensetzung hat.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (2)
1. Verfahren zur Reinigung von Butandiol-(1,4) durch Destillation, das durch Hydrieren von
wäßrigen Butin-2-diol-(l,4)-Lösungen hergestellt wurden und aus dem in an sich bekannter Weise
Wasser und Verbindungen mit einem Siedepunkt von weniger als 1200C abgetrennt worden sind,
dadurch gekennzeichnet, daß man das so vorbehandelte rohe Butandiol in einer ersten
Kolonne in 60 bis 90 Gewichtsprozent einer Butandiol und niedriger als Butandiol siedende
Komponenten enthaltende Fraktion A und 10 bis 40 Gewichtsprozent einer Butandiol und höher als
Butandiol siedende Anteile enthaltende Fraktion B trennt, die Fraktion A in einer zweiten Kolonne in
die niedriger als Butandiol siedende Komponenten als Kopfprodukt und sehr reines Butandiol als
Sumpfprodukt trennt und in einer dritten Kolonne die Fraktion B in Butandiol geringerer Reinheit und
die höher als Butandiol siedenden Komponenten trennt.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das in der dritten Kolonne
erhaltene Butandiol zusammen mit dem Zulauf der ersten Kolonne in die Destillation zurückführt.
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