DE2526748B2 - Verfahren zur Reindarstellung von Alkoxyacetonen - Google Patents
Verfahren zur Reindarstellung von AlkoxyacetonenInfo
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Description
OH
R-O-CH2-CH — CH2
R-O-CH2-CH — CH2
(H)
bestehenden Gemischen, dadurch gekennzeichnet,
daß man das Gemisch aus I und Il verdampft und II aus der Dampfphase durch
Gegenstromextraktion mit einem flüssigen Diol der allgemeinen Formel III extrahiert
HO-[A-OL-H
(HD
Die vorliegende Erfindung betrifft ein neues Verfahren zur Reindarstellung von Alkoxyacetonen der
allgemeinen Formel I
Il
R-O-CH2 C CH,
(D
in der R einen Ci-C3-Alkylrest bedeutet, durch
destillative Aufbereitung von im wesentlichen aus I und l-Alkoxypropan-2-olen Il
OH
R-O-CH2-CH-CH,
(M)
bestehenden Gemischen.
Derartige Gemische erhält man bekanntlich bei der Dehydrierung von II, die aus Gründen des chemischen
Gleichgewichts auf wirtschaftliche Weise im allgemeinen nur bis zu einem Umsatz von etwa 70% geführt
werden kann. Da 1 und II Azeotrope bilden, ist I nicht unmittelbar destillativ von II zu trennen.
Es sind zwar bereits Verfahren zur Trennung von I und Il bekannt, jedoch sind diese aus verschiedenen
Gründen unbefriedigend.
Nach der Methode der US-PS 21 70 855 wird der Alkohol Il verestert, wonach I abdestilliert werden
kann. Um Il jedoch zurückzugewinnen, muß der Ester anschließend wieder hydrolysiert werden, eine Arbeitsweise,
die insgesamt unrationell und technisch umständlich ict
Nach dem Verfahren der US-PS 28 05 983 wird das Gemisch von I und II mit einem niederen Alkanol wie
Propanol versetzt
Bei der anschließenden Destillation bildet sich ein Azeotrop aus I und dem Alkanol, das in einer zweiten
Destillation unter geringerem Druck wieder aufgelöst wird. Um I aus dem Gemisch von I und IJ zu isolieren,
müssen große Mengen an Extraktionsmittel verdampft und wieder kondensiert werden, wodurch das Verfahren
hohe Kosten verursacht, ganz abgesehen davon, daß das Arbeiten unter verschiedenem Druck einen Aufwand
erfordert, den man wenn irgend möglich zu vermeiden trachtet
Auch das Verfahren der US-PS 36 25 836, bei dem man zunächst ein Azeotrop aus I und Wasser
abdestilliert, wonach das Wasser mit Benzol wieder entfernt wird, ist technisch nachteilig, weil es die
fortgesetzte Verdampfung relativ großer Mengen Benzol erfordert.
Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, die Alkoxyacetone I auf wirtschaftlichere und technisch
einfachere Weise von ihren Gemischen mit den Alkoxypropanolen II abzutrennen.
Es wurde nun ein Verfahren zur Reindarstellung von Alkoxyacetonen der allgemeinen Formel I
in der A für eine Äthylen- oder 1,2- oder 1,3-Propylengruppe steht und η den Wert 1 bis 3
haben kann.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Extraktionsmittel III Äthylenglykol
verwendet
R-O-CH2-C CH3
in der R einen Ci- bis Cs-Alkylrest bedeutet, durch
destillative Aufbereitung von im wesentlichen aus I und l-Alkoxypropan-2-olen H
OH
i
R-O-CH2-CH-CH3
R-O-CH2-CH-CH3
bestehenden Gemischen gefunden, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß man das Gemisch aus I und II
verdampft und II aus der Dampfzone durch Gegenstromextraktion mit einem flüssigen Diol der allgemeinen
Formel III extrahiert,
HO-[A-O]n-H
(III)
in der A für eine Äthylen- oder 1,2- oder 1,3-Propylengruppe steht und η den Wert 1 bis 3 haben kann.
II kann von III ohne weiteres abdestilliert werden, so
daß beide Stoffe wieder in den Verfahrenskreislauf — II zur Dehydrierstufe und III zur Extraktion — zurückgeführt
werden können.
Die bei der Dehydrierung von II anfallenden, von leichtsiedenden Bestandteilen bereits befreiten Gemisehe
aus I und 11 enthalten in der Regel 30 bis 90, vorzugsweise 40 bis 70, Gew.-% I. Der Rest besteht im
wesentlichen aus Il sowie untergeordneten Mengen von höhersiedenden Nebenprodukten, die bei der Aufbereitung
jedoch nicht stören. Allgemein nimmt man die
to Dehydrierung bei 200 bis 350°C an Kupfer- oder
Kupfer/Chromkontakten in der Gasphase vor, jedoch hat die Art des Dehydrierungsverfahrens keinen
erkennbaren Einfluß auf das gute Gelingen des erfindungsgemäßen Verfahrens.
hi Das technisch wichtigste Alkoxyaceton ist das
Methoxyaceton, so daß der Trennung Methoxyaceton/ 1 -Methoxypropan-2 öl die größte Bedeutung zukommt.
Wesen ähnlichem Destinations- und F.xtraktionsverhal-
ten können aber auch andere Paare Alkoxyaceton/ Alkoxypropanol auf die erfindungsgemäße Weise
getrennt werden, z. B. Paare solcher Verbindungen, in
denen R eine Äthyl- oder Propyigruppe ist
Als Extraktionsmittel III eignen sich vor allem Äthylenglykol, 1,2-Propylenglykol und 13-PropyIengIykol, daneben aber auch Diäthylenglykol, 1,2-Dipropylenglykol, 13-Dipropylenglykol sowie ferner Triäthylenglykol und die Tripropylenglykole. Die Extraktionswirkung der Propylenverbindungen ist zwar etwas
geringer als die der Verbindungen der Äthylenreihe,
jedoch bietet sich ihre Verwendung dann an, wenn sie als industrielle Nebenprodukte billig zur Verfügung
stehen. Unter rein technischen Gesichtspunkten ist dem Äthylenglykol und dem Diäthylenglykol der Vorzug zu
geben.
Man kann das Verfahren bei Normaldruck vornehmen, jedoch empfiehlt sich das Arbeiten bei 50 bis
200 Torr, weil sich die Siedepunkte von I und II in diesem Bereich etwas stärker unterscheiden. Man
nimmt es in Boden- oder insbesondere Füllkörperkolonnen vor, indem man die aus I und II bestehenden, nach
oben steigenden Dämpfe bei Temperaturen kurz oberhalb des Siedepunktes von I im Gegenstrom mit IH
in Kontakt bringt Die erforderliche Menge an III richtet sich nach der Art des Extraktionsmittels, dem
gewünschten Reinheitsgrad von I, der mittleren Kontaktzeit und den apparativen Gegebenheiten.
Vorzugsweise arbeitet man mit Füllkörperkolonnen, in denen die mittlere Kontaktzeit, in der das
Extraktionsmittel zur Verfügung steht, etwa 0,1 bis 5 min beträgt Zur Erzielung einer 95%igen Reinheit an
I, entsprechend einer technischen Qualität, verwendet man pro kg II etwa 1 bis 3 kg III. Soll die Reinheit 98%
betragen, so sind etwa 3 bis 10 kg III pro kg II erforderlich. Bei Verwendung kurzer Kolonnen (sie
entsprechen ca. 15 bis 25 theoretischen Böden) wählt man in der Regel ein relativ hohes Rücklaufverhältnis,
etwa 20 :1 bis 5 :1, wogegen das Rücklaufverhältnis bei
langen Kolonnen (ca. 25 bis 50 theoretische Böden) geringer sein und ungefähr 5 :1 bis 1 :1 und sogar Null
betragen kann. Sieht man von dem speziellen Trennungsproblem und damit von den beteiligten Stoffen ab,
weist das erfindungsgemäße Verfahren verfahrenstechnisch keine Besonderheiten auf, d. h. man kann es nach
den an sich bekannten Methoden der destillativen Gegenstromextraktion vornehmen und mittels einiger
Testläufe optimieren.
Das Verfahren kann diskontinuierlich oder, weil es
sich in seiner Einfachheit hierfür besonders anbietet, vorzugsweise kontinuierlich vorgenommen werden. Im
letztgenannten Fall destilliert man II vom anfallenden Gemisch aus II und III in einem gesonderten
Verfahrensschritt laufend ab und führt II in die Synthesestufe und III in die Extraktionskolonne zurück.
Apparativ und verfahrenstechnisch besonders vorteilhaft ist es, beide Operationen, die Extraktion und die
Trennung von II und III, in einer Kolonne vorzunehmen,
wobei die Extraktion im oberen Teil stattfindet und die Trennung II/III im unteren, höher erhitzten Teil. Der
Zulauf des Gemisches aus I und 11 liegt dann etwa in der
Mitte, das reine II wird unterhalb dieser Zulaufstelle abgezogen, und 111 sammelt sich im Sumpf an, von wo es
wieder nach oben in die Extraktion gefördert wird. Bei kontinuierlicher Fahrweise über längere Zeiträume
kann man einen Teil von 111 aus dem Verfahrenskreislauf ausschleusen und gegebenenfalls destillativ reinigen,
um die Arrrcucheriini* von hohprsiedenHpn Nlphpnprodukten
zu vermeiden.
Die Alkoxyacetone I, vor allem das Methoxyaceton,
sind wichtige Zwischenprodukte für Pflanzenschutzmittel.
Beispiel 1
Beispiel 1
1 kg eines von der Gasphasendehydrierung von l-Methoxypropan-2-ol stammenden Gemisches aus
rund 65 Gew.-% Methoxyaceton und rund 35 Gew.-% des Ausgangsstoffes wurde im Laufe von 7 Stunden bei
ίο Normaldruck über eine 90 cm hohe Füllkörperkolonne von 3 cm lichter Weite (35 theoretische Böden)
destilliert, wobei das Rücklaufverhältnis 10:1 betrug. Innerhalb der gleichen Zeit wurden 1200 g Äthylenglykol
im Gegenstrom durch die Kolonne gegeben. Es fielen 643 g Destillat an, das zu 95% aus Methoxyaceton
bestand. Das vom Glykol extrahierte Methoxypropanol
wurde praktisch wieder zurückgewonnen.
Auf die in Beispiel 1 angegebene Weise wurde ein Gemisch aus 55 Gew.-% Methoxyaceton und 45
Gew.-% Methoxypropanol mit unterschiedlichen Men gen Äthylenglykol aufgearbeitet. Bei einem Zulaufverhältnis
q von Glykol zu Methoxypropanol wurden Methoxyacetondestillate folgender Reinheiten rgewonnen:
Zulaufvsrhältnis q
Reinheit r
10
91%
95%
97%
99%
95%
97%
99%
1 kg eines Gemisches aus 55 Gew.-% Methoxyaceton und 45 Gew.-% Methoxypropanol wurde auf die in
Beispiel 1 angegebene Weise, jedoch bei 100 Torr, mit
1000 g Diäthylenglykol als Extraktionsmittel aufgearbeitet.
Es wurden 524 g Destillat gewotinen, das zu 95 Gew.-°/o aus Methoxyaceton bestand.
Eine 120 cm hohe Füllkörperkolonne von 3 cm lichter
Weite, die auf einen Dünnschichtverdampfer aufgesetzt war, wurde in der Höhe von 60 cm kontinuierlich mit
150 g/h eines Gemisches aus 53 Gew.-% Methoxyaceton und 47 Gew.-% Methoxypropanol sowie von oben
mit 200 g/h Äthylenglykol beschickt. Bei einem Rücklaufverhältnis von 5 : 1 werden stündlich 83 g eines
Destillates gewonnen, das aus 96 Gew.-% Methoxyaceton und 4 Gew.-% Methoxypropanol bestand. In der
Nähe des unteren Kolonnenendes wurde eine Temperatür von etwa 1200C aufrecht erhalten, die um etwa 6°C
über derjenigen im oberen Kolonnenteil lag, wodurch bewirkt wurde, daß das vom Glykol extrahierte
Methoxypropanol wieder freigesetzt wurde. Letzteres wurde auf der Höhe 20 cm kontinuierlich abgezogen
und kondensiert. Das am unteren Ende des Verdampfers entnommene Glykol wurde kontinuierlich wieder der
Extraktion zugeführt.
Nach der Arbeitsweise von Beispiel 1 wurde ein Gemisch aus 65 Gcw.-°/o Äthoxyaceton und 35%
-Äthoxypropan-2-ol getrennt, wobei das Äthoxyaceton in 070/nitjpr Roinhp
nfipl
Claims (1)
1. Verfahren zur Reindarstellung von Alkoxyacetonen der allgemeinen Formel 1
R-O-CH2-C-CH,
(I)
in der R einen Cr bis C3-Alkylrest bedeutet, durch
destillative Aufbereitung von im wesentlichen aus I und l-Alkoxypropan-2-olen II
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