DE2526748C3

DE2526748C3 - Verfahren zur Reindarstellung von Alkoxyacetonen

Info

Publication number: DE2526748C3
Application number: DE19752526748
Authority: DE
Inventors: Walter Dipl.-Chem. Dr. 6909 Walldorf Himmele; Leopold Dipl.- Chem. Dr. 6701 Friedelsheim Hupfer; Gerhard Dipl.-Chem. Dr. 6700 Ludwigshafen Paul; Herbert Dipl.-Chem. Dr. 6710 Frankenthal Toussaint
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1975-06-14
Filing date: 1975-06-14
Publication date: 1981-02-26
Also published as: JPS52216A; FR2314169B1; DE2526748B2; CH599084A5; FR2314169A1; GB1541105A; DE2526748A1

Description

OH

R-O-CH₂-CH — CH₂

(Π)

bestehenden Gemischen, dadurch gekennzeichnet, daß man das Gemisch aus I und II verdampft und II aus der Dampfphase durch Gegenstromextraktion mit einem flüssigen Diol der allgemeinen Formel III extrahiert

HO-[A-O]_n-H

(III)

Nach dem Verfahren der US-PS 28 05 983 wird das Gemisch von I und Il 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 II 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

R-O-CH₂-C-CH₃

13-Propylengruppe steht und π den Wert 1 bis 3 haben kann.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn-

zeichnet, daß man als Extraktionsmittel IH Äthy- in der R einen Ci- bis C₃-Alkylrest bedeutet durch lenglykol verwendet destillative Aufbereitung von im wesentlichen aus I und

1 - Alkoxypropan-2-oIen I!

Die vorliegende Erfindung betrifft ein neues Verfahren zur Reindarstellung von Alkoxyacetonen der allgemeinen Formel I

OH

R-O-CH₂-CH-CH₃

R-O-CH₂-CCH₃

(D

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.

in der R einen Ci-Ci-Alkylrest bedeutet durch destillative Aufbereitung von im wesentlichen aus 1 und 1-Alkoxypropan-2-olen II

HO-[A-O]_n-H

(III)

OH

R — O CHj^^-

C H3

(ID

bestehenden Gemischen.

Denrtige 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 I und II Azeotrope bilden, ist I nicht unmittelbar destillativ von II zu trennen.

Es sind zwar bereits Verfahren zur Trennung von I und II bekann!, 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 II jedoch zurückzugewinnen, muß der Ester anschließend wieder hydrolysiert werden, eine Arbeitsweise, die insgesamt unrationell und technisch umständlich ist.

in der A für eine Äthylen- oder 1,2- oder U-Propylengruppe steht und /7 den Wert 1 bis 3 haben kann.
Π kann von HI ohne weiteres abdestilliert werden, so daß beide Stoffe wieder in den Verfahr»nskreislauf — II zur Dehydrierstufe und 111 zur Extraktion — zurückgeführt werden können.

Die bei der Dehydrierung von II anfallenden, von leichtsiedenden Bestandteilen bereits befreiten Gemi-

5; sehe aus I und H enthalten in der Regel 30 bis 90. vorzugsweise 40 bis 70, Gew.-% 1. Der Rest besteht im wesentlichen aus Il sowie untergeordneten Mengen von höhersiedenden Nebenprodukten, die bei der Aufbereitung jedoch nicht stören. Allgemein nimmt man die Dehydrierung bei 200 bis 350⁰C 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.

bi Das technisch wichtigste Alkoxyaceton ist das Methoxyaceton, so daß der Trennung Methoxyaceton/ l-Methoxypropan-2-ol die größte Bedeutung zukommt. Wegen ähnlichem Destillations- und Extraktionsverhai-

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 Propylgruppe ist

Als Extraktionsmittel HI eignen sich vor allem Äthylenglykol. U-Propylenglykol und 1,3-PropyIengIykoL daneben aber auch Diäthylenglykol, U-Dipropylenglykol, U-Dipropylenglykol sowie ferner Triäthylenglykoi 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 1 und II bestehenden, nach oben steigenden Dämpfe bei Temperaturen kurz oberhalb des Siedepunktes von I im Gegenstrom mit III in Kontakt bringt Die erforderliche Menge an III richtet sich nach der Art des Extraktionsmittels, dem gewünschten Reinheitsgrad von J 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 Γ-zielung einer 95%igen Reinheit an I, entsprechend einer technischen Qualität verwendet man pro kg Il etwa 1 bis 3 kg III. Soli die Reinheit 98% betragen, so sind etwa 3 bis 10 kg III pro kg II erforderlich. Bei Verwendung kurzei 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 Il vom anfallenden Gemisch aus Il und III in einem gesonderten Verfahrensschritt laufend ab und führt Il in die Synthesestufe und IH in die Extraktionskolonne zurück. Apparativ und verfahrenstechnisch besonders vorteilhaft ist es. beide Operationen, die Extraktion und die Trennung von Il und III. in einer Kolonne vorzunehmen, wobei die Extraktion im oberen Teil stattfindet und die Trennung I I/I Il im unteren, höher erhitzten Teil. Der Zulauf des Gemisches aus I und Il liegt dann etwa in der Mitte, das reine Il 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 III aus dem Verfahrenskreislauf ausschleusen und gegebenenfalls destillativ reinigen, um die Anreicherung von höhersiedenden Nebenprodukten zu vermeiden.

Die Alkoxyacetone 1, vor allem das Methoxyaceton, sind wichtige Zwischenprodukte für Pflanzenschutzmittel
Beispiel I

t 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 bes-.and. Das vom Glykol extrahierte Methoxypropanol wurde praktisch wieder zurückgewonnen.

Beispiel 2

Auf die in Beispiel 1 angegebene Weise wurde ein Gemisch aus 55 Gew.-% Methoxyaceton und 45 Gew.-% Mcthoxypropano! mit unterschiedlichen Mengen Äthylenglyfcol aufgearbeitet Bei einem Zulaufverhältnis q von Glykol zu Methoxypropanol warden Methoxyacetondestillate folgender Reinheiten rgewonnen:

Zulaufverhältnis q

Reinheit τ

10

91%
95%
97%
99%

Beispiel 3

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 Extraktion-mittel aufgearbeitet. Es wurden 524 g Destillat gewonnen, das zu 95 Gew.-% aus Methoxyaceton bestand.

Beispiel 4

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 eineTemperatür von etwa 120° C 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.

Beispiel 5

bi Nach der Arbeitsweise von Beispiel I wurde ein Gemisch aus 65 Gew.-% Äthoxyaceton und 35% 1 -Äthoxypropan-2-ol getrennt, wobei das Äthoxyaceton in 97%iger Reinheit anfiel.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Remdarstellung von Alkoxyaeetonen der allgemeinen Formel I

R-O-CH₂-C-CH₃

(D

in der R einen C_r bis C_rAlkylrest bedeutet, durch destillative Aufbereitung von im wesentlichen aus I und l-Alkoxypropan-2-oIen II