DE4413882A1

DE4413882A1 - Pulverförmige Konfektionierung von Halbestern cyclischer Dicarbonsäureanhydride

Info

Publication number: DE4413882A1
Application number: DE19944413882
Authority: DE
Inventors: Hen-Ferrenbach Catherine Le; Michel Guegan
Original assignee: Henkel AG and Co KGaA; Sidobre Sinnova SA
Current assignee: Henkel AG and Co KGaA; Sidobre Sinnova SA
Priority date: 1994-04-21
Filing date: 1994-04-21
Publication date: 1995-10-26
Also published as: EP0756589A1; WO1995029145A1

Description

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Konfektionierung von bei Raumtemperatur festen Halbestern cyclischer Dicarbonsäureanhydride durch Sprühkristallisation.

Stand der Technik

Die Bildung von Halbestern cyclischer Dicarbonsäureanhydride aus einem Alkohol und dem entsprechenden Anhydrid ist eine wohlbekannte Reaktion. Solche Halbester haben eine große Bedeutung als Produkte oder Zwischenprodukte in der chemischen Industrie.

Beispielsweise ist die Polymerisation bzw. Copolymerisation von Halbestern der Maleinsäure bekannt, z. B. aus der EP-A2 346 834, die solch eine Copolymerisation in wäßrigem Medium beschreibt. Bei zunehmender Kettenlänge des Alkohol rests dieser Halbester resultieren Verbindungen, die bei Raumtemperatur in festem Zustand vorliegen.

Ein Nachteil bei der Verwendung dieser Halbester liegt darin, daß sie nur bei erhöhter Temperatur im geschmolzenen Zustand oder mit Hilfe von Lösungsmitteln in das Polymerisationsgefäß dosiert werden können. In der Schmelze kommt es jedoch nach einiger Zeit zu einer Zersetzung der Halbester im Sinne einer Rückreaktion zu Maleinsäureanhydrid und Alkohol.

Eine Möglichkeit zur Lösung des Problems wird in der zi tierten Schrift dadurch verwirklicht, daß die gesamte Menge an Halbester vorgelegt wird und das zweite Monomere zudosiert wird. Eine bei vielen Polymerisationsverfahren erwünschte kontinuierliche Dosierung beider Monomere ist so aber nicht möglich.

Eine weitere Anwendung von Halbestern der Maleinsäure oder o-Phthalsäure wird in der US-A 4 200 522 beschrieben. Die Halbester werden als Hilfsmittel bei der Flotation von Erzen eingesetzt.

Die Sprühtrocknung oder die Sprühkristallisation sind be kannte Technologien zur Konfektionierung von Feststoffen in schüttfähiger Form. Eine Übersicht gibt der Artikel von K. Buick und H. Skropek in Fette, Seifen, Anstrichmittel, 84, 516 (1982).

Die Aufgabe der Erfindung hat darin bestanden, ein Verfahren zur Konfektionierung von bei Raumtemperatur festen Halbestern aus Alkoholen und cyclischen Dicarbonsäureanhydriden zur Verfügung zu stellen, das eine Dosierung und Handhabung die ser Produkte in feinverteiltem Zustand ermöglicht, ohne sie aufzuschmelzen oder sie in Lösungsmitteln aufzulösen.

Beschreibung der Erfindung

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Konfektionie rung von bei Raumtemperatur festen Halbestern aus Alkoholen und cyclischen Dicarbonsäureanhydriden durch Sprühtrocknung oder Sprühkristallisation.

Halbester cyclischer Dicarbonsäureanhydride werden im allge meinen durch die Reaktion des Anhydrids mit einem Alkohol hergestellt.

Erfindungsgemäße cyclische Dicarbonsäureanhydride enthalten einen oder mehrere fünf oder sechsgliedrige Anhydrid-Ringe. Beispiele dafür sind Bernsteinsäure-, Glutarsäure-, o- Phthalsäure-, Tetrahydrophthalsäure-, Hexahydrophthalsäure-, Norbornendicarbonsäure-, Trimellitsäure-, Pyromellitsäuredi- und Tetrabutancarbonsäuredi-Anhydrid.

Der Alkohol wird so ausgewählt, daß der resultierende Ester eine bei Raumtemperatur feste Verbindung darstellt.

Unter bei Raumtemperatur fest werden solche Verbindungen oder Gemische verstanden, die einen Schmelzpunkt von über 30°C bis etwa 200 °C aufweisen.

Bevorzugt sind lineare Alkohole mit 6 bis 22 C-Atomen, be sonders bevorzugt 12 bis 18 C-Atomen.

Es können auch Gemische von Alkoholen eingesetzt werden.

Auch die Alkoxylierungsprodukte von Alkoholen oder Phenolen stellen geeignete Alkohole dar.

In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung werden Halbester von Maleinsäureanhydrid eingesetzt. Bevorzugt sind Halbester von linearen Alkoholen mit 6 bis 22 C-Atomen, be sonders bevorzugt 12 bis 18 C-Atomen.

Es können auch Gemische von Halbestern mit verschiedenen Al koholen eingesetzt werden.

Bei der Sprühkristallisation wird ein flüssiges Produkt mit Sprühdüsen zerstäubt. Die erzeugten Tropfen erstarren auf ihrem Weg durch den Kühlturm zu kugelförmigen Partikeln. Die Korngrößenverteilung wird durch die Betriebsparameter der Anlage beeinflußt, z. B. durch die Sprühtemperatur, den Sprühdruck und den Düsendurchmesser. Eine weitere wichtige Einflußgröße ist die Viskosität der Flüssigkeit.

Bei der Sprühtrocknung geht man auf ähnliche Weise vor, der Unterschied besteht vor allem darin, daß hier nicht eine Schmelze, sondern eine Lösung, im allgemeinen eine wäßrige Lösung eines Stoffes versprüht wird.

Die Herstellung und Konfektionierung erfolgt erfindungsgemäß so, daß die Halbester in üblichen Rührapparaturen aufge schmolzen oder bevorzugt unmittelbar vor dem Versprühen aus Anhydrid und Alkohol nach bekannten Methoden hergestellt werden.

Die Schmelze des Halbesters wird nach dem Aufschmelzen oder nach Abschluß der Addition des Alkohols an das Anhydrid auf eine Temperatur von ca. 1 bis 50, bevorzugt ca. 5 bis 10°C über dem Schmelzpunkt des Halbesters gebracht. Das geschmol zene Produkt wird vorzugsweise unter einer Inertgas- Atmosphäre aufbewahrt, um Oxidation und Verfärbungen zu verhindern. Die Schmelze wird mit einer Pumpe durch einen Flüssigzerstäuber gepumpt. Die Zerstäubung erfolgt in einem Sprühturm, in dem falls gewünscht Luft oder ein inertes Gas mit einer Rate von 100 bis 20 000, bevorzugt 5000 bis 15 000 m³ pro Stunde zirkulieren können. Durch die dadurch bewirkte Abkühlung kommt es zur Kristallisation und man erhält ein schüttfähiges, pulverförmiges Produkt.

Die erfindungsgemäß konfektionierten Halbester können z. B. als Zwischenprodukte in der chemischen Industrie verwendet werden.

Weiterhin können sie z. B. für die Polymerisation, bevorzugt in wäßrigen Medien verwendet werden.

Die Halbester können auch - in Form ihrer Salze, bevorzugt mit Alkalimetallen - als Emulgator, z. B. in der Flotation verwendet werden.

Beispiele Beispiel 1 Herstellung einer Halbesters der Maleinsäure mit Hexadecylalkohol

In einem Rührkessel mit Stickstoffeinleitung wurden 300 kg (1240 mol) Hexadecylalkohol gegeben und bei einer Temperatur von 95°C aufgeschmolzen. In fünf Portionen wurden unter Rühren 131 kg Maleinsäureanhydrid (1336 mol) so zugegeben, daß die Temperatur nicht über 110°C stieg. Nach 2 Stunden war die Zugabe beendet. Das Gemisch enthielt laut Gaschromatographie (GC) 8 Gew.-% freien Hexadecylalkohol.

Nach weiteren 6 Stunden Rühren bei 90°C war der Alkoholge halt auf 10 Gew.-% gestiegen.

Es wurden weitere 5 kg Maleinsäureanhydrid zugegeben und für weitere 14 Stunden bei einer Temperatur von 90°C belassen.

Der Gehalt an freiem Alkohol stieg dabei auf einen Wert von 13 Gew.-% an.

Beispiel 2 Sprühkristallisation des Halbesters von Hexadecylalkohol und Maleinsäureanhydrid

Die Schmelze eines nach Beispiel 1 hergestellten Halbesters wurde 1 Stunde nach Zugabe der letzten Portion Maleinsäure anhydrid bei einer Temperatur von ca. 80°C mit einer Hoch druckpumpe unter einem Druck von 40 bar und einer Förderleistung von 500 l pro Stunde durch einen Flüssigzer stäuber gepumpt. Die Zerstäubung erfolgte in einen Sprühturm, in dem Luft mit einer Rate von 10 000 m³ und 200 mm Wasser säulen-Unterdruck zirkulierte.

Auf diese Weise erhielt man in einer Stunde 300 kg eines schüttfähigen Pulvers.

Das sprühkristallisierte Produkt hatte unmittelbar nach Her stellung einen Gehalt an freiem Alkohol von 5 Gew.-%. Nach Lagerung über 9 Monate war der Alkoholgehalt auf 6 Gew.-% an gestiegen, das Produkt erwies sich damit als stabil.

Claims

1. Verfahren zur Konfektionierung von bei Raumtemperatur festen Halbestern aus Alkoholen und cyclischen Dicarbonsäureanhydriden durch Sprühtrocknung oder Sprühkristallisation.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich um Halbester der Maleinsäure handelt.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die Alkoholreste der Halbester lineare Alkylgruppen mit 6 bis 22, vorzugsweise 12 bis 18 C- Atomen darstellen.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekenn zeichnet, daß man den Halbester in Form einer Schmelze bei Temperaturen von etwa 1 bis 50°C oberhalb seines Schmelzpunkts über einen Flüssigzerstäuber in einem Sprühturm versprüht, in dem falls erwünscht ein zirkulierender Luft- oder Inertgasstrom von 100 bis 20 000 m³ pro Stunde einge stellt ist.