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Verfahren zum Entwässern mäßig konzentrierter wäßriger Lösungen von
Propyl-, Isopropyl- und homologen Alkoholen durch Ätzalkalien Die meisten einfachen
aliphatischen Alkohole geben mit Wasser ein bevorzugtes Gemisch mit Minimum Siedepunkt.
Infolgedessen kann man solche Alkohole durch bloße Destillation auch in Fraktionierapparaten,
ausgehend von verdünntem Alkohol, nicht höher konzentrieren, als es die Zusammensetzung
des konstant siedenden Gemisches Alkohol-Wasser erlaubt.
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Äthylalkohol und Wasser besitzen ein konstant siedendes Gemisch bei
95,6 0;ö, kp.=78,i", Normalpropylalkohol bei 7t,7 0;0, Isp. = 87,7", Isopropylalkohol
bei 87,9 %, KP- 804'. Sekundärbutylalkohol bei 72,70/0,
Isp.-87,5°, Tertiärbutylalkohol
bei 79,9 0lo, Iip. = 8o,3°, während die höhersiedenden Alkohole in der Regel mit
Nasser schon nicht mehr mischbar sind. Demgemäß erhält man, z. B. ausgehend von
verdünnten Äthylalkohol-Wassermischungen, durch sorgfältige Destillation bestenfalls
einen ungefähr 94%igen Alkohol, bei Isopropylalkohol bestenfalls einen 86%igen Alkohol
usw.
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Für die Herstellung von absolutem Äthylalkohol sind eine ganze Reihe
Verfahren bekannt geworden. In der Regel handelt es sich um die Zufügung eines dritten,
leichtflüchtigen Stoffes, dessen Gemisch mit Wasser und Alkohol bei noch niedrigerer
Temperatur siedet als das Gemisch Äthylalkohol-Wasser. Durch Anwendung der Druckdestillation
werden die Siedepunktsdifferenzen vergrößert und die Resultate der Destillation
im tertiären Gemisch gegenüber Normaldruckdestillation verbessert. Dieses Prinzip
läßt sich selbstverständlich auch auf die homologen Alkohole anwenden. Das Ergebnis
einer solchen Arbeitsweise ist aber in diesem Falle keineswegs befriedigend, da
es sich hier um die Wegschaffung bedeutend größerer Mengen Wasser handelt als beim
Äthylalkohol, dessen konstant siedendes Gemisch mit Wasser bei einer sehr hohen
Alkoholkonzentration (95,6 0/0) liegt. So macht vor allem anderen die Wiedergewinnung
des mit dem Wasser und dem dritten flüchtigen Stoff mit übergehenden Alkoholen Schwierigkeiten
und erfordert eine Reihe weiterer Destillationen, die, selbst wenn sie kontinuierlich
in einer geeigneten Apparatur durchgeführt werden, erheblichen Apparate- und Heizmaterialaufwand
erfordern.
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Anderseits ist es bekannt, das Wasser solchen Alkoholen durch wasserentziehende
feste Körper, z. B. festen Ätzkalk, festen Ä tzbaryt, festes Ätzalkali und ähnliche
Stoffe zu entziehen; derartige Arbeitsweisen sind aber umständlich und lassen sich
kaum kontinuierlich durchführen.
Ferner ist bereits bekannt, zur
Abscheidu -ng von Fuselöl oder ätherischen Ölen aus Gemischen mit Äthylalkohol oder
Methylalkohol und Wasser diese Gemische mit wäßrigen Lösungen gewisser Salze und
Basen, u. a. auch mit Ätzalkalilösungen, zu behandeln. Dabei bilden sich zwei Schichten,
deren obere das Fuselöl oder die ätherischen Öle enthält. Der Methylalkohol bzw.
Äthylalkohol befindet sich in der unteren Schicht. Bei sinngemäßer wiederholter
Anwendung dieses Verfahrens auf die voneinander getrennten Schichten erhält man
schließlich konzentrierte Lösungen vor. Fuselöl oder ätherischen Ölen. Zur Gewinnung
von entwässertem Fuselöl müssen diese Lösungen in einer zweiten Verfahrensstufe
den gebräuchlichen Entwässerungsmethoden unterworfen werden. Demgegenüber werden
nach dieser Erfindung in einem einstufigen Verfahren mäßig konzentrierte wäßrige
Lösungen von Propylalkohol, Isopr opylalkohl und homologen Alkoholen in einfachster
Weise entwässert, indem die Dämpfe der verdünnten Alkohole mit konzentrierter Alkalilauge
gewaschen werden.
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Bei den Homologen des Äthylalkohols weist die Zusammensetzung des
konstant siedenden Gemisches einen verhältnismäßig hohen Wassergehalt auf, und es
sind daher die Alkohole in diesem relativ stark verdünnten Zustande meist nicht
verwendbar und handelsfähig..
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Es wurde nun gefunden, daß Propylalkohol, Isopropylalkohol und homologe
Alkohole, soweit sie in Wasser löslich sind, in äußerst einfacher Weise in die etwa
98- bis 99o'oigen Alkohole übergeführt werden können, wenn man die Dämpfe der stark
verdünnten Alkohole im Gegenstrom mit konzentrierterAlkalilauge, die auf eine :etwas
höher als die Temperatur des Alkohol-Wasserdampf-Gemisches liegende Temperatur gebracht
wurde, wäscht. Als Alkalilauge kommt in erster Linie Kalilauge, dann Natronlauge
von 6o % oder mehr in Betracht.
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Bei einer derartigen Arbeitsweise nimmt eine solche Alkalilauge fast
das ganze Wasser des Alkohols auf, während die Alkoholdämpfe, von Wasser praktisch
befreit, :entweichen und zu 98- bis 99%igem Alkohol kondensiert werden. In der durch
das aufgenommene Wasser etwas verdünnten Lauge verbleiben nur geringe Mengen Alkohol.
In der Regel wird für ein Gewichtsteil Soo/oigem Alkohol ein Gewichtsteil Lauge
zugeführt; das genaue Mengenverhältnis richtet sich nach dem Wassergebalt des betreffenden
Alkohols und ,nach der Konzentration der Lauge. Die erhaltene verdünnte Lauge läßt
sich durch bloßes Erhitzen wieder auf die Anfangskonzentration bringen, gibt also
das aus den Alkoholdämpfen aufgenommene Wasser leicht wieder ab.
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Das geschilderte Verfahren soll nun an Hand der Zeichnung in :einem
Beispiel erläutert werden.
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In eine eiserne Rektifikationskolonne i, welche entweder mit Füllkörpern
beschickt oder mit Kapselböden oder Sieben eingerichtet ist, fließt durch . das
Rohr 2 kontinuierlich Kalilauge von 6o % und einer Temperatur von 9o" ein und berieselt
die ganze Kolonne. In einer Blase 3, in welche kontinuierlich Isopropylalkohol von
8o % durch Rohr 4 einläuft, wird der Isopropylalkohol verdampft und tritt durch
Rohr 5 in die Kolonne i unten ein. Die durch die Kolonne herabgeflossene, tnit Wasser
angereicherte Kalilauge gelangt durch den Syphon 6 in die Blase 7, in welcher sie,
zwecks Abtreibung des in geringen Mengen in Lösung gegangenen Isopropylalkohols
schwach erhitzt wird. Der dampfförmig entweichende Isopropylalkohol tritt durch
das Rohr 8 wieder in die Kolonne ein, während die Kalilauge durch das Rohr g zur
Entwässerungsapparatur fließt. In letzterer muß die Lauge zum Wiederkonzentrieren
auf 6o % auf ungefähr 16o' erhitzt werden. Die 16o' heiße, wiederkonzentrierte Lauge
wird sodann, bevor sie wieder bei z in den Prozeß eintritt, auf 9o° abgekühlt. Dieses
Abkühlen kann auch gleichzeitig zum Vorwärmen und teilweisen Verdampfen des zu konzentrierenden
verdünnten Alkohols verwendet werden. Durch das Rohr io entweichen die Dämpfe von
98-bis 99o/oigem Isopropylalkohol, diein üblicher Weise im Kühler i i kondensiert
werden; bei i a fließt der konzentrierte Isopropylalkohol ab, Bei Anwendung einer
5 i %igen Kalilauge erhält man einen 96,8- bis 97ofoigen Isopropylalkohol. Ein Konzentrationsefhela
tritt bereits bei Anwendung einer 35o/oigen Lösung von Kaliumhydroxyd auf.
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In gleicher Weise können Normalpropylalkohol, Sekundärbutylalkohol
oder Tertiärbutylalkohol entwässert werden.