DD238967A1

DD238967A1 - METHOD FOR DISCONTINUOUS PREPARATION OF 2,2'-DICHLORDIAETHYL FORMAL

Info

Publication number: DD238967A1
Application number: DD27824585A
Authority: DD
Inventors: Jochen Rost; Margitta Porz; Roland Oeser; Juergen Matschke; Johannes Wieduwilt; Lothar Keil; Horst Huss
Original assignee: Leipzig Chemieanlagen
Priority date: 1985-07-04
Filing date: 1985-07-04
Publication date: 1986-09-10

Abstract

Die Erfindung ermoeglicht die diskontinuierliche Herstellung von 2,2-Dichlordiaethylformal mit einem Aethylenchlorhydringehalt unter 0,1% bei gleichen oder etwas niedrigeren Chargenzeiten gegenueber bisherigen Verfahren. Prinzip der Erfindung ist es, die zweite Destillationsstufe in zwei Abschnitte zu unterteilen. Im ersten Abschnitt wird durch die Destillation bei 5,2 bis 8 kPa die Hauptmenge des Aethylenchlorhydrins abgetrennt. Im zweiten Abschnitt wird bei gleichem Druck im Sumpf eine genau definierte Wasser- oder Wasserdampfmenge eingeblasen und so der Aethylenchlorhydringehalt im Sumpf auf unter 0,1% gesenkt. Dieses Verfahren ist geeignet fuer die Herstellung von 2,2-Dichlordiaethylformal mit niedrigem Aethylenchlorhydringehalt als Ausgangsprodukt fuer hochwertige Thioplaste.The invention enables the batchwise preparation of 2,2-dichlorodiaethylformal having an ethylene chlorohydrin content of less than 0.1% at the same or slightly lower batch times compared to previous methods. The principle of the invention is to divide the second distillation stage into two sections. In the first section, the main amount of the Aethylenchlorhydrins is separated by the distillation at 5.2 to 8 kPa. In the second section, a precisely defined amount of water or steam is injected at the same pressure in the sump, thus reducing the ethylene chloride content in the sump below 0.1%. This process is suitable for the preparation of 2,2-Dichlordiaethylformal with low Aethylenchlorhydringehalt as a starting material for high-quality thioplasts.

Description

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur diskontinuierlichen Herstellung von 2,2'-Dichlordiäthylformal mit niedrigem Äthylenchlorhydringehalt durch Umsetzung von Äthylenchlorhydrin und Paraformaldehyd. Das erhaltene 2,2'-Dichlordiäthylformal liefert besonders hochwertige flüssige Thioplaste.The invention relates to a process for the batchwise preparation of 2,2'-dichlorodiethylformal with a low Äthylenchlorhydringehalt by reaction of ethylene chlorohydrin and paraformaldehyde. The resulting 2,2'-dichlorodiethylformal provides particularly high-quality liquid thioplasts.

Characteristic of the known technical solutions

2,2'-Dichlordiäthylformal ist ein Ausgangsprodukt zur Erzeugung von Thioplast. Es wird durch Umsetzung von Äthylenchlorhydrin mit Paraformaldehyd in Gegenwert eines Katalysators hergestellt. Bei der Umsetzung handelt es sich um eine Gleichgewichtsreaktion. Zur vollständigen Umsetzung muß das Wasser aus dem Reaktionsgemisch entfernt werden. Da Äthylenchlorhydrin mit Wasser ein Azeotrop bildet, kann man es gleichtzeitig als Schleppmittel nutzen. Das im Überschuß eingesetzte Äthylenchlorhydrin muß zum Schluß der Destillation ebenfalls als Kopfprodukt entfernt werden, während das fertige 2,2'-Dichlordiäthylformal im Sumpf zurückbleibt. Die Destillation erfolgt in zwei Druckstufen.2,2'-dichlorodiethylformal is a starting product for the production of thioplast. It is prepared by reacting ethylene chlorohydrin with paraformaldehyde in exchange for a catalyst. The reaction is an equilibrium reaction. For complete reaction, the water must be removed from the reaction mixture. Since ethylene chlorohydrin forms an azeotrope with water, it can be used as an entrainer at the same time. The excess of ethylene chlorohydrin must also be removed at the end of the distillation as an overhead product, while the final 2,2'-Dichlordiäthylformal remains in the swamp. The distillation takes place in two pressure stages.

Die erste Stufe kann man unter Normaldruck, wie in PL-PS 105224 beschrieben, durchführen. Die DD-PS 139574 beschreibt das Betreiben der ersten Destillationsstufe unter 13 kPa (100 Torr), wobei sich unter diesen Bedingungen die Formaldehydverluste im Destillat vermindern.The first stage can be carried out under atmospheric pressure as described in PL-PS 105224. DD-PS 139574 describes the operation of the first distillation stage under 13 kPa (100 Torr), under which conditions reduce the formaldehyde losses in the distillate.

Die Abtrennung des Restwassers und des überschüssigen Äthylenchlorhydrins erfolgt in einer zweiten Destillationsstufe bei einem Druck von 5,2 bis8kPa. Dabei bereitet die Absenkung des Äthylenchlorhydringehaltes unter einen bestimmten Wert erhebliche Schwierigkeiten. Bedingt durch die konstruktive Ausführung der Destillation und der eingesetzten Werkstoffe ist die Sumpftemperatur auf ca. 140⁰C begrenzt. Eine weitere Temperaturerhöhung würde auch zu einer nicht vertretbaren thermischen Belastung des 2,2'-Dichlordiäthylformals führen. Da das Kopfvakuum der Kolonne durch die Kondensationstemperatur des Destillates beim Einsatz von Kühlwasser nicht unter 5,2 kPa gesenkt werden kann, darf die Kolonne einen bestimmten Druckverlust nicht überschreiten, damit der Sumpf bei max. 140°C noch siedet. Damit ist die Bodenanzahl der Kolonne und damit die Trennleistung begrenzt.The separation of the residual water and the excess Äthylenchlorhydrins carried out in a second distillation stage at a pressure of 5.2 to 8kPa. The lowering of Äthylenchlorhydringehaltes below a certain value considerable difficulties. Due to the design of the distillation and the materials used, the sump temperature is limited to about 140 ⁰ C. A further increase in temperature would also lead to an unreasonable thermal load of the 2,2'-dichlorodiethylformal. Since the head vacuum of the column by the condensation temperature of the distillate when using cooling water can not be lowered below 5.2 kPa, the column must not exceed a certain pressure drop, so that the sump at max. 140 ° C still boiling. Thus, the number of plates of the column and thus the separation efficiency is limited.

Um einen niedrigen Äthylenchlorhydringehalt zu erreichen, muß man entsprechend lange destillieren. Auf Grund der geringen Trennleistung geht am Ende der Destillation ein erheblicher Anteil an 2,2'-Dichlordiäthylformal ins Kopfprodukt. Oftmals wird trotzdem nicht der gewünschte niedrige Gehalt an Äthylenchlorhydrin erreicht.In order to achieve a low Äthylenchlorhydringehalt, one must distil correspondingly long. Due to the low separation efficiency, a considerable proportion of 2,2'-dichlorodiethyl formal in the top product at the end of the distillation. Often, nevertheless, the desired low content of ethylene chlorohydrin is not achieved.

Um bei dem bisherigen Verfahren eine Verbesserung zu erzielen, müßten Kolonnen mit höherer Bodenzahl und entsprechend höherem Druckverlust eingesetzt werden. Dies bedingt ein höheres Kopfvakuum, so daß zur Kondensation des Kopfproduktes Kältemittel eingesetzt werden müßten. Da sich der Durchsatz bei gleichem Durchmesser der Kolonne reduziert, ergeben sich längere Destillationszeiten. Der zusätzliche Aufwand wäre beträchtlich. Diese Nachteile sollte das neue Verfahren nicht haben.In order to achieve an improvement in the previous process, columns with a higher number of plates and correspondingly higher pressure loss would have to be used. This requires a higher head vacuum, so that would have to be used for the condensation of the top product refrigerant. Since the throughput reduces with the same diameter of the column, longer distillation times result. The additional effort would be considerable. These disadvantages should not have the new method.

Ziel der Erfindung ist es, die diskontinuierliche Herstellung von 2,2'-Dichlordiäthylformal mit niedrigem Äthylenchlorhydringehalt zu ermöglichen, sowie Qualitätsschwankungen in Bezug auf den Äthylenchlorhydringehalt zu eliminieren. Der apparative Aufwand sollte dabei nicht wesentlich höher sein als beim bisherigen Verfahren und die Destillationszeit gleich oder niedriger sein.The aim of the invention is to allow the discontinuous production of 2,2'-dichlorodiethylformal with low Äthylenchlorhydringehalt, and to eliminate quality variations in terms of Äthylenchlorhydringehalt. The expenditure on equipment should not be significantly higher than in the previous process and the distillation time should be the same or lower.

Presentation of the essence of the invention

Es bestand die Aufgabe, ein Verfahren zur diskontinuierlichen Herstellung von 2,2'-Dichlordiäthylformal zu finden, mit dem eine Senkung des Äthylenchlorhydringehaltes mit dem bisherigen apparativen Aufwand erreicht wird.It was the task of finding a process for the discontinuous preparation of 2,2'-dichlorodiethylformal, with which a reduction of Äthylenchlorhydringehaltes is achieved with the previous expenditure on equipment.

Erfindungsgemäß wurde die Aufgabe dadurch gelöst, daß in der zweiten Destillationsstufe zuerst auf herkömmliche Art der Äthylenchlorhydringehaltauf einen Wert zwischen 1 und 3% gesenkt und anschließend in den Sumpf eine geringe, genau definierte Wasser- oder Wasserdampfmenge eingeblasen wird. Der Wasserdampf bildet mit dem Äthylenchlorhydrin ein Azeotrop, welches einen höheren Partialdruck besitzt, als das reine Äthylenchlorhydrin.According to the invention, this object is achieved in that lowered in the second distillation stage first in a conventional manner, the Äthylenchlorhydringehaltauf a value between 1 and 3% and then injected into the sump a small, well-defined amount of water or water vapor. The water vapor forms an azeotrope with the ethylene chlorohydrin which has a higher partial pressure than the pure ethylene chlorohydrin.

Dadurch wird die Abtrennung des restlichen Äthylenchlorhydrins aus dem 2,2'-Dichlordiäthylformal erleichtert. Weiterhin verringert sich derÄthylenchlorhydringehalt im Rücklauf der Kolonne. Dies ist ebenfalls von Vorteil, da der Flüssigkeitsinhalt der Kolonne nach Beendigung der Destillation in den Sumpf zurückfließt.This facilitates the separation of the residual ethylene chlorohydrin from the 2,2'-dichlorodiethyl formal. Furthermore, the Äthylenchlorhydringehalt decreases in the return of the column. This is also advantageous because the liquid content of the column flows back into the sump after completion of the distillation.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß das Kopfprodukt bedeutend weniger 2,2'-Dichlordiäthylformal als beim Verfahren ohne Wassereinspeisung enthält.Another advantage of the process according to the invention is that the top product contains significantly less 2,2'-dichlorodiethylformal than in the process without water feed.

Nachfolgend soll die Erfindung an zwei Beispielen erläutert werden:The invention will be explained below with two examples:

example 1

Nach Beendigung der ersten Destillationsstufe enthält der Sumpf 2 320 kg Produkt mit 285 kg Äthylenchlorhydrin und 32 kg Wasser als abzutrennende Komponenten. Bei 5,2 bis 8 kPa werden zuerst 265 kg Äthylenchlorhydrin und 32 kg Wasser als Kopfprodukt abgetrennt, so daß das Sumpfprodukt noch etwa 1 % Äthylenchlorhydrin enthält. Jetzt werden in einer Stunde 30 kg Wasserdampf von 130 bis 140^cC oberhalb des Sumpfes eingeblasen. Danach beträgt derÄthylenchlorhydringehalt im fertigen 2,2'-Dichlordiäthylformal 0,09%After completion of the first distillation stage, the bottom contains 2 320 kg of product with 285 kg of ethylene chlorohydrin and 32 kg of water as components to be separated. At 5.2 to 8 kPa, first 265 kg of ethylene chlorohydrin and 32 kg of water are removed overhead, so that the bottom product still contains about 1% of ethylene chlorohydrin. Now 30 kg of steam from 130 to 140 ^c C are injected above the sump in one hour. Thereafter, the Äthylenchlorhydringehalt in finished 2,2'-Dichlordiäthylformal 0.09%

Das Kopfprodukt enthält 16kg 2,2'-Dichlordiäthylformal, dies sind 0,8% der Gesamtmenge an 2,2'-Dichlordiäthylformal. The top product contains 16 kg of 2,2'-dichlorodiethylformal, which is 0.8% of the total amount of 2,2'-dichlorodiethylformal.

Example 2

Nach der ersten Destillationsstufe liegt ein Gemisch aus 2000 kg 2,2'-Dichlordiäthylformal, 310 kg Äthylenchlorhydrin und 40 kg Wasser vor. Nachdem durch normale Destillation bei 5,2 bis8kPa 270 kg Äthylenchlorhydrin und 39 kg Wasser abgetrieben worden sind, werden in den Sumpf 60 kg Abwasser von 7O⁰C mit einer Geschwindigkeit von 0,01 kg/seindosiert. Das Abwasser fällt produktionsbedingt an und anthält 7% Äthylenchlorhydrin und 1 % 2,2'-Dichlordiäthylformal. Am Ende enthält das Sumpfprodukt 0,1 % Äthylenchlorhydrin. Die im Kopfprodukt enthaltene Menge an 2,2'-Dichlordiäthylformal beträgt 10 kg. Der Energiebedarf ist gegenüber Beispiel 1 etwas höher, dafür wird aus dem Abwasser ca. 4 kg Äthylenchlorhydrin zurückgewonnen.After the first distillation stage, a mixture of 2000 kg of 2,2'-dichlorodiethyl formal, 310 kg of ethylene chlorohydrin and 40 kg of water is present. After 270 kg of ethylene chlorohydrin and 39 kg of water have been driven off by normal distillation at 5.2 to 8 kPa, 60 kg of waste water of 7O ⁰ C are metered into the sump at a rate of 0.01 kg / s. The wastewater accumulates due to the production process and contains 7% of ethylene chlorohydrin and 1% of 2,2'-dichlorodiethylformal. At the end, the bottoms product contains 0.1% ethylene chlorohydrin. The amount of 2,2'-dichlorodiethylformal contained in the top product is 10 kg. The energy requirement is slightly higher than in Example 1, but about 4 kg of ethylene chlorohydrin is recovered from the wastewater.

Claims

Invention claim:

1. A process for the batch production of 2,2'-dichlorodiethylformal, characterized in that in the distillative workup of the reaction product, after separation of the Haupttrnenge of Äthylenchlorhydrins, fed into the bottom of the column water and thus lowered the Äthylenchlorhydringehalt in the bottom product to the desired value becomes.

2. Method according to item 1, characterized in that instead of pure water, water with a low content of ethylene chlorohydrin (max 10%) is fed into the bottom of the column.

3. The method according to item 1 and 2, characterized in that the amount of eigspeisten Wassrs is 1 to 3 times, preferably 1.5 to 2 times the still to be separated Äthylenchlorhydrinmenge.

4. The method according to item 1 to 3, characterized by; that the water is added both liquid and vapor.