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DE1087123B - Process and device for the continuous production of ª ‰ -alkoxycarboxylic acid esters - Google Patents

Process and device for the continuous production of ª ‰ -alkoxycarboxylic acid esters

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Publication number
DE1087123B
DE1087123B DEW24944A DEW0024944A DE1087123B DE 1087123 B DE1087123 B DE 1087123B DE W24944 A DEW24944 A DE W24944A DE W0024944 A DEW0024944 A DE W0024944A DE 1087123 B DE1087123 B DE 1087123B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
reaction
line
catalyst
ketene
vessel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DEW24944A
Other languages
German (de)
Inventor
Dr Eduard Enk
Dr Fritz Knoerr
Dr Hellmuth Spes
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wacker Chemie AG
Original Assignee
Wacker Chemie AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to DEW23852A priority Critical patent/DE1067798B/en
Application filed by Wacker Chemie AG filed Critical Wacker Chemie AG
Priority to DEW24944A priority patent/DE1087123B/en
Priority to CH7628959A priority patent/CH389583A/en
Priority to GB26099/59A priority patent/GB923341A/en
Priority to US831342A priority patent/US3049560A/en
Priority to FR801883A priority patent/FR1233271A/en
Priority to CH27160A priority patent/CH417561A/en
Priority to FR816610A priority patent/FR77036E/en
Priority to US5223A priority patent/US3134807A/en
Priority to GB3342/60A priority patent/GB923342A/en
Publication of DE1087123B publication Critical patent/DE1087123B/en
Pending legal-status Critical Current

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Description

DEUTSCHESGERMAN

Im Hauptpatent 1 067 798 wird ein Verfahren zur Herstellung von /J-Alkoxycarbonsäureestern geschützt, bei dem Ketene und Acetale in Gegenwart von in der höchsten Wertigkeitsstufe vorliegenden sauren Fluoriden von Elementen der III. bis V. Gruppe bzw. von komplexen Fluorsäuren von Elementen der III. oder V. Gruppe des Periodischen Systems oder von Gemischen dieser Verbindungen in Mengen von etwa 0,1 bis 10 Gewichtsprozent, vorzugsweise 1,1 bis 3,0 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht der Reaktionsteilnehmer, bei —50 bis +1500C umgesetzt werden.The main patent 1,067,798 protects a process for the preparation of / J-alkoxycarboxylic acid esters in which ketenes and acetals are present in the presence of acidic fluorides of elements of III. to V group or of complex fluoric acids of elements of III. or Group V of the periodic system or mixtures of these compounds in amounts of about 0.1 to 10 weight percent, preferably 1.1 to 3.0 weight percent, based on the total weight of the reactants are reacted at -50 to + 150 0 C. .

Dabei wird bei diskontinuierlicher Arbeitsweise bei einer Reaktionstemperatur von etwa 0 bis 10° C eine Katalysatorkonzentration von etwa 1,5 bis 2%>, bezogen auf das Gesamtgewicht der Reaktionsteilnehmer, benötigt, um einen vollständigen Umsatz zu erzielen. Bei verringerter Katalysatorkonzentration sinkt jedoch der Umsatz, und ein Teil des Ketens wird mit dem Abgas aus der Apparatur ausgetragen und geht somit der Reaktion verloren.In the case of a discontinuous procedure, the reaction temperature is from about 0 to 10 ° C a catalyst concentration of about 1.5 to 2%, based on the total weight of the reactants, is required for complete conversion to achieve. When the catalyst concentration is reduced, however, the conversion decreases and part of the ketene becomes discharged from the apparatus with the exhaust gas and is thus lost to the reaction.

Es hat sich nun gezeigt, daß eine Senkung des Katalysatorgehaltes die Reaktion vorteilhaft beeinflußt. Der Katalysator aktiviert nämlich nicht nur die Reaktion von Keton mit Acetal, sondern wirkt unerwünschterweise auch spaltend auf das Acetal. Der bei dieser Nebenreaktion entstehende Alkohol verbraucht einen Teil des Ketons, das dadurch der Reaktion mit dem Acetal entzogen wird, und es entsteht Alkylacetat.It has now been found that lowering the catalyst content has an advantageous effect on the reaction. The catalyst not only activates the reaction of ketone with acetal, but also has an undesirable effect also cleaving to the acetal. The alcohol produced in this side reaction is consumed part of the ketone, which is thereby withdrawn from the reaction with the acetal, and it is formed Alkyl acetate.

Da zur Neutralisation des Katalysators eine Natriumalkoholatlösung verwendet wird, hängt deren Verbrauch von der Katalysatorkonzentration ab. Wird viel Natriumalkoholatlösung gebraucht, so gelangen größere Mengen Alkohol in das Rohprodukt, die im Falle der Verwendung von Methylal schwer trennbare azeotrope Gemische mit überschüssigem Methylal und dem durch Methylalspaltung entstandenen Methylacetat geben.As a sodium alcoholate solution to neutralize the catalyst is used, its consumption depends on the catalyst concentration. If a lot of sodium alcoholate solution is used, it will get there larger amounts of alcohol in the crude product, which are difficult to separate in the case of using methylal azeotropic mixtures with excess methylal and that formed by methylal cleavage Give methyl acetate.

Im Falle des Bortrifluorids kann bei kontinuierlicher Arbeitsweise die Katalysatorkonzentration bei praktisch vollständiger Ketenabsorption gesenkt werden, wenn die Reaktionstemperatur über 50° C erhöht wird. Auf diese Weise bleibt auch bei geringerer Katalysatorkonzentration die für eine vollständige Umsetzung erforderliche Reaktionsgeschwindigkeit erhalten. In the case of boron trifluoride, the catalyst concentration can be practically at continuous operation complete ketene absorption can be decreased if the reaction temperature is increased above 50 ° C. In this way, even with a lower catalyst concentration, there remains that for complete conversion required reaction speed obtained.

Auf der anderen Seite läßt sich bei kontinuierlicher Arbeitsweise im Falle der Hexafluorphosphorsäure die Katalysatorkonzentration durch Anwendung einer höheren Temperatur nicht senken, da die Hexafluorphosphorsäure durch die Wärmeeinwirkung schnell inaktiviert wird, so daß im Gegenteil sogar eine höhere Katalysatorkonzentration angewandt werden muß.On the other hand, in the case of hexafluorophosphoric acid, the continuous procedure Do not lower the catalyst concentration by using a higher temperature, since the hexafluorophosphoric acid is quickly inactivated by the action of heat, so that on the contrary even a higher one Catalyst concentration must be applied.

Verfahren und Vorrichtung
zur kontinuierlichen Herstellung
von /3-Alkoxycarbonsäureestern
Method and device
for continuous production
of / 3-alkoxycarboxylic acid esters

Zusatz zum Patent 1 067 798Addendum to patent 1,067,798

Anmelder:Applicant:

Wacker-Chemie G. m. b. H.,
München 22, Prinzregentenstr. 22
Wacker-Chemie G. mb H.,
Munich 22, Prinzregentenstr. 22nd

Dr. Eduard Enk, Dr. Fritz KnörrDr. Eduard Enk, Dr. Fritz Knörr

und Dr. Hellmuth Spes, Burghausen (Obb.),and Dr. Hellmuth Spes, Burghausen (Obb.),

sind als Erfinder genannt worden.have been named as inventors.

Es wurde nun gefunden, daß man auch bei tiefer Temperatur in Anwesenheit einer geringen Katalysatormenge einen vollständigen Ketenumsatz erzielen kann, wenn man die Umsetzung unter gleichzeitiger Anwendung einer intensiven Kühlung, einer langen Berührungszeit des Gases mit der Reaktionsflüssigkeit und unter Anwendung einer geringen umlaufenden Flüssigkeitsmenge, durch welche der Katalysator bereits vor seiner Inaktivierung aus dem Reaktionsgefäß entfernt wird, durchführt. It has now been found that even at low temperature in the presence of a small amount of catalyst a complete ketene turnover can be achieved if one implements the implementation at the same time Use of intensive cooling, a long contact time of the gas with the reaction liquid and using a small amount of fluid circulating through which the catalyst is removed from the reaction vessel before it is inactivated.

Die Kühlung muß so wirksam sein, daß die Temperatur in der Hauptreaktionszone 0° C nicht wesentlich überschreitet. Dies kann nur durch verhältnismäßig große Kühlflächen erreicht werden. Dabei ist es jedoch wichtig, daß das Flüssigkeitsvolumen trotz der erforderlichen großen Kühlflächen nicht zu groß wird. Infolge der auch bei dieser Temperatur stattfindenden Inaktivierung des Katalysators muß darauf geachtet werden, daß möglichst nur aktiver Katalysator in der Reaktionszone vorhanden ist. Dies wird dadurch erreicht, daß man die umlaufende Flüssigkeitsmenge so klein hält, daß der Katalysator bereits vor seiner Inaktivierung aus dem Reaktionsraum entfernt wird.The cooling must be so effective that the temperature in the main reaction zone 0 ° C is not significant exceeds. This can only be achieved with relatively large cooling surfaces. It is however, it is important that the volume of liquid not be too large despite the large cooling surfaces required will. As a result of the inactivation of the catalyst, which also takes place at this temperature, care must be taken care must be taken that, if possible, only active catalyst is present in the reaction zone. this will achieved by keeping the amount of liquid circulating so small that the catalyst is already is removed from the reaction space prior to its inactivation.

Mit den üblichen Wäschern, Rieseltürmen oder gekühlten Reaktionsgefäßen ist infolge der zur Füllung dieser Apparate benötigten großen Flüssigkeitsmenge die geforderte geringe Verweilzeit nicht zu erreichen. Deshalb wird die in den Zeichnungen I und II schematisch dargestellte Vorrichtung verwendet.With the usual washers, trickle towers or cooled reaction vessels it is necessary to fill these apparatuses required a large amount of liquid not to achieve the required short residence time. Therefore, the device shown schematically in the drawings I and II is used.

Um eine möglichst lange Berührungszeit des Gases mit der Flüssigkeit zu erzielen, von der die Menge des absorbierten Ketens abhängt, darf das Gas nicht einfach durch die Reaktionsflüssigkeit durchperlen. Als vorteilhaft hat sich die Verwendung von Kühl-In order to achieve the longest possible contact time of the gas with the liquid, of which the amount depends on the absorbed ketene, the gas must not simply bubble through the reaction liquid. as the use of cooling

009 587/432009 587/432

3 43 4

schlangen mit geringem Volumen:erwiesen, durch die An Stelle der beschriebenen Apparatur kann jedochSnakes with small volume: proven by the instead of the apparatus described can, however

das Gas zusammen mit der Flüssigkeit strömt. Diese auch jede andere Apparatur verwendet werden, welchethe gas flows together with the liquid. This can also be used any other apparatus which

Strömung hält gleichzeitig einen Flüssigkeitsumlauf die drei Bedingungen: sehr kurze Verweilzeit derAt the same time, flow holds a liquid circulation the three conditions: very short residence time of the

in der Apparatur aufrecht, Flüssigkeit, verhältnismäßig lange Berührungszeit desUpright in the apparatus, liquid, relatively long contact time of the

Eine Vorrichtung, die; ddn eben genannten An- 5 Gases mit der Flüssigkeit und intensive Kühlung, inA device that; ddn the just mentioned gas with the liquid and intensive cooling, in

forderungen genügt, ist in Zeichnung I dargestellt. sich vereinigt.requirements is shown in drawing I. unites.

Der Reaktionsraum besteht aus zwei solegekühlten Durch das Verfahren läßt sich die Katalysator-Behältern 1 und 2 mit genau bekannten Volumen, die konzentration auf einen Bruchteil der früher bedurch eine solegekühite 'Rohrschlange 3 miteinander nötigten Menge senken. Gleichzeitig wird die Menge verbunden sind. Die Leitung 4 dient als Umlauf leitung io des durch Methylalspaltung entstehenden Nebenprofür die Reaktionsflüssigkeit, Der obere Behälter 2 ist duktes Methylacetat um 72% vermindert. Der Kadurch die Leitung 6 mit deinem Abgaskühler 7 und talysatormenge entsprechend wird zur Neutralisation durch eine Überlauf leitung 5-mit dem Neutralisations- nur etwa ein Siebentel der beim diskontinuierlichen gefäß 11 verbunden. Das Kondensat aus dem Abgas- Verfahren benötigten Natriummethylatlösung verkühler 7 läuft durch die Leitung 8 wieder in den Be- 15 braucht.The reaction space consists of two brine-cooled. The process allows the catalyst containers 1 and 2 with precisely known volumes, the concentration to a fraction of what it used to be a solegekühite 'pipe coil 3 lower the amount required together. At the same time the crowd will are connected. The line 4 serves as a circulation line io of the secondary profile resulting from methylal cleavage the reaction liquid, the upper container 2 is ductile methyl acetate reduced by 72%. The Kaas the line 6 with your exhaust gas cooler 7 and catalyzer amount accordingly is used for neutralization through an overflow line 5 - with the neutralization - only about a seventh of that for the discontinuous one vessel 11 connected. The condensate from the exhaust gas process required sodium methylate solution condenser 7 runs through the line 8 back into the demand 15.

hälter 2 zurück. Das Gesamtvolumen der beiden Reak- . · , ..container 2 back. The total volume of the two reac-. ·, ..

tionsgefäße einschließlich der Rohrschlange wird so Beispiel 1tion vessels including the pipe coil is thus Example 1

bemessen, daß bei einer bestimmten Keten-und Acetal- Das Reaktionsgefäß 1 wird mit 100 g /?-Methoxy-dimensioned that at a certain ketene and acetal the reaction vessel 1 is 100 g /? - methoxy

zugabe die gewünschte Verweilzeit erreicht wird. Der propionsäuremethylester, 8,8 g 95°/oigem Methylal undaddition, the desired dwell time is reached. The propionic acid methyl ester, 8.8 g of 95% methylal and

Abgaskühler 7 ist durch die Leitung 9 mit dem Essig- 20 0,27 g Hexafluorphosphorsäure gefüllt. SodannExhaust gas cooler 7 is filled through line 9 with the vinegar 20 0.27 g of hexafluorophosphoric acid. Then

säureturm 10 verbunden. Der Behälter 1 ist mit der werden stündlich 138 g Keten, 271 g 95°/oiges Methy-acid tower 10 connected. The container 1 is filled with 138 g of ketene, 271 g of 95% methylene per hour.

Leitung 12 für Keten verbunden, während die Lei- IaI und 1,068 g Hexafluorphosphorsäure kontinuierlichLine 12 connected for ketene, while the Lei- IaI and 1.068 g of hexafluorophosphoric acid continuously

tungen 13 für den Katalysator und 14 für das Acetal durch die Leitungen 12, 13 und 14 zugegeben. Derlines 13 for the catalyst and 14 for the acetal through lines 12, 13 and 14 are added. Of the

in die Leitung 4 münden. Reaktionsbehälter 1 und die Rohrschlange 3 werdenopen into line 4. Reaction vessel 1 and coil 3 are

Die Vorrichtung wirkt wie folgt: Methylal in ge- 25 durch Eintauchen in ein Kältebad so weit gekühlt, daßThe device works as follows: Methylal is cooled in a cold bath to such an extent that

ringem Überschuß und Keten werden in Gegenwart die Temperatur der Flüssigkeit im Reaktionsbehälter 2slight excess and ketene are in the presence of the temperature of the liquid in the reaction vessel 2

des Katalysators miteinander umgesetzt. —20° C beträgt. Das Flüssigkeitsvolumen in den Ge-of the catalyst reacted with one another. Is -20 ° C. The volume of liquid in the

Vor der Inbetriebnahme werden die Reaktions- fäßen 1 und 2 und der Schlange 3 beträgt während des gefäße bis zum Überlauf mit dem Reaktionsprodukt Keteneinleitens bis zum Überlauf 90 cm3. Das durch gefüllt. Sodann wird Keten durch die Leitung 12, der 30 die Leitung 5 kontinuierlich aus dem Gefäß 2 abKatalysator durch die Leitung 13 und Methylal durch laufende Reaktionsprodukt wird in dem Neutralidie Leitung 14 gleichzeitig zugegeben. Das Keten perlt sationsgef äß 11 aufgefangen, in welchem es mit Nadurch den unteren Reaktionsbehälter 1 in die Rohr- triummethylatlösung auf ein pH 7 bis 8 eingestellt schlange 3 und reißt Reaktionsflüssigkeit mit, die auf wird. Das das Gefäß 2 durch den Solekühler 7 verdiese Weise in den oberen Reaktionsbehälter 2 und 35 lassende Abgas ist ketenfrei. Die Verweilzeit
durch die Leitung 4 wieder in den unteren Reaktions- / cms Flüssigkeit in Gefäß 1 und 2'
Before start-up, the reaction vessels 1 and 2 and the coil 3 is 90 cm 3 during the vessel up to the overflow with the reaction product ketene introduction up to the overflow. That filled through. Then ketene is continuously added through line 12, 30 to line 5 from vessel 2, catalyst through line 13 and methylal from ongoing reaction product in line 14 at the same time. The ketene bubbled sationsgef AESS 11 collected in which it triummethylatlösung with Nadurch the lower reaction vessel 1 into the pipe adjusted to a p H 7 to 8 snake 3 and pulls the reaction liquid, which is on. The exhaust gas that lets the vessel 2 through the brine cooler 7 into the upper reaction container 2 and 35 in this way is free of ketene. The dwell time
through line 4 back into the lower reaction / cm s liquid in vessel 1 and 2 '

behälter 1 gelangt. Die Reaktionswärme wird größten- — —container 1 arrives. The heat of reaction is greatest

teils in der Rohrschlange 3 frei und kann von dort V ™s Endprodukt pro Stundepartly free in the pipe coil 3 and from there can V ™ s end product per hour

infolge der großen Kühlfläche einfach abgeführt beträgt etwa 13,5 Minuten.simply discharged due to the large cooling surface takes about 13.5 minutes.

werden. Dieser Wärmeaustausch wird durch die Zir- 40 Während einer Versuchsdauer von 5 Stunden wer-will. This heat exchange is carried out by the Zir- 40 During a test duration of 5 hours

kulation der Flüssigkeit wirksam unterstützt. Bei den insgesamt zugegeben:effective support of the fluid flow. In the total admitted:

größeren Ketenmengen wird schon im unteren Reak- rr , snnn / *c λο -κλ- ι\larger amounts of ketene is already in the lower reac- rr , snnn / * c λο -κλ- ι \

*". r-Q η · 1 w·· χ · j α j· j u - Keten 690,0 g (=16,43 Mol)* ". rQ η · 1 w ·· χ · j α j · j u - ketene 690.0 g (= 16.43 mol)

tionsgfaß 1 so viel Warme frei, daß diese durch em- „ ,, , , ,.,,-.,-.„, . s H orir „ ) .,„ n, -.·■ ,(tiongfaß 1 releases so much heat that em- ",,,,,. ,, -., -.",. s H orir ").," n , -. · ■, (

fache Mantelkühlung nicht mehr wirksam genug ab- {{eifaylal (lOWoig) .. 1295,0 g (=17,04 Mol)fold jacket cooling no longer effective enough from- {{eifaylal (lOWoig) .. 1295.0 g (= 17.04 mol)

geführt werden kann. In diesem Falle hat sich der 45 M™' *>elost lm ,,n , om ,, n can be performed. In this case the 45 M ™ '*> elost lm ,, n , om ,, n

Einbau von Kühlschlangen bewährt, wobei durchVer- „Medial 67,0g (= 2,09MoI)Installation of cooling coils has been tried and tested, whereby by Ver- "Medial 67.0g (= 2.09MoI)

größerung des Gefäßes 1 das durch die Schlangen ein- üexanuorpnospnor-enlargement of the vessel 1 that is caused by the snakes

genommene Volumen kompensiert wird. Diese Aus- o-M+h · 'taken volume is compensated. This out o-M + h · '

führungsform des Gefäßes 1 der Zeichnung I ist in ^viemoxypropion-management form of the vessel 1 of drawing I is in ^ viemoxypropion-

Zeichnung II dargestellt. Darin bedeutet 15 die sole- 5o sauremethylester ·· 100,0 g Drawing II shown. In this formula, 15 denotes the methyl ester of 5 o soles ·· 100.0 g

beschickten Kühlschlangen, 16 das mit der Leitung 2 157,73 gcharged cooling coils, 16 that with line 2 157.73 g

12 für Keten verbundene Keteneinleitungsrohr, dessen Natriummethylat-12 for ketene connected ketene inlet tube, the sodium methylate

unteres Ende zur besseren Ketenverteilung z.B. als lösung 45,6g (D=0,9325;lower end for better ketene distribution e.g. as a solution 45.6g (D = 0.9325;

Brause ausgeführt werden kann, 17 den Anschluß für 209,6 g/l Na C H O3)Shower can be carried out, 17 the connection for 209.6 g / l Na CHO 3 )

die Leitung 4 und 18 den Anschluß zu Rohrschlange 3. 55lines 4 and 18 connect to pipe coil 3. 55

Das Reaktionsprodukt wird aus der Überlauf- Man erhält 2175 g Reaktionsprodukt, das sind leitung 5 direkt in das Neutralisationsgefäß 11 ge- 98,6% der eingesetzten Menge an Keten, Methylal, leitet, wo es durch Zugabe von Natriummethylatlösung Hexafluorphosphorsäure, /J-Methoxypropionsäureauf das Ph 7 bis 8 eingestellt wird. Die Neutralisation ester und Natriummethylatlösung. Die Katalysatorkann auch durch ein anderes Neutralisationsmittel, 60 konzentration beträgt 0,264 °/o. Bei der Aufarbeitung etwa Natriumcarbonat, erfolgen. des Reaktionsproduktes durch Destillation werden er-The reaction product is obtained from the overflow. 2175 g of reaction product are obtained line 5 directly into the neutralization vessel 11 - 98.6% of the amount of ketene, methylal used, where it is obtained by adding sodium methylate solution to hexafluorophosphoric acid, / I-methoxypropionic acid the Ph 7 to 8 is set. The neutralization ester and sodium methylate solution. The catalyst can also by another neutralizing agent, the concentration is 0.264%. When working up such as sodium carbonate. of the reaction product by distillation

Das aus dem Abgaskühler 7 kommende Abgas wird halten:The exhaust gas coming from the exhaust gas cooler 7 will hold:

durch die Leitung 9 in den mit Essigsäure beschickten 2?5 Q (=361 Mol) Mefh laI (too-Wig), entspre-through line 9 into the 2? 5 Q (= 361 mol) Mefh laI (too-Wig) charged with acetic acid, corresponding

Waschturm 10 geleitet und von dort aus ins Freie ^hend ^^ des eing^tzten Methylais,Directed scrubbing tower 10 and from there into the open ^ starting ^^ of ^ eing tzten Methylais,

g6Der Vorteil dieser Anordnung,, bei welcher Kühler 5 195'5 S (=?·6,5 ^Mo1) Methylacetat, entsprechend g6 The advantage of this arrangement, in which cooler 5 195 ' 5 S (=? · 6 , 5 ^ Mo1 ) methyl acetate, correspondingly

und Reaktionsraum zusammengezogen sind, liegt in 16>10/a> bez0Sen auf eingeleitetes Keten, and reaction space are contracted, lies in 16 > 10 / a > bez0 S en on introduced ketene,

dem äußerst geringen Reaktionsvolumen bei gleich- 40,0 g Methanol (aus der Neutralisation),the extremely low reaction volume with the same 40.0 g of methanol (from neutralization),

zeitig langer Berührungszeit des Gases mit der 1462,0 g (=12,39 Mol) ß-Methoxypropionsäure-long contact time of the gas with the 1462.0 g (= 12.39 mol) ß-methoxypropionic acid

Flüssigkeit und intensiver Kühlung. 70 methyester abzüglich der eingesetzten 100g.Liquid and intensive cooling. 70 methyl esters minus the 100 g used.

Deis entspricht einer Ausbeute von 75,4%, bezogen auf eingeleitetes Keten, und von 72,6%, bezogen auf eingesetztes Methylal.Deis corresponds to a yield of 75.4%, based on the introduced ketene, and of 72.6%, based on methylal used.

Die Gesamtausbeute beträgt demnach 93,8%, bezogen auf Methylal, und 91,5%, bezogen auf Keten.The overall yield is accordingly 93.8%, based on methylal, and 91.5%, based on ketene.

Wird das untere Reaktionsgefäß so weit vergrößert, daß die Verweilzeit der Flüssigkeit im Reaktor statt 13,5 Minuten 157 Minuten beträgt, so ist nach kurzer Versuchsdauer trotz Anwendung der doppelten Katalysatormenge (0,527%) die Ketenabsorption so mangelhaft, daß der größte Teil des eingeleiteten Ketens mit dem Abgas entweicht. Wird die Katalysatormenge auf das Vierfache erhöht (1,04%), so gehen immer noch 11,3% des eingeleiteten Ketens mit dem Abgas verloren.If the lower reaction vessel is enlarged so much that the residence time of the liquid in the reactor takes place 13.5 minutes is 157 minutes, then after a short test duration despite the use of twice the amount of catalyst (0.527%) the ketene absorption is so poor that most of the Ketens escapes with the exhaust gas. If the amount of catalyst is increased four times (1.04%), so 11.3% of the ketene introduced is still lost with the exhaust gas.

Beispiel 2Example 2

Ein Reaktionssystem (I1 2 und 3 der Zeichnung I) mit einem Inhalt an Reaktionsflüssigkeit von 3055 cm3 während des Keteneinleitens, dessen unteres Reaktionsgefäß 1 entsprechend Zeichnung II mit Kühlschlangen versehen ist, wird mit einer Anfangsfüllung von 3000 g /J-Methoxypropionsäuremethylester 300 g 95%igem Methylal und 8,3 g Hexafluorphosphorsäure beschickt.A reaction system (I 1 2 and 3 of drawing I) with a content of reaction liquid of 3055 cm 3 during the ketene introduction, the lower reaction vessel 1 of which is provided with cooling coils as shown in drawing II, is initially filled with 3000 g / J-methoxypropionic acid methyl ester 300 g 95% methylal and 8.3 g hexafluorophosphoric acid charged.

Sodann werden innerhalb von 417 Minuten stündlich 5310 g Keten, 9800 g 95%iges Methylal und 40 g Hexafluorphosphorsäure kontinuierlich zugegeben. Die Temperatur im unteren Reaktionsgefäß beträgt -3 bis +1° C, im oberen -17 bis -18° C. In der angegebenen Zeit werden insgesamt 36,92 kg ( = 879,0 Mol) Keten, 68,5 kg 95%iges Methylal, bestehend aus 65,070 kg (=856 Mol) Methylal und 3,430 kg (=107,1 Mol) Methanol, und 0,2863 kg Hexafluorphosphorsäure zugegeben. Die Verweilzeit beträgt 12 Minuten. Das kontinuierlich überlaufende Reaktionsprodukt wird laufend neutralisiert, wozu insgesamt 1330 cm3 (=1240 g) Natriummethylatlösung (209,6 g/l Natriummethylat) nötig sind. Die gesamte eingesetztestoffmenge beträgt somit 109,946kg, der darin enthaltene Katalysator 0,261%.Then 5310 g of ketene, 9800 g of 95% strength methylal and 40 g of hexafluorophosphoric acid are added continuously per hour over the course of 417 minutes. The temperature in the lower reaction vessel is -3 to + 1 ° C, in the upper -17 to -18 ° C. In the given time, a total of 36.92 kg (= 879.0 mol) of ketene, 68.5 kg of 95% Methylal, consisting of 65.070 kg (= 856 mol) of methylal and 3.430 kg (= 107.1 mol) of methanol, and 0.2863 kg of hexafluorophosphoric acid were added. The residence time is 12 minutes. The continuously overflowing reaction product is continuously neutralized, for which a total of 1330 cm 3 (= 1240 g) sodium methylate solution (209.6 g / l sodium methylate) are required. The total amount of substance used is thus 109.946 kg, the catalyst contained therein 0.261%.

Als Reaktionsprodukt werden 109,9 kg erhalten, das sind 99,9% der eingesetzten Menge. Das die Apparatur verlassende Abgas ist ketenfrei. Bei der Aufarbeitung durch Destillation werden erhalten:The reaction product obtained is 109.9 kg, which is 99.9% of the amount used. That the Exhaust gas leaving the apparatus is free of ketones. Working up by distillation gives:

7 325 kg (=96,4 Mol) Methylal (lOOVoig) = 11,27% des eingesetzten Methylais,7 325 kg (= 96.4 mol) methylal (lOOVoig) = 11.27% of the methylais used,

1 154 kg (=36,1 Mol) Methanol (aus der Natriummethylatlösung), 1 154 kg (= 36.1 mol) of methanol (from the sodium methylate solution),

10100 kg (=136,5 Mol) Methylacetat = 15,52%, bezogen auf eingeleitetesKeten,10100 kg (= 136.5 mol) methyl acetate = 15.52%, based on the introduced ketene,

88 000 kg bzw. (nach Abzug der eingesetzten 3000kg) 85 000 kg /i-Methoxypropionsäuremethylester (=720 Mol), entsprechend einer Ausbeute von 82,0%, bezogen auf eingeleitetes Keten, und 84,1%, bezogen auf 100%iges Methylal.88,000 kg or (after deducting the 3000 kg used) 85,000 kg / i-methoxypropionic acid methyl ester (= 720 mol), corresponding to a yield of 82.0%, based on the introduced ketene, and 84.1%, based on 100% Methylal.

Die Gesamtausbeute beträgt somit 95,37%, bezogen auf Methylal, und 97,52%, bezogen auf Keten.The overall yield is thus 95.37%, based on methylal, and 97.52%, based on ketene.

Werden die Innenkühlschlangen 15 des unteren Reaktorgefäßes (Zeichnung II) im Gegensatz zu dem beschriebenen Beispiel nicht gekühlt, so steigt die Temperatur in diesem Gefäß auf 35 bis 40° C unter gleichzeitiger Braunfärbung des Reaktionsgemisches. Das ablaufende Reaktionsprodukt riecht stark nach Keten, während ein großer Teil des Ketens überhaupt nicht mehr absorbiert wird und in das Abgas gelangt. Auch durch Anwendung von 2,05% Katalysator, also praktisch der achtfachen Menge, ist es unter diesen Bedingungen nicht möglich, eine bessere Ketenabsorption zu erzielen.If the inner cooling coils 15 of the lower reactor vessel (drawing II) in contrast to the described example is not cooled, the temperature in this vessel drops to 35 to 40 ° C below simultaneous browning of the reaction mixture. The reaction product running off has a strong smell Ketene, while a large part of the ketene is no longer absorbed at all and ends up in the exhaust gas. Even with the use of 2.05% catalyst, practically eight times the amount, it is among these Conditions not possible to achieve better ketene absorption.

Claims (7)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Verfahren zur Herstellung von /S-Alkoxycarbonsäureestern durch Umsetzung von Ketenen mit Acetalen in Gegenwart von in der höchsten Wertigkeitsstufe vorliegenden Fluoriden von Elementen der IV. bis V. Gruppe des Periodischen Systems oder von komplexen Fluorsäuren von Elementen der III. oder V. Gruppe des Periodischen Systems oder von Gemischen dieser Verbindungen nach Patent 1 067 798, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung kontinuierlich unter gleichzeitiger Anwendung einer intensiven Kühlung, einer langen Berührungszeit des Ketens mit der Reaktionsflüssigkeit und einer möglichst geringen Flüssigkeitsmenge, durch welche der Katalysator bereits vor seiner Inaktivierung aus dem Reaktionsgefäß entfernt wird, durchführt.1. Process for the preparation of / S-alkoxycarboxylic acid esters by reacting ketenes with acetals in the presence of fluorides of elements in the highest valence level of the IV. to V groups of the periodic table or of complex fluoric acids of elements the III. or V. Group of the Periodic Table or mixtures of these compounds according to Patent 1,067,798, characterized in that the reaction is carried out continuously with simultaneous Use of intensive cooling, a long contact time of the ketene with the Reaction liquid and the smallest possible amount of liquid through which the catalyst is removed from the reaction vessel before it is inactivated. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Katalysatormenge von 0,01 bis 1%, vorzugsweise von 0,1 bis 0,6%, bezogen auf die Menge des Endproduktes, verwendet.2. The method according to claim 1, characterized in that there is an amount of catalyst 0.01 to 1%, preferably from 0.1 to 0.6%, based on the amount of the end product, is used. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man das den Reaktionsraum kontinuierlich verlassende Reaktionsgemisch kontinuierlich neutralisiert.3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that the reaction space continuously leaving the reaction mixture is continuously neutralized. 4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 3, bestehend aus einer Rohrschlange (3), die mit den Reaktionsgefäßen (1 und 2) verbunden ist.4. Apparatus for performing the method according to claim 1 to 3, consisting of a coil (3), which is connected to the reaction vessels (1 and 2). 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, bestehend aus einem Reaktionsgefäß (1), das mit einer Zuleitung (12) für das Keten versehen und durch eine Leitung (4), in welche die Zuleitungen (13 und 14) für den Katalysator bzw. das Acetal münden, mit dem oberen Reaktionsgefäß (2) verbunden ist.5. Apparatus according to claim 4, consisting of a reaction vessel (1) which is provided with a supply line (12) provided for the Keten and through a line (4) into which the supply lines (13 and 14) open for the catalyst or the acetal, connected to the upper reaction vessel (2) is. 6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, bestehend aus einem oberen Reaktionsgefäß (2), das durch eine Abgasleitung (6) und eine Rücklaufleitung (8) mit einem Kühler (7) und durch eine Überlaufleitung (5) mit einem Neutralisationsgefäß (11) verbunden ist. 6. Apparatus according to claim 4 or 5, consisting of an upper reaction vessel (2), the through an exhaust line (6) and a return line (8) with a cooler (7) and through a Overflow line (5) is connected to a neutralization vessel (11). 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, bestehend aus einem Abgaskühler (7), der durch eine Leitung (9) mit einem mit Essigsäure beschickten Waschturm (10) verbunden ist.7. Device according to one of claims 4 to 6, consisting of an exhaust gas cooler (7), the is connected by a line (9) to a washing tower (10) charged with acetic acid. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
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