DE102009060865A1

DE102009060865A1 - Ester aus festen Polyolen und ungesättigten Carbonsäuren

Info

Publication number: DE102009060865A1
Application number: DE102009060865A
Authority: DE
Inventors: Peter Dr. 27616 Daute; Wilhelm 27612 Reiners; Martin Dr. 27616 Schäfer; Udo 27612 Frerichs; Hinrich Dr. 21769 Hildebrandt; Joern 27570 Ellerbrake
Original assignee: Emery Oleochemicals GmbH
Current assignee: Emery Oleochemicals GmbH
Priority date: 2009-12-30
Filing date: 2009-12-30
Publication date: 2011-07-07
Also published as: WO2011079954A2; DE10803577T1; US20130035271A1; EP2519493A2; ES2404205T1; WO2011079954A3; WO2011079954A4

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Esters aus einem bei 25°C festen Polyol und einer Carbonsäurekomponente, die mindestens 50 Gew.-% mindestens einer einfach oder mehrfach ungesättigten, aliphatischen Carbonsäure, bezogen auf das Gesamtgewicht der Carbonsäurekomponente aufweist, in einem Reaktor bei vermindertem Druck. Weitere Gegenstände sind eine Vorrichtung, ein Verfahren zur Herstellung einer thermoplastischen Zusammensetzung, beinhaltend den erfindungsgemäß hergestellten Ester, ein Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers, beinhaltend den erfindungsgemäßen Ester oder die erfindungsgemäße thermoplastische Zusammensetzung, ein Verfahren zur Herstellung eines Packgutes, ein Verfahren zur Herstellung eines mindestens teilweise beschichteten Gegenstands, sowie Verwendungen der erfindungsgemäßen Ester als Additiv in verschiedenen Zusammensetzungen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Esters aus einem bei 25°C festen Polyol und einer Carbonsäurekomponente, die mindestens 50 Gew.-% mindestens einer einfach oder mehrfach ungesättigten, aliphatischen Carbonsäure, bezogen auf das Gesamtgewicht der Carbonsäurekomponente aufweist, in einem Reaktor bei vermindertem Druck. Weitere Gegenstände sind eine Vorrichtung, ein Verfahren zur Herstellung einer thermoplastischen Zusammensetzung, beinhaltend den erfindungsgemäß hergestellten Ester, ein Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers, beinhaltend den erfindungsgemäßen Ester oder die erfindungsgemäße thermoplastische Zusammensetzung, ein Verfahren zur Herstellung eines Packgutes, ein Verfahren zur Herstellung eines mindestens teilweise beschichteten Gegenstands, sowie Verwendungen der erfindungsgemäßen Ester als Additiv in verschiedenen Zusammensetzungen.
Ester, insbesondere solche auf Basis von aliphatischen Carbonsäuren und Alkoholen werden in einer Vielzahl von Anwendungen erfolgreich eingesetzt. In dem Bewusstsein, dass Rohstoffe aus fossilen Lagerstätten knapper werden, wird nach neuen Rohstoffquellen gesucht. Besonders vielversprechend erscheinen Öle aus tierischen oder pflanzlichen, nachwachsenden Rohstoffen, die z. B. durch Ozonolyse, zu Fettsäuren aufgeschlossen, und in weiteren Schritten umfunktionalisiert oder derivatisiert werden.
Die Esterdarstellung ist eine industriell wichtige Derivatisierung, zu der verschiedene Verfahren bekannt sind. Diese können auf unterschiedliche Weise eingeteilt werden. Eine Möglichkeit ist die Einteilung in Niedrigtemperatur- und Hochtemperaturverfahren. Dabei gilt allgemein, dass Niedrigtemperaturverfahren oftmals schonender sind, d. h. weniger Nebenreaktionen, Zerfalls- oder Oxidationsprodukte erzeugen, und dass Hochtemperaturverfahren durch höhere Reaktionsgeschwindigkeiten geprägt sind.
In klassischen Niedrigtemperaturverfahren werden in aller Regel Protonsäuren oder Sulfonsäurederivate als Katalysatoren zugesetzt. Insbesondere bei den Protonsäuren, wie Schwefelsäure oder Phosphorsäure, werden zu einem erheblichen Teil Nebenprodukte, insbesondere ungesättigte Verbindungen, gebildet. Die dabei entstehenden ungesättigten Stoffe sind in aller Regel farbig, oder bilden mit Luftsauerstoff in kurzer Zeit farbige Verbindungen. Dies wird als Minderung der Produktqualität des hergestellten Esters wahrgenommen. Außerdem bewirken die ungesättigten Anteile oft eine Verschlechterung der Haltbarkeit und Belastbarkeit von Produkten, denen diese Ester als Additiv zugesetzt sind. Die Aggressivität der Säurekatalysatoren bei erhöhter Temperatur belastet die Produktionsanlagen zusätzlich. Eine meist geringe Reaktionsgeschwindigkeit wird als weiterer Nachteil der Niedrigtemperaturverfahren empfunden.
Bei den Hochtemperaturverfahren werden üblicherweise Organometallkomplexe der Übergangsmetalle Ti, Zr, Al, Sn als Katalysatoren eingesetzt. Aufgrund der hohen Reaktionstemperatur bilden sich jedoch noch mehr farbige Nebenprodukte, so dass aufwendige Aufarbeitungs- und/oder Reinigungsverfahren erforderlich werden. Zudem ist die Entfernung des Katalysators aus dem Endprodukt aufwendig.
Die EP 0 342 357 A2 beschreibt eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Durchführung von Veresterungen. Dabei werden in einer Produktionsanlage bei 200 bis 250°C Ester aus Alkoholen und Fettsäuren hergestellt, wobei die Reaktionsmischung kontinuierlich bei kurzer Kontaktzeit über eine besonders heiße Reaktionszone geführt und bei Reaktionszeiten von bis zu 20 Stunden hergestellt werden.
In Hinblick auf industrielle Veresterungsreaktionen besteht in verschiedenerlei Hinsicht Verbesserungsbedarf, um die Anforderungen und Wünsche des Marktes zu erfüllen. Die bekannten Verfahren weisen mindestens einen, in der Regel mehrere der nachfolgend skizzierten Nachteile auf:

– Farbigkeit bzw. unzureichende Farblosigkeit der Produkte,
– Unerwünschte Nebenprodukte,
– Unzurreichende Haltbarkeit
– geringe Effizienz, hoher Energieverbrauch, hohe Produktionskosten,
– niedrige Ausbeute,
– Verunreinigungen, insbesondere Schwermetallspuren,
– lange Reaktionszeiten.

Daher besteht das Bedürfnis nach Verbesserung der bekannten Verfahren und gegebenenfalls der Schaffung neuer Verfahren, um Ester in verbesserter Qualität bereitstellen zu können.
Außerdem besteht der Wunsch nach effizienteren Produktionsverfahren bzw. Vorrichtungen, die einen geringeren Energie- und Ressourcenverbrauch bei hohen Umsätzen, Ausbeuten und Selektivitäten aufweisen und Nachbehandlungsschritte überflüssig machen.
Weiter sollen insbesondere Schwebstoffe sowie die Bildung von Ablagerungen, z. B. in Hydrauliksystemen, insbesondere bei hohen Standzeiten dieser Hydraulikflüssigkeiten, verringert werden. Dies würde die Lebensdauer mechanisch oder hydraulisch beanspruchte Dichtungen verlängern, welche durch die zuvor beschriebenen Schwebstoffe und Ablagerungen neben der ohnehin starken mechanischen Beanspruchung zusätzlich abrasiv verschlissen werden.
Von der Vielzahl an industriell verfügbaren Ester stellen Partialester, besteht insbesondere an solchen auf Basis von Glycerin, Pentaerythrit, deren Oligomere, und 1,1,1-Trimethylolethan, -propan, -butan und -pentan aufgrund ihrer sowohl hydrophilen, wie auch hydrophoben Eigenschaften Interesse. Eine Herausforderung hierbei ist, die Produkte von nicht umgesetztem Alkohol zu befreien. Weiterhin sind Ester, und insbesondere Partialester, die auf ungesättigten Carbonsäuren basieren, in erhöhtem Maß oxidationsempfindlich. Sowohl im Partialester als Produkt, wie als Additiv in Zusammensetzungen und Verarbeitungsprodukten, beispielsweise Schmierstoffen, ist solche eine Oxidation unerwünscht, da die so veränderten Zusammensetzungen regelmäßig eine Veränderung ihrer Eigenschaften erleiden.
Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, die sich aus dem Stand der Technik ergebenden Nachteile zumindest teilweise überwinden.
Insbesondere sollten Ester bereit gestellt werden, die, als Additiv in Zusammensetzungen, möglichst wenig zur Bildung von Schwebstoffen oder Ablagerungen, oder von beidem, in diesen Zusammensetzungen beitragen.
Weiter lag der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und einer Vorrichtung anzugeben, mit deren Hilfe von Ester verschiedene Nebenprodukte, die Anteil an der Erhöhung der Farbtönung der Ester haben, reduziert werden können, und so kostspielige und zeitaufwendige Aufreinigungsschritte reduziert oder gar vermieden werden können.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung lag darin, Additive für die Herstellung von thermoplastischen Zusammensetzungen bereit zu stellen, die neben ihrer Umweltverträglichkeit geeignet sind, die Eigenschaften der thermoplastischen Zusammensetzung in gewünschter Weise zu modifizieren und gleichzeitig thermoplastische Zusammensetzungen zu erhalten, die hohen Ansprüchen, wie in der Lebensmittelindustrie oder der Medizintechnik, genügen.
Einen Beitrag zur Lösung mindestens einer der vorstehend genannten Aufgaben leisten die Gegenstände der kategoriebildenden Ansprüche, wobei die davon abhängigen Unteransprüche weitere erfindungsgemäße Ausführungsformen darstellen.
Einen weiteren Beitrag zur Lösung der vorstehend genannten Aufgabe leisten Reinigungsverfahren oder die Abtrennung von zur Ausfällung neigenden Bestandteilen, oder von beiden.
Ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Esters, mindestens basierend auf

a. mindestens eine Alkoholkomponente,
b. mindestens eine Carbonsäurekomponente,
c. gegebenenfalls weitere Zusatzstoffe, und
d. mindestens einen Katalysator

i. Bereitstellen der Verfahrenskomponenten,
ii. Umsetzen der Verfahrenskomponenten unter Erhalt eines Esters A,
iii. gegebenenfalls Nachbehandeln des Esters A,

– die Alkoholkomponente mindestens ein bei 25°C festes Polyol, und
– die Carbonsäurekomponente mindestens 50 Gew.-%, bevorzugt mindestens 65 Gew.-%, mindestens 75 Gew.-%, oder mindestens 80 Gew.-%, mindestens einer einfach oder mehrfach ungesättigten, aliphatischen Carbonsäure, bezogen auf das Gesamtgewicht der Carbonsäurekomponenten, beinhaltet,

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird ein solcher Druck in einem Bereich von 2 bis 100 mbar, besonders bevorzugt 2 bis 50 mbar und am meisten bevorzugt 2 bis 20 mbar angelegt.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird die Umsetzung bei einer Temperatur in einem Bereich von 150 bis 250°C durchgeführt. Weitere, erfindungsgemäße Bereiche sind: von 180 bis 230°C, insbesondere von 200 bis 220°C.
Als Alkoholkomponente zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist prinzipiell jede dem Fachmann bekannte und zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet erscheinende Alkoholkomponente mit ein oder mehreren Hydroxygruppen geeignet. Der Begriff „Alkoholkomponente”, wie er hier verwendet wird, umfasst den Alkohol in seiner protonierten Form, den Alkohol in seiner deprotonierten Form, insbesondere Salze des Alkohols, als auch Mischungen des Alkohols in seiner protonierten Form und seiner deprotonierten Form oder Mischungen des Alkohols in seiner protonierten Form, seiner deprotonierten Form und eines oder mehrerer Salze des Alkohols.
Als Alkoholkomponente mit einer oder mehreren Hydroxygruppen werden vorzugsweise Alkohole mit einer Anzahl an Hydroxygruppen in einem Bereich von 2 bis 9, besonders bevorzugt 3 bis 8 und am meisten bevorzugt 3 bis 6 eingesetzt. Die Anzahl an Kohlenstoffatomen im Alkohol mit einer oder mehreren Hydroxygruppen liegt vorzugsweise in einem Bereich von 3 bis 30, besonders bevorzugt 3 bis 18, weiterhin bevorzugt 3 bis 10 und am meisten bevorzugt 3, 4, 5, 6, 7 oder 8.
Als Alkoholkomponente kann auch ein Alkohol in technischer Qualität eingesetzt werden. „Technische Qualität” bedeutet im Zusammenhang mit einem chemischen Stoff oder einer chemischen Zusammensetzung, dass der chemische Stoff oder die chemische Zusammensetzung geringe Mengen an Verunreinigungen aufweist. Insbesondere kann der chemische Stoff oder die chemische Zusammensetzung in einem Bereich von 5 bis 20 Gew.-%, bevorzugt von 5 bis 15 Gew.-%, mehr bevorzugt von 5 bis 10 Gew.-% Verunreinigungen, bezogen auf die Gesamtmenge des chemischen Stoffs oder der chemischen Zusammensetzung, aufweisen. Besonders bevorzugt weist der chemische Stoff oder die chemische Zusammensetzung von 1,5 bis 5 Gew.-% Verunreinigungen auf. Unter Verunreinigungen werden alle Anteile verstanden, die von dem chemischen Stoff oder der chemischen Zusammensetzung verschieden sind. Beispielsweise kann Ethanol in technischer Qualität von 5 bis 8 Gew.-% Verunreinigungen aufweisen. Dieses Beispiel ist nicht auf alle Alkohole verallgemeinerbar, vielmehr ist der Anteil an Verunreinigungen in Bezug auf die Einordnung als „Technische Qualität” stoff- oder zusammensetzungsabhängig, oder auch vom Herstellungsverfahren abhängig. Dem Fachmann ist diese Einordnung in Abhängigkeit vom Stoff und dem Herstellungsverfahren geläufig.
Es ist ebenfalls denkbar, dass als Alkoholkomponente nicht ein einzelner Alkohol oder ein einzelner Alkohol technischer Qualität, sondern eine Mischung mehrerer Alkohole im Sinne der vorstehend genannten chemischen Zusammensetzung eingesetzt wird. Beispielweise können mehrere Formen des Alkohols entsprechend dem oben Gesagten als Mischung eingesetzt werden. Bevorzugt werden mehrere Alkohole, gekennzeichnet durch mindestens eines der folgenden Merkmale, wie unterschiedliche Anzahl an Kohlenstoffatomen, unterschiedliche Anzahl an Hydroxygruppen oder unterschiedliche Struktur, oder Alkohole, die sich gleichzeitig in zwei oder mehr der vorgenannten Merkmale unterscheiden, eingesetzt, wie sie beispielsweise aus großtechnischen Prozessen als technische Qualitäten erhalten werden können.
Erfindungsgemäß beinhaltet die Alkoholkomponente ein Polyol, das bei 25°C fest ist. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform eignen sich als Alkoholkomponente zweiwertige, dreiwertige, vierwertige oder fünfwertige Alkohole, oder eine Mischung aus zwei oder mehr davon.
Als Alkoholkomponente auf Basis zweiwertiger Alkohole eignen sich beispielsweise 2,3-Butandiol, 1,6-Hexandiol, 2,5-Hexandiol, 3,4-Hexandiol, 1,2-Hexandiol, 1,2-Cyclohexandiol, 1,3-Cyclohexandiol, 1,2-Heptandiol, 1,7-Heptandiol, 2,6-Heptandiol, 3,4-Heptandiol, 1,2-Cycloheptandiol, 1,3-Cycloheptandiol, 1,4-Cycloheptandiol, 1,2-Octandiol, 1,8-Octandiol, 2,7-Octandiol, 4,5-Octandiol, 1,2-Cyclooctandiol, 1,3-Cyclooctandiol, 1,4-Cyclooctandiol, 1,5-Cyclooctandiol, 1,2-Nonandiol, 1,9-Nonandiol, 2-Methyl-1,9-octandiol, 2,2-Dimethyl-1,9-octandiol, oder zwei oder mehr davon.
Als Alkoholkomponente auf Basis dreiwertiger Alkohole eignen sich Erythrose, Threose, Trimethylolethan, Trimethylolpropan, 2-Hydroxymethyl-1,3-propandiol oder zwei oder mehr davon.
Als Alkoholkomponente auf Basis vierwertiger Alkohole eignen sich Erythrit, Threit, Pentaerythrit, Arabinose, Ribose, Xylose, Ribulose, Xylulose, Lyxose, Ascorbinsäure, Gluconsäure-γ-lacton, oder zwei oder mehr davon.
Als Alkoholkomponente auf Basis fünfwertiger und höherer Alkohole eignen sich Arabit, Adonit, Xylitol und Dipentaerythrit.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Alkoholkomponente ausgewählt aus Pentaerythrit, Pentaerythritdimer, Pentaerythrittrimer, Trimethylolpropan, Bistrimethylolpropan, Pentaerythrit, Pentaerythritdimer, oder zwei oder mehr davon.
In diesem Zusammenhang weiterhin geeignet sind bei 25°C feste Umsetzungsprodukte dieser Alkoholkomponenten mit Ethylenoxid und/oder Propylenoxid,.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Alkoholkomponente weniger als 10 Gew.-%, bevorzugt weniger als 5 Gew.-%, an stickstoffhaltigen Verbindungen, bezogen auf das Gesamtgewicht der Alkoholkomponente auf, wobei stickstoffhaltige Verbindungen sowohl stickstoffhaltige Alkoholkomponenten, als auch andere stickstoffhaltige organische Verbindungen sind. Weiterhin bevorzugt weist die Alkoholkomponente nicht Stickstoffatome (N) auf.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Alkoholkomponente weniger als 10 Gew.-%, bevorzugt weniger als 5 Gew.-%, an aromatischen Zyklusverbindungen, bezogen auf das Gesamtgewicht der Alkoholkomponente auf, wobei aromatische Zyklusverbindungen sowohl aromatische Zyklen aufweisende Alkohole, als auch andere aromatische Zyklusverbindungen sind. Weiterhin bevorzugt weist die Alkoholkomponente nicht aromatische Zyklusverbindungen auf.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform, weist die Alkoholkomponente als Nichtmetallatome nur Nichtmetallatome ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Kohlenstoff (C), Sauerstoff (O), Stickstoff (N) oder Wasserstoff (H), oder mehrere davon, vorzugsweise bestehend aus Kohlenstoff (C), Sauerstoff (O) und Wasserstoff (H), auf.
Als Carbonsäurekomponente zur Herstellung des Esters können prinzipiell alle dem Fachmann bekannten Carbonsäuren eingesetzt werden, wobei die Carbonsäurekomponente zu mindestens 50 Gew.-% mindestens eine einfach oder mehrfach ungesättigte, aliphatische Carbonsäure, beinhaltet, wobei die Gewichtsprozente auf die Gesamtmenge an Carbonsäurekomponenten bezogen sind. Der Begriff „Carbonsäurekomponente”, wie er hierin verwendet wird, umfasst die Carbonsäure in ihrer protonierten Form, die Carbonsäure in ihrer deprotonierten Form, und auch Salze der Carbonsäure, als auch Mischungen von mindestens zwei der vorstehenden, oder der Carbonsäure in ihrer protonierten Form, ihrer deprotonierten Form und mindestens eines oder mehrerer Salze der Carbonsäure.
Weiterhin umfasst der Begriff „Carbonsäurekomponente” grundsätzlich alle Verbindungen, die mindestens eine Carbonsäuregruppe aufweisen. Dieser Begriff umfasst auch Verbindungen, die neben der mindestens einen Carbonsäuregruppe andere funktionelle Gruppen, wie Ethergruppen, aufweisen.
Ferner kann als Carbonsäurekomponente auch eine Carbonsäure in technischer Qualität eingesetzt werden. Es ist ebenfalls denkbar, dass als Carbonsäurekomponente nicht eine einzelne Carbonsäure oder eine einzelne Carbonsäure in technischer Qualität, sondern eine Mischung mehrerer Carbonsäuren eingesetzt wird. Beispielweise können mehrere Formen der Carbonsäure entsprechend dem oben Gesagten als Mischung eingesetzt werden. Bevorzugt ist bei einer Mischung mehrerer Carbonsäuren die Mischung gekennzeichnet durch mindestens eines, oder auch mehreren, der folgenden Merkmale:

– eine unterschiedliche Anzahl an Kohlenstoffatomen,
– eine unterschiedliche Anzahl an Carboxygruppen, oder
– eine unterschiedliche Struktur.

In mehreren der vorgenannten Merkmale unterscheiden sich oft solche Mischungen, die aus großtechnischen Prozessen als technische Qualitäten erhalten werden können. Hierbei können als Carbonsäurekomponente auch gesättigte Carbonsäuren vorliegen, solange, wie erfindungsgemäß beschrieben, mindestens 50 Gew.-% ungesättigte Carbonsäure, bezogen auf die Gesamtmenge aller Carbonsäurekomponenten, vorliegt. Dem Fachmann ist die stoffabhängige Menge an Verunreinigungen in der technischen Qualität geläufig.
Erfindungsgemäß bevorzugt ist der Einsatz von Monocarbonsäuren.
Als Carbonsäurekomponenten kommen insbesondere ungesättigte Carbonsäuren oder Säurechloride ungesättigter Carbonsäuren sowie Säureanhydride von ungesättigten Carbonsäuren mit einer Anzahl an Kohlenstoffatomen in einem Bereich von 6 bis 26, besonders bevorzugt in einem Bereich von 8 bis 24, noch mehr bevorzugt in einem Bereich von 10 bis 22, darüber hinaus bevorzugt in einem Bereich von 12 bis 20 und am meisten bevorzugt in einem Bereich von 14 bis 18 in Frage, wobei die Gesamtheit der Carbonsäurekomponenten zu mindestens 50 Gew.-% einfach oder mehrfach ungesättigte, aliphatische Carbonsäurekomponenten aufweist. Weiterhin weisen die Carbonsäurekomponenten bevorzugt von 14, 16 oder 18 C-Atome auf.
In diesem Zusammenhang geeignete Carbonsäurekomponenten sind beispielsweise abgeleitet von folgenden, ungesättigten Carbonsäuren wie z. B. Acrylsäure, Methacrylsäure, 3-Butensäure, 4-Pentensäure, 5-Hexensäure, 6-Heptensäure, 7-Octensäure, 8-Nonensäure, 9-Decensäure, Undecenylsäure, Palmitoleinsäure, Ölsäure, Elaidinsäure, Vaccensäure, Icosensäure, Gadoleinsäure, Petroselinsäure, Ricinolsäure, Vernolsäure, Cetoleinsäure, Erucasäure, sowie mehrfach ungesättigte Carbonsäuren, beispielsweise Linolsäure, α-Linolensäure, Arachidonsäure, Timnodonsäure, Punicinsäure, α-Elostearinsäure, Clupanodonsäure oder Cervonsäure.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist die Carbonsäurekomponente ausgewählt aus Octansäure, i-Octansäure, Nonansäure, i-Nonansäure, 9-Decensäure, Decansäure, i-Decensäure, Palmitinsäure, Stearinsäure, Ölsäure, Pelargonsäure, Bexensäure oder Erucasäure, oder eine Mischung aus mindestens zwei davon.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weisen die Carbonsäurekomponenten jeweils genau eine Carboxygruppe auf.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Carbonsäurekomponente weniger als 10 Gew.-%, bevorzugt weniger als 5 Gew.-%, an stickstoffhaltigen Verbindungen, bezogen auf das Gesamtgewicht der Carbonsäurekomponente auf, wobei stickstoffhaltige Verbindungen sowohl stickstoffhaltige Carbonsäuren, als auch andere stickstoffhaltige organische Verbindungen sind. Weiterhin bevorzugt weist die Carbonsäurekomponente nicht Stickstoffatome (N) auf.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Carbonsäurekomponente weniger als 10 Gew.-%, bevorzugt weniger als 5 Gew.-%, an aromatischen Zyklusverbindungen, bezogen auf das Gesamtgewicht der Carbonsäurekomponente auf, wobei aromatische Zyklusverbindungen sowohl aromatische Zyklen aufweisende Carbonsäuren, als auch andere aromatische Zyklusverbindungen sind. Weiterhin bevorzugt weist die Carbonsäurekomponente nicht aromatische Zyklusverbindungen auf.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Carbonsäurekomponente weniger als 10 Gew.-%, bevorzugt weniger als 5 Gew.-%, an hydroxygruppenhaltigen Verbindungen, bezogen auf das Gesamtgewicht der Carbonsäurekomponente auf, wobei hydroxygruppenhaltige Verbindungen sowohl Hydroxycarbonsäuren, als auch andere hydroxygruppenhaltige organische Verbindungen sind. Weiterhin bevorzugt weist die Carbonsäurekomponente nicht Hydroxygruppen auf.
Als Ölsäure kann „reine” wie „technische Ölsäure” eingesetzt werden. Unter einer reinen Ölsäure wird eine Zusammensetzung verstanden, die mehr als 98 Gew.-% Ölsäure enthält. Unter einer „technischen Ölsäure” versteht man eine Zusammensetzung, die zu 98 Gew.-% oder weniger Ölsäure enthält. Eine solche technische Ölsäure enthält z. B. in einem Bereich von 60 bis 75 Gew.-% Ölsäure, von 5 bis 20 Gew.-% Linolsäure und von 0 bis 5 Gew.-% Stearinsäure, in Bezug auf das Gesamtgewicht der technischen Ölsäure, wobei die Summe der Gewichtsprozente 100 ergibt. Eine geeignete, technische Ölsäure wird z. B. von Cognis Oleochemicals GmbH, Deutschland, unter der Bezeichnung „Edenor TiO5” vertrieben. Eine solche, bevorzugt einsetzbare technische Ölsäure kann aus tierischen Fetten, beispielsweise Rindertalg gewonnen werden. Ebenso kann man eine technische Ölsäure mit einem höheren Gehalt an Ölsäure einsetzen, z. B. mit 80 bis 95 Gew.-%, bevorzugt 85 bis 95 Gew.-% und weiterhin bevorzugt 90 bis 95 Gew.-%, jeweils bezogen auf die gesamte Zusammensetzung. Ganz besonders bevorzugt ist eine technische Ölsäure mit 96 bis 98 Gew.-% Ölsäure, bezogen auf die gesamte Zusammensetzung. Bevorzugt ist weiterhin eine andere technische Ölsäure mit ca. 80 bis 90 Gew.-% Ölsäure, 2 bis 10 Gew.-% Linolsäure, 2 bis 6 Gew.-% Stearinsäure und 2 bis 6 Gew.-% Palmitinsäure, in Bezug auf das Gesamtgewicht der anderen technischen Ölsäure, wobei die Summe der Gewichtsprozente 100 ergibt. Eine solche andere technische Ölsäure wird z. B. als „high oleic” Sonnenblumenöl oder HO-Sonnenblumenöl vertrieben.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird als Ester ein Partialester hergestellt, wobei

– als Alkoholkomponente Pentaerythrit, Pentaerythritdimer oder ein Pentaerythritoligomer, oder zwei oder mehr davon, und
– als Carbonsäurekomponente ein Carbonsäuregemisch beinhaltend mindestens 50 Gew.-% Ölsäure ausgewählt wird,

Der Begriff „Partialester”, wie er hierin verwendet wird, beschreibt einen Ester aus mindestens einer Carbonsäurekomponente und mindestens einer Alkoholkomponente, wobei entweder

α.1) ein Teil der Hydroxygruppen der Alkoholkomponente, beispielsweise in einem Bereich von 20% bis 80%, noch mehr bevorzugt von 25% bis 75%, darüber hinaus bevorzugt von 30% bis 70%, noch mehr bevorzugt von 40% bis 60%, und am meisten bevorzugt von 45% bis 55% der ursprünglich in der Alkoholkomponente vorhandenen Hydroxygruppen nach der Veresterungsreaktion noch als Hydroxygruppen, oder
α.2) ein Teil der Carboxygruppen der Carbonsäurekomponente, insbesondere, wenn diese Carbonsäuren mit mindestens zwei Carboxygruppen beinhaltet, beispielsweise in einem Bereich von 20% bis 80%, noch mehr bevorzugt von 25% bis 75%, darüber hinaus bevorzugt von 30% bis 70%, noch mehr bevorzugt von 40% bis 60%, und am meisten bevorzugt von 45% bis 55% der ursprünglich in der Carbonsäurekomponente vorhandenen Carboxygruppen nach der Veresterungsreaktion noch als Carboxygruppen

Demnach beschreibt der Begriff „Vollester”, einen Ester aus den Säuren der mindestens einen Carbonsäurekomponente und der mindestens einen Alkoholkomponente, bei dem entweder

β.1) weniger als 20%, mehr bevorzugt weniger als 10%, noch mehr bevorzugt weniger als 5%, darüber hinaus bevorzugt weniger als 3%, noch mehr bevorzugt weniger als 2%, noch mehr bevorzugt weniger als 1% und am meisten bevorzugt weniger als 0,5%, der ursprünglich in der Alkoholkomponente vorhandenen Hydroxygruppen nach der Veresterungsreaktion noch als Hydroxygruppen, oder
β.2) weniger als 20%, mehr bevorzugt weniger als 10%, noch mehr bevorzugt weniger als 5%, darüber hinaus bevorzugt weniger als 3%, noch mehr bevorzugt weniger als 2%, noch mehr bevorzugt weniger als 1% und am meisten bevorzugt weniger als 0,5%, der ursprünglich in der Carbonsäurekomponente vorhandenen Carboxygruppen nach der Veresterungsreaktion noch als Carboxygruppen

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind Pentaerythritoleate aus Ölsäure als Carbonsäurekomponente und Pentaerythrit als Alkoholkomponente herstellbar. Hierbei können neben reinem Pentaerythrit und reiner Ölsäure auch deren technische Qualitäten als Edukte eingesetzt werden. Beim Einsatz von technischen Qualitäten wird meist ein Produkt erhalten, das mindestens 40, bevorzugt mindestens 50, besonders bevorzugt mindestens 60, und darüber hinaus bevorzugt mindestens 70 Gew.-%, jeweils bezogen auf dieses Produkt, Pentaerythritoleat enthält.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Carbonsäurekomponente einen Anteil von weniger als 25 Gew.-%, insbesondere weniger als 20 Gew.-%, oder weniger als 13 Gew.-%, an gesättigten Carbonsäuren auf.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform liegt in der Carbonsäurekomponente ein Verhältnis von ungesättigten C₁₆-Carbonsäuren zu ungesättigten C₁₈-Carbonsäuren von 1:5,0 bis 1:80, insbesondere von 1:7 bis 1:20 vor.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform beinhaltet die Carbonsäurekomponente Ölsäure, bevorzugt technische Ölsäure. Noch mehr bevorzugt ist Ölsäure, die aus Rindertalg, Sonnenblumen, oder ölsäurereichen Sonnenblumenzüchtungen gewinnbar.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Esters aus einer Carbonsäurekomponente und einer Alkoholkomponente kann in Gegenwart weiterer Zusatzstoffe erfolgen, beispielsweise ein oder mehrerer Katalysatoren, Stabilisatoren, Antioxidantien, Viskositätsreglern und Gemischen daraus.
Bevorzugt wird das erfindungsgemäße Verfahren in Gegenwart eines Katalysators durchgeführt. Prinzipiell ist hier jede dem Fachmann bekannte und zur Katalyse der erfindungsgemäßen Veresterungen geeignet erscheinende Verbindung als Katalysator geeignet.
Bevorzugt wird der Katalysator, oder eine Katalysatormischung, in einem Bereich von 0,0001 bis 5 Gew.-%, bevorzugt von 0,0005 bis 4 Gew.-%, weiter bevorzugt von 0,001 bis 3,5 Gew.-%, zudem bevorzugt von 0,004 bis 3,0 Gew.-%, jeweils in Bezug auf die Gesamtmenge der Verfahrenskomponenten a. und b., eingesetzt. Besonders bevorzugt liegt die zugegebene Katalysatormenge in einem Bereich von 0,006 bis 2,5 Gew.-%, von 0,008 bis 2,2 Gew.-%, von 0,01 bis 2,0 Gew.-%, von 0,03 bis 1,8 Gew.-%, von 0,05 bis 1,6 Gew.-% oder von 0,08 bis 1,3 Gew.-%, jeweils bezogen auf die Gesamtmenge der Verfahrenskomponenten a. und b.. Noch mehr bevorzugt ist ein Bereich von 0,01 bis 1,2 Gew.-%, von 0,02 bis 1,1 Gew.-%, von 0,03 bis 1,0 Gew.-% oder von 0,04 bis 0,9 Gew.-%, jeweils bezogen auf die Gesamtmenge der Verfahrenskomponenten a. und b.. Ist der Katalysator bei Raumtemperatur ein Feststoff, liegt der Katalysator bevorzugt in Form von Teilchen, beispielsweise gemahlen vor. Hierbei ist eine Teilchengröße in einem Bereich von 30 μm bis 2 mm, insbesondere von 30 μm bis 1 mm bevorzugt. Entsprechend dem zuvor Gesagten weisen vorzugsweise mindestens 40 Gew.-%, insbesondere mindestens 45 Gew.-%, besonders bevorzugt mindestens 50 Gew.-%, und am meisten bevorzugt in einem Bereich von mindestens 40 Gew.-% bis 60 Gew.-% der Partikel, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des Katalysators, eine Teilchengröße in den zuvor bezeichneten Bereichen auf.
Als Katalysator kann vorteilhafterweise mindestens eine Verbindung ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Protonendonator oder Elektronendonator, oder beides eingesetzt werden.
Als Katalysator aus der Gruppe der Protonendonatoren eignen sich beispielsweise Schwefelsäure oder Phosphorsäure, aliphatische oder aromatische Sulfonsäuren, wie Methansulfonsäuren oder Benzolsulfonsäuren wie o- oder m-Toluolsulfonsäure, besonders bevorzugt p-Toluolsulfonsäure oder Methansulfonsäure. Ebenso ist vorstellbar, fluorierte aliphatische oder aromatische Sulfonsäuren, besonders bevorzugt Trifluormethansulfonsäure, einzusetzen.
Als Katalysatoren aus der Gruppe der Elektronendonatoren eignen sich vorzugsweise Metalle, Metallverbindungen, oder reduzierende Säuren. Als Metalle eignen sich insbesondere Zinn, Titan, Zirkonium, die bevorzugt als feinverteilte Metallpulver eingesetzt werden. Als Metallverbindungen eignen sich die Salze, Oxide oder löslichen organischen Verbindungen der zuvor beschriebenen Metalle, oder einer Mischung aus mindestens zwei davon. Die Metallverbindungen sind im Gegensatz zu den Protonendonatoren Hochtemperaturkatalysatoren, die ihre volle Aktivität in der Regel erst bei Temperaturen oberhalb 180°C erreichen. Sie sind erfindungsgemäß bevorzugt, weil im Vergleich zur Katalyse mit Protonendonatoren weniger Nebenprodukte, wie beispielsweise Olefine, gebildet werden. Erfindungsgemäß besonders bevorzugte Katalysatoren sind a) eine oder mehrere zweiwertige Zinnverbindungen, oder b) ein oder mehrere Zinnverbindungen und elementares Zinn, die sich mit den Edukten zu zweiwertigen Zinnverbindungen umsetzen können. Beispielsweise kann als Katalysator Zinn, Zinn(II)chlorid, Zinn(II)sulfat, Zinn(II)alkoholate, oder Zinn(II)salze von organischen Säuren, insbesondere von Mono- und Dicarbonsäuren, z. B. Dibutylzinndilaurat, Dibutylzinndiacetat, oder einer Mischung aus mindestens zwei davon, eingesetzt werden. Besonders bevorzugte Zinnkatalysatoren sind Zinn(II)oxalat und Zinn(II)octoat.
Als Katalysatoren der Gruppe der reduzierenden Säuren eignen sich prinzipiell alle dem Fachmann bekannten und geeignet erscheinenden reduzierenden Säuren. Besonders bevorzugt sind Unterphosphorige Säure, Schweflige Säure, Selenige Säure, Oxalsäure, Ascorbinsäure, oder zwei oder mehr davon.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird als Katalysator eine Mischung eingesetzt, die mindestens zwei, insbesondere mindestens drei Katalysatoren aus einer oder mehreren der obengenannten Gruppen beinhaltet. Besonders bevorzugt werden zwei oder mehrere Katalysatoren ausgewählt, wobei jeder Katalysator aus jeweils verschiedenen der oben genannten Gruppen ausgewählt ist.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird eine Katalysatormischung eingesetzt, beinhaltend mindestens zwei verschiedene Katalysatoren, wobei der erste Katalysator aus der Gruppe der Protonendonatoren und der mindestens eine weitere Katalysator aus der Gruppe der Elektronendonatoren, oder einer Mischung von zwei oder mehr davon, ausgewählt ist. Solche Katalysatormischung können bei im Vergleich zu den Hochtemperaturkatalysatoren niedrigeren Temperaturen, z. B. zwischen 140 und 180°C, oder zwischen 120 und 185°C, eine hohe katalytische Aktivität aufweisen. Gleichzeitig werden wegen der niedrigeren Prozeßtemperatur weniger farbig erscheinende Nebenprodukte, insbesondere weniger Stoffe, die eine gelbliche oder bräunliche Färbung bewirken, gebildet. Besonders bevorzugt als Katalysatormischung ist eine Mischung beinhaltend p-Toluolsulfonsäure und eine Zinnverbindung. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform beinhaltet der Katalysator oder die Katalysatormischung nicht Zinnoxid.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform beinhaltet der Katalysator Zinnoxalat, insbesondere in einem Bereich von 0,01 bis 5,0 Gew.-%, noch mehr bevorzugt von 0,01 bis 0,08 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Summe aus Alkoholkomponenten und Carbonsäurekomponenten.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist als Katalysator eine Mischung beinhaltend 0,001 bis 1 Gew.-% eines Elektronendonators der Gruppe Metall oder Metallverbindung, 0,001 bis 1 Gew.-% eines Protonendonators und 0,001 bis 1 Gew.-% eines zweiten Elektronendonators aus der Gruppe reduzierende Säure, jeweils bezogen auf die Gesamtmenge der Verfahrenskomponenten a. und b., einsetzbar. Besonders bevorzugt wird als Metallverbindung Zinnoxalat, als Protonendonator p-Toluolsulfonsäure und als reduzierende Säure Unterphosphorige Säure ausgewählt.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird der zuvor beschriebene Druck zu einem Zeitpunkt, der nach dem Beginn der Umsetzung liegt, bis zum Ende der Umsetzung angelegt. Besonders bevorzugt wird dieser Druck nach 1/3, 1/2, oder 3/4 der Umsetzungsdauer angelegt. Unter der Umsetzungsdauer wird die Zeitdauer verstanden, während der der Verfahrensschritt ii. durchgeführt wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird die während der gesamten Umsetzungsdauer am Reaktor ein Druck in einem Bereich von 2 bis 600 mbar, weiter bevorzugt 2 bis 200 mbar, oder 2 bis 100 mbar, besonders bevorzugt 2 bis 50 mbar und am meisten bevorzugt 2 bis 20 mbar angelegt.
Weiterhin ist es bevorzugt, diesen Druck mit einem zeitlichen Profil beginnend mit 500 bis 600 mbar, und endend mit 0,5 bis 2 mbar anzulegen, wobei der Druck während der letzten 10%, der letzten 20%, des letzten Drittels, oder der zweiten Hälfte der Zeit der Umsetzungsdauer bei 0,5 bis 2 mbar gehalten wird.
Im Rahmen der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Verfahrenskomponenten a., b., d. und gegebenenfalls c. zunächst im Verfahrensschritt i. eingesetzt. Die Reihenfolge und die Art und Weise der Zugabe der einzelnen Komponenten a., b., d. und gegebenenfalls c. in den Reaktor ist grundsätzlich unkritisch. Bevorzugt werden alle zu einer Umsetzung benötigten Verfahrenskomponenten, die einer der Gruppen ausgewählt aus Alkoholkomponente, Carbonsäurekomponente und Katalysator, zuzurechnen sind, jeweils als Verfahrenskomponenten innerhalb der jeweiligen Gruppe wenigstens teilweise zeitgleich in den Reaktor eingebracht. Dabei können die zur Herstellung des erfindungsgemäßen Esters vorgesehenen Carbonsäurekomponenten und Alkoholkomponenten vorgelegt und anschließend in Gegenwart eines geeigneten Katalysators, oder einer geeigneten Katalysatormischung, umgesetzt werden. Des weiteren entspricht es einer bevorzugten Ausführungsform, die Katalysatorkomponenten zusammen mit einer der Verfahrenskomponenten ausgewählt aus einer der Gruppen der Alkoholkomponenten oder Carbonsäurekomponenten vorzulegen und anschließend die anderen Komponenten hinzu zu geben. Werden die Katalysatorkomponenten zusammen mit einer Verfahrenskomponente in den Reaktor eingebracht, so kann dies durch gleichzeitiges Einbringen, sowie durch Einbringen als Mischung, Lösung, Suspension oder Dispersion geschehen.
Die Bereitstellung im Reaktor der Verfahrenskomponenten a., b., d. und der Zusatzstoffe c. erfolgt in flüssiger oder in fester Form. Es kann bevorzugt sein, bei Umgebungstemperatur feste Verfahrenskomponenten zur Bereitstellung durch Erwärmen zu verflüssigen. Es ist sowohl denkbar, dass die Verflüssigung im Zuge der Bereitstellung, z. B. mittels einer Vorwärmstufe durchgeführt wird, als auch, dass diese Verfahrenskomponenten bei erhöhter Temperatur flüssig gelagert werden und von der Vorhaltestelle thermostatisiert und in einer isolierten Leitung durch eine Dosiervorrichtung geführt werden. Die Zugabe der Verfahrenskomponenten in flüssiger Form ermöglicht eine einfache Dosierung und fördert eine zügige Vermischung der in den Reaktor eingebrachten Verfahrenskomponenten.
Als Dosierungsvorrichtungen eignen sich prinzipiell alle dem Fachmann bekannten und geeignet erscheinenden Vorrichtungen. Besonders geeignet sind elektrisch ansteuerbare Absperrventile oder Förderpumpen.
Die Zugabe der Zusatzstoffe c. erfolgt im allgemeinen in einem separaten Schritt zu den schon vorgelegten Komponenten a., b. und d.. Handelt es sich hierbei um Feststoffe, so werden diese bevorzugt durch eine Schleuse an der Oberseite des Reaktors eingebracht, wobei der Reaktorinhalt stark gerührt wird. Besonders bevorzugt kann als Schleuse eine Zellenradschleuse eingesetzt werden. Es ist oftmals vorteilhaft, die Komponenten im Rahmen der Bereitstellung unter Rühren zu vermischen.
Falls als Zusatzstoff mindestens ein Katalysator, oder eine Katalysatormischung, eingesetzt wird, wird bevorzugt ein Feststoffgemisch, eine Suspension oder eine flüssige Mischung eingesetzt. Bevorzugt wird der Katalysator oder die Katalysatormischung erst zu Beginn der Umsetzung zugegeben.
Die Durchführung der Umsetzung der Verfahrenskomponenten im Verfahrensschritt ii. des erfindungsgemäßen Verfahrens kann durch alle dem Fachmann bekannte und geeignet erscheinende Verfahren erfolgen. Dabei kann es vorteilhaft sein, bei der Reaktion gebildetes Wasser aus dem Reaktionsgemisch zu entfernen, wobei dieses Entfernen des Wassers vorzugsweise durch Destillation während der Umsetzung erfolgt.
Weiterhin kann nach Beendigung der Umsetzung, insbesondere nach der Abtrennung von nicht umgesetztem Alkohol im Reaktionsgemisch vorliegender Katalysator, gegebenenfalls nach Behandlung mit einer Base, durch Waschen mit Wasser, eine Filtration oder durch Zentrifugieren abgetrennt werden.
Weiterhin ist es bevorzugt, die Umsetzung bei einer Temperatur in einem Bereich von 50 bis 300°C, besonders bevorzugt in einem Bereich von 100 bis 250°C und ganz besonders bevorzugt in einem Bereich von 100 bis 280°C, am meisten bevorzugt in einem Bereich von 150 bis 250°C und weiterhin bevorzugt in einem Bereich von 200 bis 250°C durchzuführen. Die bevorzugten Temperaturen hängen von der gewählten Alkoholkomponente, dem Reaktionsfortschritt, der Katalysatorart und der Katalysatorkonzentration ab. Diese können für jeden Einzelfall durch Versuche leicht ermittelt werden. Höhere Temperaturen erhöhen die Reaktionsgeschwindigkeiten und begünstigen Nebenreaktionen, beispielsweise eine Wasserabspaltung aus Alkoholen oder die Bildung farbiger Nebenprodukte oder beides.
Auch ist es bevorzugt, die Umsetzung der Verfahrenskomponenten bei einer Temperatur in einem Bereich von 50 bis 160°C, besonders bevorzugt in einem Bereich von 80 bis 150°C und ganz besonders bevorzugt in einem Bereich von 100 bis 140°C, am meisten bevorzugt in einem Bereich von 120 bis 140°C durchzuführen. Vorzugsweise werden dann als Katalysator oder Katalysatorgemisch Protonensäuren eingesetzt werden. Besonders bevorzugt werden dann keine weiteren Katalysatoren zugegeben.
Weiterhin ist es bevorzugt, die Verfahrenskomponenten während der Umsetzung durch Rühren gleichmäßig vermischt zu halten.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird während der Umsetzung ein Teil der Verfahrenskomponenten kontinuierlich aus dem Reaktor abgeführt, über eine Förderleitung einem externen Durchlaufwärmetauscher zugeführt und danach in den Reaktor zurückgeführt. Der externe Durchlaufwärmetauscher kann in jeder dem Fachmann bekannten und geeignet erscheinenden Art ausgeführt sein. Bevorzugt kann als Durchlaufwärmetauscher ein Plattenwärmetauscher, ein Rohrbündelwärmetauscher oder ein Fallfilmverdampfer oder eine Kombination aus mindestens zwei davon, besonders bevorzugt mindestens ein Fallfilmverdampfer, eingesetzt werden. Weiterhin ist der Abstrom des Durchlaufwärmetauschers mit dem Reaktor bevorzugt über eine Rückführung von nicht mehr als 300 cm bis 1 cm Länge, besonders bevorzugt weniger als 200 cm bis 10 cm Länge, am meisten bevorzugt weniger als 100 cm bis 40 cm Länge, verbunden. Besonders bevorzugt ist der Abstrom des Durchlufwärmetauschers direkt, vorzugsweise über einen Flansch, an der Reaktoroberseite verbunden.
Weiterhin ist es im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren bevorzugt, den in der Umsetzung ii. erhaltenen Ester A nachzubehandeln.
Unter „Nachbehandeln” werden alle denkbaren und dem Fachmann geläufigen Schritte und Verfahren verstanden, die unternommen werden können, um den in dem Verfahrensschritt ii. erhaltenen Ester A von Nebenprodukten, Verunreinigungen, Katalysatoren und anderen Zusatzstoffen zu reinigen oder solche Verfahren, mit denen der Ester A zu einem Endprodukt weiterverarbeitet wird.
Hierunter werden insbesondere Destillations-, Sorptions-, Filtrier-, Bleich-, Zentrifugier-, Wasch-, Kristallisations- oder Trocknungsverfahren, sowie weiterführende Umsetzungen, oder eine Kombination aus mindestens zwei oder mehr davon, verstanden. Bevorzugt sind Druckfiltrier-, Bleich- und Sprühtrocknungsverfahren.
In dem erfindungsgemäßen Verfahren wird der Ester A in einem Aufarbeitungsbehälter mit folgenden Schritten nachbehandelt:

aa. Bereitstellen des Ester A,
bb. Zugeben von Wasser in einer Menge von 1 bis 10 Gew.-%, bezogen auf die Masse des Ester A,
cc. Mischen unter Erhalt einer wässrigen Phase,
dd. Abtrennen der wässrigen Phase unter Erhalt eines Esters B,
ee. ggf. Trocknen des Esters B,
ff. ggf. Behandeln mit einem Sorptionsmittel,

Zum Nachbehandeln wird der Ester A erfindungsgemäß in einen Aufarbeitungsbehälter überführt. Das Bereitstellen des Ester A kann durch jede dem Fachmann bekannte und geeignet erscheinende Maßnahme erfolgen. Bevorzugt wird das Bereitstellen direkt durch eine fluidleitende Verbindung aus dem Reaktor, oder über eine Zwischenstufe geschehen, die vorzugsweise als Wärmeaustauschzone ausgestaltet ist. Eine solche Wärmeaustauschzone kann zwischen dem Reaktor und dem Aufarbeitungsbehälter vorgesehen sein, falls die Nachbehandlung bei einer von der Temperatur der Umsetzung verschiedenen Temperatur durchgeführt werden soll. Bevorzugt liegt die Temperatur bei der Nachbehandlung in einem Bereich von 10 bis 200°C, besonders bevorzugt von 50 bis 100°C, weiter bevorzugt von 60 bis 90°C und am meisten bevorzugt von 70 bis 80°C unter der Temperatur der Umsetzung. Das Vorsehen einer solchen Wärmeaustauschzone kann die Reaktorbelegung erheblich verkürzen.
Gemäß Schritt bb. wird Wasser in einer Menge in einem Bereich von 1 bis 10 Gew.-%, bezogen auf die Masse des Ester A, zugegeben. Sodann wird der Ester A und das Wasser in Schritt cc. gemischt. Das Mischen kann durch jede dem Fachmann bekannte und im vorliegenden Fall geeignet erscheinende Vorrichtung und/oder jedes bekannte und geeignet erscheinende Verfahren erfolgen. Hier wird auf die an späterer Stelle der Beschreibung offenbarten Vorrichtungen und Verfahren verwiesen, die sich somit auch zum Mischen des Ester A mit Wasser beim Nachbehandeln eignen.
Beim Mischen des Ester A mit Wasser wird eine wässrige Phase gebildet, welche in Schritt dd. unter Erhalt des Esters B abgetrennt wird. Das Abtrennen der wässrigen Phase kann prinzipiell durch jedes dem Fachmann bekannte und geeignet erscheinende Verfahren durchgeführt werden. Besonders bevorzugt sind solche Verfahren, die nicht mit dem Eintrag zusätzlicher Wärme in den zu reinigenden Ester A verbunden sind. Besonders vorteilhaft sind somit Verfahren wie z. B. Dekantierverfahren, Phasentrennung. Im Vergleich weniger bevorzugt sind folglich Destillationsverfahren.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden die Schritte aa. bis dd. zwischen zweimal und zehnmal wiederholt, wobei bei dem zweiten und jedem weiteren Mal in Schritt aa. als Ester A jeweils der Ester B aus Schritt dd. des vorhergehenden Males, bereit gestellt wird. Besonders bevorzugt beträgt die Zahl der Wiederholungen 3 bis 8, noch mehr bevorzugt 4 bis 7, und am meisten bevorzugt 5 oder 6.
Weiterhin ist es bevorzugt, das Wasser in Schritt bb. über eine Verteilvorrichtung zum Ester A aus Schritt aa. zuzugeben. Als Verteilvorrichtung eignet sich jede dem Fachmann bekannte und geeignet erscheinende Verteilvorrichtung. Besonders eignet sich als Verteilvorrichtung eine oder mehrere Düsen, wie sie beispielsweise auf einem Sprühkranz angeordnet sein können. Auch kann das Wasser über eine Prallfläche, einen Zerstäuber, oder durch Zusammenführen der Stoffflüsse Ester A und Wasser mit stromabwärts angeordnetem Strömungsteiler und/oder Verwirbelungseinheit, oder mehreren davon, z. B. in einem Röhrensystem eingebracht und vermischt werden. Somit können die Schritte bb. und cc. auch, zumindest teilweise, zusammenfallen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird der Ester B in Schritt ee. bei einer Temperatur von 90 bis 150°C, vorzugsweise bei einem Druck in einem Bereich von 2 bis 600 mbar getrocknet. Besonders bevorzugt wird der Ester B in Schritt ee. bei einer Temperatur von 90 bis 130°C, oder 90 bis 120°C, oder 90 bis 110°C getrocknet. Hierbei wird, ebenfalls bevorzugt, ein Druck von 2 bis 600 mbar, oder 2 bis 400 mbar, oder am meisten bevorzugt von 2 bis 200 mbar angelegt.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird der Ester B bei einer Temperatur in einem Bereich von 70 bis 100°C weiter mit einem Sorptionsmittel behandelt.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird der Ester B in Schritt ff. mit Sorptionsmittel zu einem Gemisch vereint, bevor dieses Gemisch in eine feste und eine flüssige Phase geteilt wird, wobei als flüssige Phase der Ester erhalten wird.
Als Sorptionsmittel kann prinzipiell jedes dem Fachmann bekannte und zur Nachbehandlung geeignet erscheinende Sorptionsmittel eingesetzt werden. Ebenso kann auch eine Mischung von zwei oder mehreren Sorptionsmitteln ausgewählt werden. Unter Sorptionsmittel im Sinne der Erfindung werden insbesondere Stoffe verstanden, die einen Beitrag zur Verbesserung der physikalischen Eigenschaften oder der Reinheit des erfindungsgemäß hergestellten Esters B, oder zu beidem, leisten können, ohne den erfindungsgemäßen Ester B durch eine chemische Reaktion in seiner Identität zu verändern. Bevorzugt wird das Sorptionsmittel als teilchenförmiger Feststoff in den Ester B eingebracht.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform werden von dem Sorptionsmittel in einem Bereich von 0,01 bis 20 Teile zu 100 Teilen Verfahrenskomponenten in den Ester B eingebracht. Weiter bevorzugt werden von dem Sorptionsmittel in einem Bereich von 0,05 bis 10 Teile, oder von 0,1 bis 5 Teile, insbesondere von 0,1 bis 3 Teile, von 0,1 bis 2 Teile, oder von 0,1 bis 1 Teile, jeweils zu 100 Teilen Verfahrenskomponenten, ausgewählt. Noch mehr bevorzugt werden von dem Sorptionsmittel in einem Bereich von 0,25 bis 0,8 Teile, ganz besonders bevorzugt in einem Bereich von 0,3 bis 0,7 Teile, am meisten bevorzugt von 0,4 bis 0,6 Teile, also beispielsweise 0,5 Teile, jeweils zu 100 Teilen Verfahrenskomponenten, ausgewählt. Gelegentlich kann auch von dem Sorptionsmittel in einem Bereich von 0,3 bis 1,0 Teile, insbesondere 0,4 bis 0,8 Teile, jeweils zu 100 Teilen Verfahrenskomponenten, bevorzugt ausgewählt sein.
Als Partikelgrößen des als teilchenförmiger Feststoff eingebrachten Sorptionsmittels kommen grundsätzlich alle dem Fachmann bekannten und für den Zweck der vorliegenden Erfindung geeignet erscheinenden Partikelgrößen in Betracht. Als teilchenförmig wird der Feststoff insbesondere dann bezeichnet, wenn mindestens ein Teil seiner Partikel eine Partikelgröße von 8 μm bis 5 mm aufweist.
Entsprechend dem zuvor Gesagten weisen vorzugsweise mindestens 40 Gew.-%, insbesondere mindestens 45 Gew.-%, besonders bevorzugt mindestens 50 Gew.-%, und am meisten bevorzugt in einem Bereich von mindestens 40 Gew.-% bis 60 Gew.-% der Partikel, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des Sorptionsmittels, eine Partikelgröße in einem Bereich von 8 μm bis 0,1 mm, auf. Gleichfalls gelten die im vorstehenden Satz bezeichneten Gewichtsprozentangaben jeweils für die nachfolgenden Partikelgrößenbereiche: von 20 μm bis 300 μm, oder bevorzugt von 16 bis 72 μm, oder von 20 μm bis 50 μm, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des Sorptionsmittels.
Das als teilchenförmiger Feststoff vorliegende Sorptionsmittel kann Partikel einer einzigen Partikelgröße aufweisen, oder Partikel mehrerer Partikelgrößen, die eine Partikelgrößenverteilung bilden. Liegt eine Partikelgrößenverteilung vor, ist eine einer Glockenkurve nahekommende oder dieser entsprechenden Verteilung bevorzugt. Besonders bevorzugt ist die auch als Korngrößenverteilung bezeichnete Partikelgrößenverteilung, wobei das erfindungsgemäß bevorzugte Maximum der Korngrößenverteilung in einem Bereich von 15 bis 75 μm, vorzugsweise 20 bis 60 μm, oder 25 bis 50 μm liegt.
Weiterhin ist es bevorzugt, daß die Partikel Poren, vorzugsweise solche mit einer bevorzugten Porengröße in einem Bereich von 5 bis 10 μm, aufweisen. Unter der Porengröße wird der arithmetisch gemittelte Durchmesser einer Pore verstanden, wobei in einem Bereich von 50% bis 99,9%, bevorzugt von 70% bis 99,9% und am meisten bevorzugt von 85% bis 99,9% der Poren diesen Durchmesser aufweisen.
Weiterhin ist es auch möglich, dass Agglomerate von Partikel auftreten, wenn zwei oder mehrere Partikel aneinander haften. Auch solche Agglomerate werden durch den erfindungsgemäßen Partikelbegriff unabhängig von deren Zusammensetzung und Entstehen umfasst.
Ferner entspricht es einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung, das Sorptionsmittel so auszuwählen, dass sein Feinstaubanteil möglichst gering ist. Unter dem Feinstaubanteil wird derjenige Gewichtsanteil an Partikeln verstanden, der eine Partikelgröße von weniger als 8 μm aufweist. Bevorzugt beträgt der Feinstaubanteil weniger als 30 Gew.-%, weniger als 20 Gew.-%, weniger als 10 Gew.-%, bevorzugt weniger als 5 Gew.-%, oder weniger als 0,5 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des Sorptionsmittels. Oftmals liegt der Feinstaubanteil in einem Bereich von 1 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Sorptionsmittels.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist das Sorptionsmittel eine BET-Oberfläche nach DIN 66131 in einem Bereich von 0,5 bis 1500 m²/g auf.
Als Sorptionsmittel eignen sich beispielsweise Stoffe ausgewählt aus der Gruppe anorganische Silizium-Sauerstoffverbindungen, Aktivkohle, Kieselgur, Ionentauscher, oder zwei oder mehr davon. Bevorzugt ist Kieselgur ausgewählt.
Der Begriff ”Aktivkohle” umfasst im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch Aktivkohle-Ruß, Aktivkohle-Koks und Graphit. Gelegentlich werden jedoch nicht Aktivkohle-Molekularsiebe als „Aktivkohle” eingesetzt. Erfindungsgemäß wird bevorzugt als Aktivkohle eine solche ausgewählt, die zu mehr als 80 Gew.-%, oder mehr als 90 Gew.-%, oder mehr als 95 bis 99 Gew.-% aus Kohlenstoff, besonders bevorzugt aus elementarem Kohlenstoff besteht. So eine Aktivkohle ist dann besonders vorteilhaft, wenn sie eine BET-Oberfläche in einem Bereich von 800 bis 1100 m²/g, weiterhin bevorzugt von 850 bis 1050 m²/g, oder von 900 bis 1050 m²/g, oder von 900 bis 1000 m²/g aufweist.
Neben einer direkten Verwendung als Sorbens kann Aktivkohle auch in Verbindung mit einem weiteren Sorbens, oder auf einem Trägermaterial, oder beiden, eingesetzt werden. Wird die Aktivkohle in Verbindung mit mindestens einem weiteren Sorbens eingesetzt, kann der Gehalt an Aktivkohle in einem weiten Bereich schwanken, z. B. zwischen 0,1 und 90 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Sorbentien. Vorzugsweise liegt der Anteil an Aktivkohle zwischen 0,5 und 70 Gew.-%, insbesondere zwischen 5 und 40 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Sorbentien. Eine gleichförmige homogene Verteilung der Aktivkohle ist besonders vorteilhaft.
Ferner sind auch mit Aktivkohle beschichtete Sorbentien als Aktivkomponente einsetzbar. In diesem Fall ist die Aktivkohle zumindest teilweise mit einem Trägermaterial verbunden. Das Trägermaterial kann sowohl amorph, als auch kristallin oder in einer Mischform aus beidem vorliegen. Als Trägermaterial kann weiterhin bevorzugt oxidisches Material eingesetzt werden. Besonders bevorzugt sind amorphe, vorzugsweise amorphe oxidische Trägermaterialien, die bis zu 50 Gew.-%, bevorzugt 2 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Trägermaterial, kristallines Material enthalten können. Sofern kristalline Anteile, z. B. Zeolith oder Aluminiumphosphat, enthalten sind, liegt deren Anteil vorteilhaft im Bereich von 0,5 bis 50 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Sorbentien.
Als Sorptionsmittel eignen sich ebenfalls anorganische Silizium-Sauerstoffverbindungen, bevorzugt ein Silikat, oder zwei oder mehr davon. Die anorganische Silizium-Sauerstoffverbindung weist vorteilhafterweise eine BET-Oberfläche von 150 bis 240 m²/g, besonders bevorzugt von 180 bis 220 m²/g, bspw. 195 m²/g auf.
Als Silikat wird vorzugsweise eine oder mehrere Verbindungen eingesetzt, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: Kieselsäure, insbesondere in disperser oder hochdisperser Form, Kieselgur, Tonmineral, insbesondere Montmorillonit oder Bentonit, oder Zeolithe, oder zwei oder mehr davon.
Besonders bevorzugt wird als anorganische Silizium-Sauerstoffverbindung Kieselgur oder Bentonit, oder beides, eingesetzt. Als Bentonit eignet sich besonders bevorzugt Calciumbentonit, ganz besonders bevorzugt säureaktivierter Calciumbentonit.
Ferner kann eine Kombination aus zwei oder mehr Sorptionsmittel, insbesondere eine Kombination aus mindestens einer anorganischen Silizium-Sauerstoffverbindung und mindestens einer Aktivkohle, oder zwei oder mehr davon, eingesetzt werden. Wird eine solche Kombination aus mindestens einer anorganischen Silizium-Sauerstoff-Verbindung und mindestens einer Aktivkohle eingesetzt, wird vorteilhaft ein Verhältnis von anorganischer Silizium-Sauerstoff-Verbindung zu Aktivkohle in einem Bereich von 10:1 bis 1:10, oder von 5:1 bis 1:5, oder von 5:1 bis 1:1, besonders bevorzugt von 4:1 bis 1,5:1 eingesetzt. Ganz besonders bevorzugt ist eine Kombination von anorganischer Silizium-Sauerstoffverbindung zu Kohleverbindung in einem Bereich 3:1 bis 2:1.
Wird Kieselgur als Sorptionsmittel ausgewählt, ist Kieselgur mit einer BET-Oberfläche von 0,5 bis 7 m²/g bevorzugt. Weiter bevorzugt ist Kieselgur mit einer gewichtsgemittelten Partikelgröße von 10 bis 50 μm, oder von 20 bis 40 μm. Die Partikelgröße kann mit einem Leeds & Northrup „X100 Microtrac particle size analyzer” bestimmt werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform können zur Nachbehandlung des Ester A weitere Hilfsstoffe in den Aufarbeitungsbehälter eingebracht werden. Als Hilfsstoffe können hierzu alle dem Fachmann bekannten und geeignet erscheinenden Stoffe ausgewählt werden.
Als Hilfsstoffe eignen sich beispielsweise Antistatika, Antioxidantien, Antibackmittel, Rieselmittel, Inhibitoren, Trocknungsmittel, rheologische Modifikatoren, oder zwei oder mehr davon.
Weiterhin kann eine Mischung von zwei oder mehreren der vorstehend genannten Hilfsstoffe, die der gleichen oder verschiedenen der vorstehend genannten Gruppen von Hilfsstoffen zugerechnet werden, eingesetzt werden.
Ferner ist denkbar, dass der Ester A, der Ester B, das Sorptionsmittel oder der Hilfsstoff, oder mehrere davon, einen Gehalt einer Flüssigkeit aufweisen. Diese kann sowohl in Bezug auf den flüssigkeitaufweisenden Stoff herstellungsbedingt, aus der Umgebung eingetragen oder gewollt in den Stoff eingebracht worden sein, z. B., um eine Staubfreisetzung bei der Handhabung eines teilchenförmigen Feststoffs zu vermeiden. Dieses erfolgt beispielsweise, wenn das Sorptionsmittel als Aufschlämmung eingesetzt wird.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird das Sorptionsmittel als teilchenförmiger Feststoff mit weniger als 5 Gew.-% einer Flüssigkeit, bezogen auf das Sorptionsmittel, in den Ester B eingebracht.
Die in den Aufarbeitungsbehälter überführten und eingebrachten Stoffe werden zu einem Gemisch vereint. Dies kann prinzipiell auf jede dem Fachmann bekannte und geeignet erscheinende Art erfolgen. Beispielsweise können die Stoffe mit einem Rührer, durch Umpumpen des Gemischs oder durch Einleiten eines Gases im unteren Bereich des Aufarbeitungsbehälters vermischt werden. Das so erhaltene Gemisch kann durch weiteres Vermischen, bspw. Rühren, homogenisiert werden.
Danach wird das Gemisch in eine feste und eine flüssige Phase geteilt, wobei der Ester als flüssige Phase erhalten wird. Zur Teilung des Gemischs kann jedes Verfahren eingesetzt werden, das dem Fachmann geeignet erscheint. Bevorzugt werden Filtrier-, Druckfiltrier-, Abscheide- oder Zentrifugierverfahren. Besonders bevorzugt sind Druckfiltrierverfahren. Unter einem Druckfiltrierverfahren wird ein solches verstanden, bei dem ein zu filtrierendes Gemisch mit Druck beaufschlagt und in einer Filtervorrichtung an einer Filterfläche geteilt wird, bspw. ein engmaschiges Netz, ein Filterpapier, ein Gewebe oder ein Gelege, geführt wird. Bevorzugt als Filtervorrichtung wird eine Filterpresse. Ein erfindungsgemäß bevorzugtes Druckfiltrierverfahren kann bei einem Druck in einem Bereich von 0,5 bis 20 bar, bevorzugt von 1 bis 10 bar, weiterhin bevorzugt von 1,5 bis 8 bar, ebenfalls bevorzugt von 2 bis 7 bar, von 2,5 bis 5 bar und am meisten bevorzugt in einem Bereich von 3 bis 4 bar durchgeführt werden. Oftmals wird das Druckfiltrierverfahren auch bei einem Druck in einem Bereich von 1 bis 3 bar durchgeführt.
Ferner ist es erfindungsgemäß bevorzugt, die Teilung in der Trennvorrichtung bei einer Temperatur von 60 bis 100°C, bevorzugt von 70 bis 90°C und am meisten bevorzugt von 85 bis 90°C durchzuführen. Die dabei entstehende flüssige Phase kann direkt einem weiteren Verfahrensschritt zugeführt, oder zumindest teilweise in einem Kreislauf in den Aufarbeitungsbehälter zurückgeführt werden. Bevorzugt wird die Nachbehandlung in einem Kreislauf für eine bestimmte Dauer durchgeführt. Beispielsweise kann man die Nachbehandlung mit einer Verweilzeit in einem Bereich von 15 bis 240 Minuten, bevorzugt von 30 bis 120 Minuten, weiter bevorzugt von 40 bis 90 Minuten und besonders bevorzugt von 50 bis 60 Minuten durchführen. Bevorzugt wird eine Verweilzeit von 40 bis 90 Minuten.
Außerdem kann es vorteilhaft sein, die Nachbehandlung bei erhöhtem Druck, erhöhter Temperatur und einer bestimmten Verweilzeit, oder einer Kombination von zwei oder mehr der vorgenannten Bedingungen, durchzuführen.
Im Rahmen des hier beschriebenen Druckfiltrierverfahrens kann das Gemisch zur Teilung durch eine Trennvorrichtung mit einer oder mehreren Filterkammern geführt werden, wobei das Gemisch in der einen oder den mehreren Filterkammern an einer oder mehreren Filterflächen in eine feste und eine flüssige Phase geteilt wird. Bevorzugt weist die Trennvorrichtung mindestens zwei Filterkammern auf. Besonders bevorzugt weist die Trennvorrichtung in einem Bereich von zwei bis 50, weiter bevorzugt in einem Bereich von 5 bis 30, oder von 10 bis 25, oder von 15 bis 20 Filterkammern auf.
Während der Teilung des Gemischs bildet sich in der Trennvorrichtung oftmals in mindestens einer der Filterkammern auf mindestens einer der Filterflächen eine feste Phase mit einer Stärke in einem Bereich von 1 bis 20 mm, bevorzugt von 2 bis 18 mm, oder von 4 bis 15 mm, oder von 5 bis 12 mm, oder von 6 bis 10 mm oder von 7 bis 8 mm. Solche feste Phasen können auch in mehreren Filterkammern oder auf mehreren Filterflächen, oder beides, gebildet werden. Bevorzugt werden auf allen Filterflächen in allen Filterkammern der Trennvorrichtung feste Phasen gebildet. Ferner ist denkbar, vor dem Teilen in eine feste und eine flüssige Phase das Gemisch selbst in mindestens zwei Ströme aufzuteilen, jeden Strom in einer eigenen Trennvorrichtung in eine flüssige und eine feste Phase zu teilen, und die so erhaltenen flüssigen Phasen anschließend wieder zusammen zu führen.
Die feste Phase beinhaltet vorzugsweise die Sorptionsmittel, bevorzugt in einer Menge in einem Bereich von 30 bis 90 Gew.-%, weiter bevorzugt von 50 bis 80 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge an fester Phase.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist der Ester B als Ester mindestens eines, vorzugsweise mehrere, oder alle der nachfolgenden Merkmale auf:

– eine Farbzahl nach Gardner von 7, oder weniger,
– einen Wassergehalt von weniger als 0,1 Gew.-%, insbesondere von 0,01 bis 0,05 Gew.-%, jeweils bezogen auf die Gesamtmasse des Esters,
– eine Säurezahl von weniger als 2 bis mehr als 0,1, insbesondere von weniger als 1,5 bis 1,0,
– eine Hydroxygruppenzahl (auch: OH-Zahl, OHZ) in einem Bereich zwischen 90 und 200 insbesondere von 100 bis 150,
– einen Schmelzpunkt in einem Bereich von –50 bis –10°C, insbesondere –35 bis –15°C,
– einen Trübungspunkt in einem Bereich von –20 bis 5°C, insbesondere von –10 bis 0°C.

Nach Beendigung der Nachbehandlung kann der Ester B in einer Vorhalteeinheit gesammelt und bereit gestellt werden.
Weiterhin ist es im Zusammenhang mit den in dem erfindungsgemäßen Verfahren herstellbaren Ester aus einer Carbonsäurekomponente und einer Alkoholkomponente mit mehreren Hydroxygruppen bevorzugt, dass nicht alle Hydroxygruppen der Alkoholkomponente verestert werden, so dass ein Teil der Hydroxygruppen unverestert bleibt. In diesem Zusammenhang ist es insbesondere bevorzugt, wenn die Hydroxygruppen der Alkoholkomponente von 5 bis 80 Mol-%, besonders bevorzugt von 10 bis 70 Mol-%, noch mehr bevorzugt von mindestens 20 bis 50 Mol-%, darüber hinaus bevorzugt von 30 bis 40 Mol-% und am meisten bevorzugt von 45 bis 55 Gew.-% Mol-% nicht verestert sind. Das bedeutet, dass in dem durch Umsetzung der erfindungsgemäßen Zusammensetzung erhältlichen Ester der in Mol-% bezeichnete Anteil aller ursprünglich vorhandenen Hydroxygruppen der mehrere Hydroxygruppen aufweisenden Alkoholkomponente zur Herstellung des Esters aus einer Carbonsäurekomponente und einer Alkoholkomponente nicht verestert ist und somit auch im Ester A, und gegebenenfalls auch im Ester B, als Hydroxygruppen vorliegt.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung beinhaltend als Vorrichtungseinheiten fluidleitend verbunden

α) mindestens eine Eduktreservoir,
β) einen Reaktor mit einer Mischvorrichtung,
γ) eine Aufarbeitungseinheit,

αα) einen Aufarbeitungsbehälter,
ββ) eine Förderpumpe und
γγ) eine Trennvorrichtung,

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^–1

²

Grundsätzlich sind alle dem Fachmann bekannten Reaktortypen, die dieser zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens als geeignet ansieht, einsetzbar. Bevorzugt wird als Reaktor ein Rührkessel eingesetzt, an dessen Seitenwand, außen- oder innenliegend, eine Mantelbeheizung angeordnet ist. Die Mantelbeheizung kann an einem Teil oder an der gesamten Seitenwand angeordnet sein. Bevorzugt ist die Mantelbeheizung an der gesamten Seitenwand angeordnet. Weiterhin ist die Mantelbeheizung besonders bevorzugt abschnittsweise steuerbar. Beispielsweise ist die Mantelbeheizung in 3, 4, 5 oder mehr Abschnitten, jeweils unabhängig voneinander beheizbar. Zum Wärmetransport wird ein Wärmeträger durch Heizleitungen der Mantelbeheizung geführt. Als Wärmeträger sind alle dem Fachmann bekannten, gängigen Wärmeträger geeignet. Der Wärmeträger kann sowohl ein Heizmittel, als auch ein Kühlmittel sein. Der Wärmeträger kann auch unter Druck stehen. Bevorzugt ist als Wärmeträger man Heizdampf, Thermalöl, oder Wasser, besonders bevorzugt Heizdampf ausgewählt.
Ferner weist der Reaktor vorteilhafterweise einen Rührer mit Rührmotor, Getriebe und Rührwelle mit Rührblättern auf, der an der Oberseite des Rührkessels, vorzugsweise mittig, angeordnet ist. Die Länge der Rührwelle, die Anzahl von auf der Rührwelle angeordneten Rühretagen, der Durchmesser dieser Rühretagen sowie die Geometrie der in jeder Rühretage angeordneten Rührblätter werden vorteilhafterweise so ausgewählt, dass im Betrieb eine gleichmäßige Durchmischung der Verfahrenskomponenten, und gegebenenfalls der Umsetzungsprodukte, gewährleistet ist, insbesondere in den bodennahen Bereichen. Die Länge der Rührwelle wird bevorzugt so gewählt, dass die Rührwelle von einem außerhalb des Reaktors liegenden Motor, oder von einem von einem Motor angetriebenen Getriebe, bis fast zum Boden des Reaktors reicht. Bevorzugt wird die Länge der Rührwelle so ausgewählt, dass zwischen dem Ende der Welle und dem Reaktorboden ein Abstand von zwischen etwa 5 bis etwa 10%, in Bezug auf die Höhe des Reaktorkessels verbleibt. Die Rührwelle kann einseitig gelagert, oder, wenn die Rührwelle bis zum Reaktorboden ausgeführt ist, an zwei Punkten gelagert sein.
Als Rührer sind alle dem Fachmann bekannten Rührertypen, die dieser zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens als geeignet ansieht, einsetzbar. Bevorzugt können insbesondere Rührertypen eingesetzt werden, die im Betrieb zu mindestens einem Teil eine axiale Durchmischung bewirken. Die Rührer können eine oder mehrere Rühretagen, bevorzugt eine, 2, 3, 4, 5, 6 oder 7 Etagen aufweisen. Hinsichtlich der Geometrie sind besonders bevorzugt Kreuz-, Schrägblatt- oder Scheibenrührer mit geneigten Rührblättern, am meisten bevorzugt sind MIG- oder INTERMIG-Rührer. Bei den Schrägblatt-, Scheiben- und MIG-Rührern können die Rührblättern in benachbarten Etagen um 90° in der Horizontalen versetzt angeordnet sein. Besonders bevorzugt weisen die Rührer eine gerade Zahl an Etagen auf.
Die Rührer werden bevorzugt aus Stahl gefertigt, bevorzugt aus V2A- oder V4A-Stahl, insbesondere aus folgenden Werkstoffen, wobei die Werkstoffnummer der EN10088 entnommen sind: 1.4307, 1.4306, 1.4311, 1.4301, 1.4948, 1.4404, 1.4401, 1.4406, 1.4432, 1.4435, 1.4436, 1.4571, oder 1.4429, besonders bevorzugt 1.4301 oder 1.4571.
Außerdem kann der Rührer mindestens teilweise mit einem Oberflächenbeschichtungsmittel beschichtet sein. Bevorzugt wird der Rührer mit einem Polymerüberzug ausgestattet. Als Polymerüberzug eignet sich beispielsweise eine Fluorpolymerbeschichtung, die das Material, aus dem der Rührer besteht, vor dem zu rührenden Fluid oder Gemisch schützt.
Bevorzugt wird ein Verhältnis von Durchmesser der Rühretage(n) zu Durchmesser des Reaktors von 0,55 bis 0,75, besonders bevorzugt 0,60 bis 0,70 oder 0,62 bis 0,68, ganz besonders bevorzugt 0,64 bis 0,66, z. B. 0,65 ausgewählt. Durch geeignete Wahl der Parameter gewährleistet der Fachmann eine vollständige Durchmischung und Vermengung im Reaktor und vermeidet eine Ablagerung fester Bestandteile.
Die Rührblätter können verschiedenste Geometrien aufweisen, wobei die Geometrie die Art der Durchmischung beeinflusst. Unter der „Art der Durchmischung” wird der durch die Rührerbewegung auf die gerührte Mischung wirkende Richtungsvektor verstanden. Der Richtungsvektor weist vertikale und horizontale Anteile auf. Gewöhnlich sind beide Anteile ungleich Null. Beispielsweise bewirkt ein Kreuzrührer mit axial zur Rührwelle angeordneten, vertikal zur Rührebene ausgerichteten Rührblättern eine eher horizontale Durchmischung, wohingegen ein Kreuzrührer mit schräg, z. B. axial zur Rührwelle und einem Winkel von 30°, 45° oder 60°, in Bezug auf die Rührebene, angeordneten Rührblättern eine mehr vertikale Durchmischung bewirkt. Es ist ferner denkbar, einen Wendelrührer vorzusehen.
Besonders bevorzugt sind Rührer, deren Rührblätter im den Rührwellen nahen Bereich, vorzugsweise den inneren zwei Dritteln des Rührblatts, eine positive Steigung und im den Rührwellen fernen Bereich, bevorzugt dem äußeren Drittel des Rührblatts, eine negative Steigung, in Bezug auf die Rührebene, aufweisen.
Unter der Steigung eines Rührblatts wird seine Ausrichtung in Bezug auf die Rührebene verstanden, wobei eine positive Steigung bedeutet, dass das Rührblatt in Drehrichtung von seiner Vorderkante von unten zu seiner Hinterkanute nach oben ansteigt, und einen aufsteigenden Massestrom bewirkt. Eine negative Steigung bedeutet, dass das Rührblatt in Drehrichtung von seiner Vorderkante von oben zu seiner Hinterkante nach unten abfällt, d. h. einen fallenden Massestrom bewirkt. Ein solcher Rührer bewirkt im Bereich der Reaktormitte eine vertikale Durchmischung von unten nach oben, und an der Reaktorwand eine vertikale Durchmischung von oben nach unten.
Die zuvor beschriebene Art der Durchmischung kann mit weiteren Hilfsvorrichtungen unterstützt und angepasst werden. Beispielsweise können an der Reaktorinnenwand Strömungsbleche vorgesehen sein. Diese sind bevorzugt in vertikaler Richtung an der Reaktorinnenwand angebracht, wobei die Ebene, in der das Strömungsblech liegt, durch oder zumindest in Richtung der vertikalen Achse des Reaktors ausgerichtet ist.
Einem anderen Beispiel folgend können an der unteren Rühretage Endrührorgane angebracht sein, die in geringem Abstand über den Reaktorboden bewegt werden. Unter einem geringen Abstand soll ein so kleiner verstanden werden, dass Feststoffablagerungen am Boden von dem Rührer mitgenommen und/oder aufgewirbelt werden können. Dabei bewirken die Endrührorgane eine zu mindestens 50%, bevorzugt 70% horizontale Durchmischung, bezogen auf die von den Endrührorganen durchmischte Schicht. Die Endrührorgane weisen bevorzugt eine flächige Form auf, wobei die dem Reaktorboden und der Reaktorwand angrenzenden Seiten der flächigen Form so gestaltet sind, dass ein zu Reaktorboden und Reaktorwand im Wesentlichen gleichbleibender Spalt vorgesehen ist. Ist der Reaktorboden beispielsweise gewölbt, weisen die Endrührorgane eine zumindest seitlich abgerundete Fläche und gegebenenfalls eine Schrägstellung der Endrührorgane auf. Bevorzugt überstreifen die Endrührorgane den Reaktorboden in einem Abstand von 10 bis 30 cm, bevorzugt 15 bis 25 cm oder 30 cm.
Als Material zur Herstellung der zuvor beschriebenen Vorrichtungen sind prinzipiell alle dem Fachmann bekannten Materialien, die dieser hinsichtlich der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens als geeignet ansieht, insbesondere hinsichtlich Festigkeit, Elastizität und Korrosionsbeständigkeit einsetzbar. Es sind insbesondere auch die Materialien bevorzugt, die bei der Materialauswahl des Rührers bevorzugt sind. Zur Fertigung des Reaktors wird vorzugsweise rostfreier Stahl, insbesondere V2A- oder V4A-Stahl, bevorzugt aus V2A- oder V4A-Stahl, insbesondere aus folgenden Werkstoffen, wobei die Werkstoffnummer der EN10088 entnommen ist: 1.4307, 1.4306, 1.4311, 1.4301, 1.4948, 1.4404, 1.4401, 1.4406, 1.4432, 1.4435, 1.4436, 1.4571, oder 1.4429, besonders bevorzugt 1.4301 oder 1.4571.
Weiterhin weist die Vorrichtung eine Aufarbeitungseinheit auf. Als Aufarbeitungseinheit ist jede Vorrichtung vorstellbar, die dem Fachmann bekannt ist und geeignet erscheint, einen bestimmten Parameter des in der Umsetzung erhaltenen Rohprodukts zu verbessern. Als Aufarbeitungseinheit kann beispielsweise eine Reinigungs- oder Trennvorrichtung vorgesehen sein. Besonders üblich sind Vorrichtungen, die sowohl eine Reinigungs- als auch eine Trennwirkung aufweisen. Als Aufarbeitungseinheiten eignen sich bevorzugt Destillationsanlagen, Filter, Filterpressen, Siebe, Abscheider, Klärvorrichtungen oder Zentrifugen, oder eine Kombination von zwei oder mehr davon.
Weiterhin ist am Reaktor bevorzugt eine Leitung zum Abführen eines gasförmigen Fluidstroms vorgesehen, der bspw. Nebenprodukte mit einem Molekulargewicht von weniger als 100 g/mol abführen kann, wobei diese Leitung gewünschtenfalls mit einer Druckminderungsanlage zum Anlegen eines Unterdrucks verbunden ist. Ferner kann der Fluidstrom weiter behandelt werden und dazu über mindestens einen Wärmetauscher geführt werden, um den Fluidstrom abzukühlen. Dabei kann zumindest ein Teil des Fluidstroms in eine flüssige Phase übergehen, die oftmals gesammelt und in den Reaktor zurückgeführt oder abgeführt wird. Diese Behandlung des Fluidstroms kann zweimal oder öfter wiederholt werden. Wird der Fluidstrom über mindestens zwei in Serie angeordnete Wärmetauscher geführt, und kann in dem ersten Wärmetauscher ein von dem in dem mindestens zweiten Wärmetauscher verschiedener Teil des Fluidstroms in eine flüssige Phase übergehen. Somit ist es gewünschtenfalls möglich, einen Teil des Fluidstroms als flüssige Phase in den Reaktor zurückzuführen und einen anderen Teil des Fluidstroms zu verwerfen. Ferner kann man den Teil des Fluidstroms, der als flüssige Phase in den Reaktor zurück geführt werden soll, in einem Abscheider mit Hilfe einer verstellbaren Entnahmevorrichtung gegebenenfalls in zwei nicht mischbare Phasen teilen. Eine solche Entnahmevorrichtung ist bspw. als Trennschichtregler ausgestaltet. Die erste Phase kann anschließend über eine Rückführung in den Reaktor zurückgeleitet werden. Alternativ kann der gesamte Fluidstrom abgelassen und z. B. einer anderen Verwendung zugeführt, oder verworfen werden. Die Teilung des Fluids im Abscheider in zwei nicht mischbare Phasen wird durch entsprechende Ausrichtung des Trennschichtreglers vorgenommen. Als Trennschichtregler eignet sich prinzipiell jede bekannte und dem Fachmann geeignet erscheinende Ausführungsform.
Ferner ist es denkbar, den Fluidstrom vor Einleitung in den Abscheider in einer Vorlage aufzufangen, den Fluidstrom über einen zusätzlichen Wärmetauscher zu führen und so weiter abzukühlen. Bei einer niedrigeren Temperatur des Fluidstroms kann eine bessere und schnellere Entmischung von mindestens zwei nicht mischbaren, flüssigen Phasen beobachtbar sein.
Durch jeden der bereits erwähnten Wärmetauscher wird ein Wärmeträger geführt. Um eine Abkühlung des Fluidstroms zu bewirken, werden als Wärmeträger vorzugsweise als Kühlfluid eingesetzt. Bevorzugt wird eine möglichst hohe Temperaturdifferenz zwischen dem zu verflüssigenden Fluidstrom und dem Kühlfluid gewählt, um eine starke Abkühlung des Fluidstroms zu erreichen. Ferner kann es durchaus erwünscht sein, den Fluidstrom in einem ersten Schritt lediglich auf eine erste Temperatur abzukühlen, bei der ein Teil des Fluidstroms verflüssigt wird, bevor ein weiterer Teil des Fluidstroms in einem nachgeschalteten Wärmetauscher verflüssigt wird. Es ist vorstellbar, dass ein erster Wärmetauscher mit einem Kühlfluid gefahren wird, das bspw. 20 oder 25°C, oder eine höhere Temperatur aufweist, um mindestens einen hochsiedenden Anteil des Fluidstroms, der z. B. mit einen Siedepunkt in einem Bereich von 80 bis 120°C aufweist, aus dem Fluidstrom abzutrennen.
Unter einem hochsiedenden Anteil werden in diesem Zusammenhang eine oder mehrere Komponenten des Fluidstroms verstanden, die einen Siedepunkt in einem Bereich von 50 bis 150°C, bevorzugt von 60 bis 140°C, ganz besonders bevorzugt von 70 bis 130°C, aufweisen. Insbesondere versteht man unter einem hochsiedenden Anteil solche Komponenten, die einen Siedepunkt von 80 bis 160°C, insbesondere von 90 bis 200°C, oder mehr, aufweisen.
Gemäß einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform kann der Reaktor an seiner Unterseite einen Auslaß, der mit einer Förderpumpe fluidleitend verbunden ist, aufweisen. Als Förderpumpe sind prinzipiell alle dem Fachmann bekannten Pumpen geeignet, die dieser zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens unter Berücksichtung der Eigenschaften der zu fördernden Flüssigkeit, die gegebenenfalls auch in Form einer Suspension, Dispersion oder Emulsion vorliegt, als geeignet ansieht, einsetzbar. Bevorzugt ist als Förderpumpe eine Kreisel-, Kolben-, Schnecken-, Impeller- oder Schlauchpumpe einsetzbar. Ganz besonders bevorzugt wird eine Kreiselpumpe.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist eine Förderleitung von der Förderpumpe mit einem externen Wärmetauscher fluidleitend verbunden, wobei der externe Wärmetauscher fluidleitend mit dem Reaktor, bevorzugt mit dessen Oberseite verbunden ist. Der externe Wärmetauscher ist mit dem Reaktor bevorzugt über eine Rückführung von nicht mehr als 300 cm bis 1 cm Länge, besonders bevorzugt weniger als 200 cm bis 10 cm Länge, am meisten bevorzugt weniger als 100 cm bis 40 cm Länge, verbunden. Besonders bevorzugt ist der externe Wärmetauscher direkt, vorzugsweise über einen Flansch, mit der Reaktoroberseite verbunden. Als Wärmetauscher ist ein Platten-, Rohrbündelwärmetauscher oder einen Fallfilmverdampfer, oder eine Kombination von zwei oder mehr davon, einsetzbar. Bevorzugt wird ein Fallfilmverdampfer.
Durch den Einsatz eines externen Wärmetauschers kann der Energieeintrag in einen über diesen geführten Förderstrom sowohl bezüglich der Dauer des Eintrags, als auch hinsichtlich der Energiemenge, d. h. der zu- oder abgeführten Wärme besser eingestellt werden. Diese Form des Energieeintrags ermöglicht bei temperaturempfindlichen Stoffen, also solchen, die sich leicht zersetzen oder verändern, eine kurze Eintragsdauer, und somit eine geringe oder gar keine Veränderung im Wärmetauscher behandelten Stoffs. Zudem kann mit dem Einsatz eines externen Wärmetauschers ein vorteilhaftes Verhältnis von Wärmeübertragungsfläche in der Wärmeübertragungszone des Wärmetauschers zu Reaktorvolumen eingestellt werden.
Der Förderstrom wird bevorzugt als Film über die Wärmeübertragungsfläche geführt. In diesem Fall weist der Förderstrom eine geringe Höhe über der Wärmeübertragungsfläche auf. Diese Anordnung ermöglicht sowohl eine hohe, wie auch eine gleichmäßige Energieübertragungsrate, so dass im Vergleich zu anderen Wärmeübertragungsanordnungen oder Wärmeübertragungsvorrichtungen kurze Energieeintragszeiten möglich sind. Damit wird die thermische Belastung der Verfahrenskomponenten im Förderstrom vermindert. Ferner können unerwünschte Nebenreaktionen, z. B. Oxidation oder Polymerisation, ebenfalls vermindert oder sogar vermieden werden.
Durch geeignete Wahl der Dimension der Wärmeübertragungsfläche, insbesondere der von dem Film überstrichenen Strecke in Flußrichtung, kann der Volumendurchsatz des Förderstroms und die in diesen eingetragene Energiemenge an die Umwälzleistung, und so an die Erfordernisse des erfindungsgemäßen Verfahrens angepasst werden. Bevorzugt wird ein großes Verhältnis von Wärmeübertragungsfläche im Wärmetauscher zu Volumendurchsatz des Förderstroms gewählt. Bevorzugt wird weiterhin ein Verhältnis von Wärmeübertragungsfläche zu Volumendurchsatz des Förderstroms in einem Bereich von 15 bis 1 h/m, besonders bevorzugt von 5 bis 1,1 h/m, weiter bevorzugt von 2 bis 1,3 h/m und am meisten bevorzugt von 1,7 bis 1,4 h/m.
Beispielsweise kann der externe Wärmetauscher als Fallfilmverdampfer ausgestaltet sein. In diesem Fall wird der Förderstrom bei Eintritt in den Wärmetauscher geteilt und als Film auf die Innenflächen von mit dem Fallfilmverdampfereinlass fluidleitend verbundenen, bevorzugt nebeneinander angeordneten, Röhren aufgebracht, wobei die Röhrenwände die Wärmeübertragungsflächen bilden. Die Summe der einzelnen Wärmeübertragungsflächen der einzelnen Röhren bildet die Wärmeübertragungsfläche des Fallfilmverdampfers. Beim Übertritt des geteilten Förderstroms aus den Röhren in den Abstrom des Fallfilmverdampfers wird der Förderstrom wieder zusammengeführt.
Die in dem Wärmetauscher übertragbare Energiemenge pro Volumeneinheit des Förderstroms wird von der Geschwindigkeit des Förderstroms, der in Flußrichtung überströmten Strecke auf der Wärmeübertragungsfläche und durch die durchschnittliche Stärke Films beim Überstreichen der Wärmeübertragungsfläche bestimmt. Die Stärke des Films bezeichnet die Höhe des Films über der Wärmeübertragungsfläche. Bevorzugt liegt die Stärke des Films in einem Bereich von 2 bis 20%, besonders bevorzugt von 5 bis 15%, und weiterhin von 7 bis 12%, jeweils bezogen auf den Innendurchmesser der als Röhren ausgebildeten Wärmeübertragungsfläche.
An der Reaktorunterseite kann ein weiterer Auslaß angebracht sein. Über diesen kann, z. B. durch eine zweite Förderpumpe, der Ester A nach Beendigen oder Abbruch der Umsetzung dem Reaktor entnommen und einer weiteren Bearbeitungsstufe, z. B. einer Abfüllanlage, einem Wärmetauscher, einer Verarbeitungs- und/oder Aufarbeitungseinheit zugeführt werden. Bevorzugt im Sinne des bisher Gesagten weist die Unterseite des Reaktors einen Auslaß auf, über den sowohl der Förderstrom während der Umsetzung, als auch der Ester A aus dem Reaktor geführt wird. Um sowohl die Verfahrenskomponenten während der Umsetzung als Förderstrom über einen externen Wärmetauscher führen zu können, als auch den Ester A nach der Umsetzung in dem Reaktor über den gleichen Auslaß führen zu können, wird an dem Auslaß des Reaktors bevorzugt eine Förderpumpe vorgesehen, an deren Auslaß eine Verteilvorrichtung angeordnet ist. An dieser Verteilvorrichtung sind abgehend mehrere Anschlüsse vorgesehen, wobei zumindest ein erster Anschluss mit dem externen Wärmetauscher und ein zweiter Anschluss mit einer Zuführung zu einer weiteren Bearbeitungsstufe fluidleitend verbunden sind.
Als weitere Bearbeitungsstufe wird eine Aufarbeitungseinheit vorgesehen. Diese weist mindestens einen Aufarbeitungsbehälter und gegebenenfalls weitere Vorrichtungen auf. Als Aufarbeitungsbehälter kommen alle dem Fachmann bekannten und geeignet erscheinenden Ausführungen in Betracht. Bevorzugt weist der Aufarbeitungsbehälter einen Kessel mit Rührer und Mantelbeheizung auf, wobei die Mantelbeheizung innenliegend, oder außenliegend, angeordnet sein kann.
Als Rührer sind alle dem Fachmann bekannten und zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet erscheinenden Rührertypen einsetzbar. Bevorzugt können Rührertypen eingesetzt werden, die im Betrieb zu mindestens einem Teil eine axiale Durchmischung bewirken. Die Rührer können eine oder mehrere Rühretagen, bevorzugt eine, 2, 3, 4, 5, 6 oder 7 Etagen aufweisen. Hinsichtlich der Geometrie des Rührers sind Propellerrührer bevorzugt.
Weiterhin weist die Aufarbeitungseinheit mindestens eine Zuführung, bevorzugt an der Oberseite des Kessels, auf, die mit dem Reaktor fluidleitend verbunden ist. Ferner weist der Kessel, bevorzugt an seiner Unterseite, einen Auslaß auf. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist in fluidleitender Verbindung über eine Förderpumpe eine Trennvorrichtung angeordnet. Eine in dieser Trennvorrichtung abgetrennte flüssige Phase kann gesammelt und über eine Verteilvorrichtung wahlweise über eine Rückführung in den Kessel der Aufarbeitungseinheit in einem Kreislauf, oder zu einer Vorhalteeinheit geführt werden.
Als Trennvorrichtung sind prinzipiell alle Ausführungen einsetzbar, die dem Fachmann bekannt sind und zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet erscheinen. Als Trennvorrichtung einsetzbar sind beispielsweise Filter, Zentrifugen, Abscheider oder Filterpressen. Bevorzugt wird eine Filterpresse eingesetzt. Eine Filterpresse weist oftmals in fluidleitender Anordnung einen Einlass, mindestens zwei Filterkammern und mindestens einen Rezipienten mit Auslass auf. Bevorzugt weist die Filterpresse drei oder mehr Filterkammern, bevorzugt 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29 oder 30 Filterkammern, oder ein Mehrfaches davon, auf.
Bevorzugt sind mindestens zwei der Filterkammern sind mit mindestens je einem Filterrahmen versehen. Vorteilhafterweise ist jeder Filterrahmen mindestens zweilagig, bevorzugt mindestens dreilagig, oder mehr als dreilagig, ausgerüstet. Beispielsweise weist ein Filterrahmen als erste Lage ein Filtermittel, als zweite Lage eine Filterfläche, und gegebenenfalls als dritte Lage einen Filterkuchen auf.
Als Filtermittel kommen prinzipiell alle bekannten und dem Fachmann geeignet erscheinenden Ausführungen in Betracht. Erfindungsgemäß bevorzugt sind Filtermittel mit einer Luftdurchlässigkeit in einem Bereich von 5 bis 20 l·m²·s^–1, bevorzugt von 10 bis 20 l·m^–2·s^–1, oder von 10 bis 15 l·m^–2·s^–1. Die Luftdurchlässigkeit ist nach DIN 53887 bestimmbar. Weiterhin erfindungsgemäß bevorzugt sind Filtermittel, deren Flächengewicht in einem Bereich von 500 bis 700 g/m² beträgt. Weiterhin bevorzugt sind Filtermittel, die sowohl die bevorzugte Luftdurchlässigkeit, wie oben beschrieben, als auch das erfindungsgemäß bevorzugte Flächengewicht aufweisen. Bevorzugt eignen sich als Filtermittel poröse Stoffe, Papier, Glasfritten, Porzellanfritten, Geflechte aus Metalldraht, Gewebe oder Gelege aus Textil- oder Kunststoffmaterialien. Als Kunststoffmaterialien kann man z. B. Kunststoffgewirke auf Basis von Polyamid, PET, PP, ETFE, PEEK, PVC, oder eine Kombination von zwei oder mehr davon, einsetzen. Bevorzugt wird als Filtermittel ein Multifilament aus PVC, Polyamid-6, PP und PET.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist auf mindestens einem Filtermittel eine, Filterfläche, vorzugsweise eine flexible Filterfläche, angeordnet, wobei die Filterfläche durch mindestens eines der folgenden Merkmale gekennzeichnet ist:

FP1) ein Flächengewicht von 65–75 g/m², besonders bevorzugt 68–72 g/m²;
FP2) eine Filtriergeschwindigkeit von 20''–30'' nach DIN 53137,
FP3) eine Dicke von 24–30 mm,
FP4) einen Berstdruck von 2,5–3,5 kp.

Es entspricht weiterhin erfindungsgemäßen Ausführungsformen, wenn die Filterfläche zwei oder mehrere der vorstehenden Merkmale aufweist. So ergeben sich im Einzelnen als Ausgestaltungen die folgenden, anhand der Ziffernkombinationen dargestellten Merkmalskombinationen: FP1FP2, FP1FP3, FP1FP4, FP2FP3, FP2FP4, FP3FP4, FP1FP2FP3, FP1FP2FP4, FP1FP3FP4, FP2FP3FP4.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird die Filterfläche aus, vorzugsweise gebleichter, Zellulose gebildet. Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Filterfläche weist eine Kombination aus Polyesterfasern und Zellulosevlies auf.
Weiterhin beinhaltet die Aufarbeitungseinheit einen Filterkuchen, vorzugsweise in der Trennvorrichtung. Dieser Filterkuchen liegt zumindest gegen Ende der Aufarbeitung vor und weist eine Höhe zwischen 2 und 10 mm, vorzugsweise zwischen 3 und 7 mm auf. Die Höhe bedeutet hier die Dicke des Filterkuchens senkrecht zur Filterfläche, in flüssigkeitsbeladenem Zustand. Liegen mehrere Filterkuchen vor, z. B. wenn mehrere Filterkammern mit Filterflächen nebeneinander angeordnet sind, ist als Höhe der mehreren Filterkuchen der arithmetische Mittelwert der Höhe der einzelnen Filterkuchen anzusehen. Hierbei beträgt die Schwankung der Höhe bei Betrachtung mehrerer, einzelner Filterkuchen vorzugsweise weniger als 10%.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform befindet sich im Aufarbeitungsbehälter ein Sorptionsmittel. Geeignete Sorptionsmittel und bevorzugte Ausgestaltungen entsprechen denen, die zuvor beschrieben sind.
Ferner kann der Reaktor mindestens ein Eduktreservoir aufweisen. Als Eduktreservoir sind beliebige Einrichtungen vorstellbar, in denen Verfahrenskomponenten vor der Umsetzung bereit gehalten werden können. Bevorzugt wird ein Vorratsbehältnis, ein Tank, ein Kessel oder eine Blase. Es ist ebenfalls möglich, als Eduktreservoir ein Vorratsbehältnis vorzusehen, das mit einer weiteren Produktionsanlage verbunden ist.
Gemäß einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform ist das Eduktreservoir mit dem Reaktor über eine Leitung verbunden, die über eine Vorwärmstufe geführt ist. Als Vorwärmstufe sind alle dem Fachmann bekannten Vorrichtungen, die dieser zum Erreichen dieses Zwecks bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens als geeignet ansieht, einsetzbar. Besonders geeignet ist als Vorwärmstufe ein Platten- oder Rohrbündelwärmetauscher, oder eine Kombination aus zwei oder mehr davon. Bevorzugt wird ein Rohrbündelwärmetauscher.
Gemäß einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform ist das Eduktreservoir temperierbar, beispielsweise durch eine Mantelbeheizung oder Mantelkühlung des Eduktreservoirs. Es kann hierbei erwünscht sein, einen bei Umgebungstemperatur festen Stoff, über seinem Schmelzpunkt bereit zu halten. Wenn dieser Stoff flüssig vorliegt, ist eine einfache, vielfach auch genauere Dosierung als z. B. bei der Feststoffdosierung möglich. Ferner kann durch Führen von Stoffen in geschlossenen Leitungen ein Expositions- und Kontaminationsrisiko für die Mitarbeiter und die Umgebung vermieden werden.
Bevorzugt ist der Reaktor weiterhin mit einer Druckminderungsanlage verbunden. Diese ist vorzugsweise in fluidleitender Fortsetzung des Wärmetauschers oder der Wärmetauscher angeordnet und schließt an das Ende der Leitung zum Abführen und/oder Behandeln des Fluidstroms an. Als Druckminderungsanlage eignen sich prinzipiell alle Anlagen zur Erzeugung eines verminderten Druckes, die dem Fachmann bekannt sind, solange er sie unter Berücksichtigung der Reaktorauslegung in Betracht ziehen würde.
Im Folgenden wird beispielhaft eine Ausführungsform, die auch optionale Merkmale aufweist und keinesfalls eine Einschränkung des bisher Gesagten darstellen soll, anhand von Zeichnungen weiter erläutert.
In 1 ist ein Reaktionsbereich 110 mit einem Reaktor 111 mit verschiedenen Einrichtungen, die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet und bevorzugt sind, dargestellt. Der Reaktor 111 weist an der Reaktorwand eine außenliegende Mantelbeheizung 112 auf. Diese ist in drei Abschnitte untergliedert, die separat gesteuert werden können. In der Mitte des Reaktors entlang seiner vertikalen Achse ist ein Rührer 211 mit Rühretagen 212 angeordnet. Der Rührer 211 wird über ein Getriebe 213 mit einem Motor 214 angetrieben. An der Reaktorwand können Strömungsbleche 113 angeordnet sein. An der Oberseite des Reaktors 111 ist über eine Verbindung 922, die als Rückführung oder als Flansch ausgeführt sein kann, ein externer Wärmetauscher 411 angeordnet. Bevorzugt ist der externe Wärmetauscher 411 als Fallfilmverdampfer ausgeführt. An der Unterseite des Reaktors 111 befindet sich ein Auslaß mit Sperrventil, der mit einer Förderpumpe 911 verbunden ist. Am Auslaß der Förderpumpe ist eine Verteilvorrichtung 912, z. B. ein Mehrwegeventil, angebracht. Von der Verteilvorrichtung 912 führt eine Rückführleitung 921 zu dem externen Wärmetauscher 411. Eine zweite Leitung führt von der Verteilvorrichtung 912 zu einer Aufarbeitungseinheit 311. Die Füllstandslinie F steht für die Position der Grenzfläche zwischen dem durch das Füllvolumen beanspruchten Raum unter der Grenzfläche und dem darüber befindlichen Gasraum.
An der Oberseite des Reaktors 111 ist eine Zuleitung 511 angebracht, die mit einem oder mehreren Eduktreservoirs 512, beinhaltend Verfahrenskomponenten, verbunden ist. Ferner führt von der Oberseite des Reaktors 111 eine Leitung 941 zum Abführen eines Fluidstroms zum Wärmetauscher 942. Dieser ist mit einem zweiten Wärmetauscher 943 verbunden. Die Wärmetauscher 942 und 943 sind von einem oder mehreren Kühlfluid, gleicher oder unterschiedlicher Temperatur durchströmt. Die Austritte der Wärmetauscher 942 und 943 sind mit einer Vorlage 947 sowie einem Abscheider 946 verbunden. Ein Kondensat der Wärmetauscher 942 und 943 kann entweder direkt, oder über die Vorlage 947 und einen weiteren Wärmetauscher 944, dem Abscheider 946 zugeführt werden. Der Abscheider 947 verfügt über einen Trennschichtregler, von dem eine Rückführleitung 948 zum Reaktor 111 führt. Der Abscheider 947 und die Vorlage 947 können ebenso durch einen jeweils an der Unterseite angeordneten Auslaß entleert werden. Über eine mit dem Wärmetauscher 944 und der Vorlage 947 in Verbindung stehende Leitung kann in der Anlage ein Unterdruck durch eine Druckminderungsanlage 945 erzeugt werden.
Die Aufarbeitungseinheit 311, mit einem Aufarbeitungsbehälter 312 und einer Filterpresse 331, ist in 2 exemplarisch dargestellt: Von dem Reaktor 111 ist eine Zuführung 318, die an der Oberseite des Aufarbeitungsbehälters 312 in diesen führt, angebracht. Der Aufarbeitungsbehälter 312 weist eine Mischvorrichtung 313, angetrieben von einem Motor 317 über ein Getriebe 316 auf. An der Wandung des Aufarbeitungsbehälters ist eine Mantelbeheizung 314, hier außenliegend, vorgesehen. Von der Unterseite des Aufarbeitungsbehälters 312 führt eine Förderleitung 319 über eine Förderpumpe 315 zu einer Filterpresse 331, deren Auslaß mit einer Verteilvorrichtung 320 versehen ist. Von der Verteilvorrichtung 320 führt eine Rückführung 321 zur Oberseite des Aufarbeitungsbehälters 312 und eine weitere Leitung zu einer Vorhalteeinheit 611.
Die Filterpresse 331 weist folgende Komponenten auf (3): Eine Zuführung 332 ist mit einer ersten Stirnplatte 333 verbunden. Zwischen der ersten Stirnplatte 333 und einer weiteren Stirnplatte 333 sind Filterkammern 334 angeordnet, die von einem mit einem Motor mit Getriebe 338 angetriebenen Stempel 337 zusammen gehalten werden. Unter der Filterpresse 221, zumindest unter den Filterkammern ist ein Rezipient 335 mit einem Ablass 336 angeordnet.
Gemäß 4 beinhaltet jede Filterkammer 334 einen Filterrahmen 341, auf dem eine Filtermittel 342 und eine Filterfläche 343 aufgebracht sind. Ferner kann auf der Filterfläche 343 ein Filterkuchen 344 mit der Stärke (Höhe) h aufgebracht sein.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung einer Formulierung beinhaltend die Komponenten

a1) eine Basisflüssigkeit, und
b1) mindestens einen Ester, wobei der Ester nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhältlich ist, sowie
c1) gegebenenfalls weitere Zusatzstoffe,

i) Bereitstellen der Basisflüssigkeit,
ii) Bereitstellen des mindestens einen Esters,
iii) gegebenenfalls Bereitstellen weiterer Zusatzstoffe,
iv) Vermischen der Komponenten i), ii) und gegebenenfalls iii).

Als erfindungsgemäß einsetzbare Basisflüssigkeiten kommen alle dem Fachmann bekannten und geeignet erscheinenden Flüssigkeiten in Betracht. Besonders eignen sich sowohl wässrige als auch nicht wässrige Flüssigkeiten, z. B. Wasser, Kohlenwasserstoffe, Öle oder andere organische, bei 20°C flüssige Stoffe.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Basisflüssigkeit ein Öl. Unter einem Öl werden in diesem Zusammenhang organische Verbindungen verstanden, die vorzugsweise mit Wasser in einem Verhältnis von 5:95 bis 95:5 eine separate Ölphase, die mehr als 90%, bevorzugt mehr als 95%, am meistens bevorzugt mehr als 99% der Gesamtmenge an Öl beinhaltet.
Als Öl kommen insbesondere Stoffe ausgewählt aus der Gruppe der

αα1) Ester aus einwertigen gesättigten oder ungesättigten, linearen oder verzweigten Alkoholen mit 1 bis 24 Kohlenstoffatomen und einwertigen gesättigten oder ungesättigten, linearen oder verzweigten Fettsäuren mit 1 bis 24 Kohlenstoffatomen, und ein- und mehrwertigen, linearen oder verzweigten Alkohol mit 6 bis 36 Kohlenstoffatomen;
αα2) Mineralöle, Dieselöle, Paraffinöle;
αα3) lineare α-Olefine und deren Derivate sowie interne Olefine;
αα4) der Kohlensäureester; oder
αα5) eine Mischung aus zwei oder mehr der in αα1) bis αα4) bezeichneten Stoffe,

Geeignete Ester unter dem Begriff „Esteröle” sind in den europäischen Patenten der Anmelderin EP-A-0374671 , EP-A-0374672 , EP-A-0386638 , EP-A-0386636 sowie EP-A-0535074 beschrieben. Deren Offenbarung ist Teil der vorliegenden Erfindung.
Weiter eignen sich als Basisflüssigkeit bestimmte wasserunlösliche Alkohole, wobei wasserunlöslich wie zuvor eine Wasserlöslichkeit von weniger als 100 g Öl/l Wasser bedeutet. Vorzugsweise werden mehrwertige, insbesondere zwei- oder dreiwertige wasserunlösliche Alkohole eingesetzt.
Weiter eignen sich als Basisflüssigkeit lineare α-Olefine und deren Derivate, insbesondere Poly-α-Olefine (PAO). Geeignete Verbindungen diesen Typs werden z. B. in der internationalen Offenlegungsschrift WO-A-95/34610 beschrieben. Ferner sind interne Olefine als Basisflüssigkeit bevorzugt.
Weiter werden als Basisflüssigkeit Kohlensäureester, wie sie z. B. in der EP-A-0532570 beschrieben werden, eingesetzt. Ferner ist es prinzipiell möglich und besonders bevorzugt, mehrere der zuvor genannten Stoffe, insbesondere auch aus mehreren der zuvor genannten Gruppen an Basisölen, zu einer Mischung, die hier auch als Basisöl bezeichnet werden soll, zu vereinen und einzusetzen. Die zuvor beschriebenen Basisflüssigkeiten sind insbesondere bevorzugt, wenn die erfindungsgemäße Formulierung eine Bohrspülung ist.
Ferner können als Verfahrenskomponente c1) weitere Zusatzstoffe eingesetzt werden. Im Falle von Bohrspülflüssigkeiten sind dies unter anderem Beschwerungsmittel, Fluidloss-Additive, Alkalireserven, Viskositätsregler oder dergleichen, oder zwei oder mehr davon, welche Gegenstand umfangreicher allgemeiner Literatur und einschlägiger Patentliteratur sind.
Ist die Formulierung eine Bohrspülung und die Basisflüssigkeit ein Öl, so werden im Allgemeinen Invert-Emulsionsschlämme eingesetzt, die aus einem Dreiphasensystem bestehen: Öl, Wasser und feinteilige Feststoffe. Dies sind Zubereitungen vom Typ der W/O-Emulsionen, das heißt, die wässrige Phase ist heterogen fein-dispers in der geschlossenen Ölphase verteilt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die Bohrspülung einen Anteil von
10 bis 50 Gew.-% einer organischen Basisflüssigkeit, und
0,3 bis 5 Gew.-% Ester, sowie
50 bis 85 Gew.-% weiterer Zusatzstoffe,
wobei die Summe aller Gew.-% 100 ergibt,
auf.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer Formulierung ist die Formulierung eine Metallbearbeitungsflüssigkeit, wobei diese wässrig oder wasserarm sein kann. Wasserarm bedeutet, dass die Formulierung weniger als 10 Gew.-%, bezogen auf die gesamte Formulierung, an Wasser beinhaltet. Metallbearbeitungsflüssigkeiten werden als Schmierstoffe und Füllmittel in Arbeitsverfahren wie z. B. Schneiden, Bohren, Fräsen, Gewindeschneiden, Drehen, Austreiben oder Schleifen verwendet. Bei solchen Verfahren werden das Werkzeug und das Werkstück üblicherweise mit Flüssigkeit bespült, um die erzeugte Wärme abzuleiten.
Im Falle einer wasserarmen Metallbearbeitungsflüssigkeit beinhaltet das Verfahren vorzugsweise
40 bis 99,6 Gew.-% einer bei 20°C flüssigen Basisflüssigkeit oder einer Mischung von zwei oder mehr davon,
0,4 bis 10 Gew.-% eines Wachses oder einer Mischung von mehreren Wachsen,
0,5 bis 10 Gew.-%, besonders bevorzugt 1 bis 6 Gew.-%, und am meisten bevorzugt 2 bis 4 Gew.-% des erfindungsgemäßen Esters, sowie
1 bis 25 Gew.-% Additive,
wobei die Summe der Bestandteile 100 Gew.-% ergibt. Eine solche wasserarme Metallverarbeitungsflüssigkeit ist z. B. in der DE-A-10115696 beschrieben.
Unter einer Basisflüssigkeit werden im Zusammenhang mit Metallbearbeitungsflüssigkeiten besonders bevorzugt solche Flüssigkeiten in Betracht, deren Viskosität unter gleichen Bedingungen höher ist als diejenige von Wasser und die sich gemäß der zuvor vorgenommenen Beschreibung nicht mit Wasser vermischen. Beispiele hierfür sind Mineralöle auf Basis von Paraffinen oder Naphten oder Esteröle auf natürlicher (d. h. pflanzlicher oder tierischer) oder synthetischer Basis. Insbesondere eignen sich Mineralöle. Vorzugsweise weisen diese Öle bei 20°C eine nach DIN 53211 gemessene Viskosität im Bereich von 2 bis 500 mm²/sec. auf. Vorzugsweise enthält die Metallverarbeitungsflüssigkeit 55 Gew.-% oder mehr, insbesondere 60 Gew.-% oder mehr und am meisten bevorzugt 70 Gew.-% oder mehr an Basisflüssigkeit.
Als Wachse können alle natürlichen Wachse, modifizierten Wachse oder synthetischen Wachse eingesetzt werden, die dem Fachmann bekannt sind und geeignet erscheinen. Besonders eignet sich Montanwachs, Carnaubawachs oder Polyethylenwachs.
Bevorzugt enthält eine Metallverarbeitungsflüssigkeit 0,4 Gew.-% oder mehr, insbesondere 0,6 Gew.-% oder mehr an Wachs. Die Obergrenze an Wachs liegt bevorzugt bei 5 Gew.-%, besonders bevorzugt bei 3 Gew.-%. Es kann besonders günstig sein, unterschiedliche Wachstypen zu kombinieren, z. B. Montanwachs mit Polyethylenwachs.
Bevorzugte Schmieradditive, die zusätzlich zum erfindungsgemäßen Ester oder Estergemisch eingesetzt werden können, sind insbesondere Hochleistungs-Schmieradditive (sogenannte „EP-Additive”) nach dem englischen Ausdruck „extreme pressure additive”, die bevorzugt ausgewählt sind aus Schwefel- oder Phosphorhaltigen EP-Additiven. Besonders bevorzugt sind geschwefelte Fettsäureester, Dialkyltrisulfide, Dialkylenpentasulfide, z. B. „Di-t-dodecylpolysulfit und neutralisierte Phosphorsäureester.
Im Falle einer wässrigen Metallbearbeitungsflüssigkeit handelt es sich vorzugsweise um eine Öl-in-Wasser-Emulsion, bei der der erfindungsgemäße Ester in Form fein dispergierter Tröpfchen in einer wässrigen Phase vorliegt. Solche wässrigen Metallbearbeitungsflüssigkeiten sind beispielsweise in der WO-A-91/15455 beschrieben. Vorzugsweise wird zur Herstellung einer wässrigen Metallbearbeitungsflüssigkeit ein Emulsionskonzentrat in Form einer Wasser-in-Öl-Emulsion oder einer Ö1-in-Wasser-Emulsion bereitgestellt, welche dann vor ihrem Einsatz mit Wasser entsprechend verdünnt wird.
Gemäß einer weiteren besonderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Formulierung bzw. des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer Formulierung handelt es sich bei der Formulierung um ein Hydrauliköl. Hydrauliköle sind Flüssigkeiten, die durch Weiterleitung von Drücken auf hydraulische Antriebe oder hydraulische Steuer- und Regeleinrichtungen einwirken. Da der Verschleiß der Regelorgane möglichst klein gehalten werden soll, besitzen Hydrauliköle auch stets Schmiereigenschaften.
Die erfindungsgemäßen Hydrauliköle beinhalten vorzugsweise ein Basisöl, das erfindungsgemäße Fettsäureestergemisch sowie gegebenenfalls weitere Additive. Als Basisöle sind dabei insbesondere diejenigen Basisöle bevorzugt, die in der DE-A-43 13 948 als bevorzugte „Grundöle” genannt werden. Als Additive können neben den in der DE-A-43 13 948 beschriebenen Dicarbonsäureestern von Guerbetalkoholen auch Oxidationsinhibitoren, wie Schwefel-, Phosphor-Phenolderivate oder auch Amine, Detergentien wie Naphthenate, Stearate, Sulfonate, Phenolate, Phosphate oder auch EP-Additive wie Schwefel- und Chlorverbindungen, Schaumverhütungsmittel, Demulgatoren, Korrosionsinhibitoren oder Reibwertverminderer. Auch der Zusatz von sogenannten Viskositätsindexverbesserern ist möglich. Derartige Additive können in üblichen Mengen zugesetzt werden.
Der erfindungsgemäße Ester ist im erfindungsgemäßen Hydrauliköl vorzugsweise in Mengen von 0,5 bis 10 Gew.-%, besonders bevorzugt 1 bis 6 Gew.-% und am meisten bevorzugt 2 bis 4 Gew.-%, jeweils bezogen auf das gesamte Hydrauliköl, enthalten.
Erfindungsgemäß wird die Basisflüssigkeit, der mindestens eine Ester, und ggf. weitere Zusatzstoffe bereitgestellt und anschließend vermischt. Das Vermischen kann auf prinzipiell jede dem Fachmann bekannte und geeignet erscheinende Art erfolgen. Insbesondere bevorzugt ist das Vermischen mit einem schnell drehenden Propeller oder mit einem Statikmischer. Hierbei ist die Reihenfolge des Zusammengebens der verschiedenen Komponenten von untergeordneter Bedeutung.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung einer Formulierung weist der mindestens eine Ester, vorzugsweise alle der eingesetzten Ester einen gemäß der hierin beschriebenen Testmethode bestimmten Stockpunkt maximal –10°C, bevorzugt maximal –15°C, oder maximal –20°C, bestimmt gemäß DIN ISO 3016;
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Formulierung, die nach dem zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren erhältlich ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die erfindungsgemäße Formulierung ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus:
eine Bohrspülung, eine Metallbearbeitungsflüssigkeit oder eine Hydraulikflüssigkeit.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Weiterverarbeitungsprodukt beinhaltend

a) einen nach dem zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren erhältlichen Ester als Additiv, und
b) mindestens eine funktionelle Komponente ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus thermoplastischem Polymer, Enzym, Abbinder eines Klebstoffs, Paraffin, Öl, Farbmittel, Haar- oder Hautpflegesubstanz, Polymerdispersion, Kalkspülung, Schmiermittel oder Emulgator, oder einer Kombination von zwei oder mehreren davon.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung eines Esters, erhältlich nach dem zuvor beschriebenenerfindungsgemäßen Verfahren, als Additiv in einer Zusammensetzung, wobei die Zusammensetzung ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus: eine thermoplastische Zusammensetzung, ein Waschmittel, ein Klebstoff, ein Entschäumer, eine Schmierstoffformulierung, ein Lack, eine Farbe, eine kosmetische Zubereitung, ein Bodenverdichtungsmittel, eine Bohrspülung, ein Hydrauliköl oder eine Dispersion.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird der Esterverwendet als Additiv in einer Zusammensetzung beinhaltend als eine funktionelle Komponente

α) ein thermoplastisches Polymer, wobei die Zusammensetzung eine thermoplastische Zusammensetzung ist;
β) ein Enzym, wobei die Zusammensetzung ein Waschmittel ist;
γ) einen Abbinder eines Klebstoffes, wobei die Zusammensetzung ein Klebstoff ist;
δ) ein Paraffin, wobei die Zusammensetzung ein Entschäumer ist;
ε) ein Öl, wobei die Zusammensetzung eine Schmierstoffformulierung ist;
ζ) ein Farbmittel, wobei die Zusammensetzung ein Lack oder eine Farbe ist; oder
η) eine Haar- oder Hautpflegesubstanz, wobei die Zusammensetzung eine kosmetische Zubereitung ist,
θ) eine Polymerdispersion, wobei die Zusammensetzung ein Bodenverdichtungsmittel ist,
ι) eine Kalkspülung, wobei die Zusammensetzung eine Bohrspülung ist,
κ) ein Schmiermittel, wobei die Zusammensetzung ein Hydrauliköl ist,
λ) ein Emulgator, wobei die Zusammensetzung eine thermoplastische Zusammensetzung oder eine Dispersion ist,

Bevorzugt wird das Additiv in einer Menge in einem Bereich von 0,001 bis 40 Gew.-%, besonders bevorzugt in einem Bereich von 0,01 bis 20, ganz besonders bevorzugt von 0,1 bis 10 Gew.-% und insbesondere bevorzugt in einem Bereich von 0,5, 1 oder 2 bis 5, 6, 7 oder 8 Gew.-%, bezogen auf die Zusammensetzung, eingesetzt wird.
Die Erfindung wird nun anhand nicht limitierender Beispiele näher erläutert.
Meßmethoden
Sofern nicht ausdrücklich anders angegeben, erfolgen sämtliche Messungen nach den einschlägigen ISO-Normen. Wenn dort nichts anderes bestimmt ist, wurde eine Temperatur von 23°C, ein Luftdruck von 1 bar und eine relativen Luftfeuchtigkeit von 50% gewählt.
Zusammensetzung eines Gemischs mehrerer Carbonsäurekomponenten
Gemische mehrerer Carbonsäurekomponenten, wie sie bspw. in technischer Ölsäure vorliegen, können mittels Gaschromatographie (GC) oder Hochdruckflüssigkeitschromatographie (HPLC) bestimmt werden. Die Gewichtsanteile werden in Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der zugeführten Probe, angegeben.
Weitere Methoden

Folgende Kennwerte werden nach veröffentlichten Normen bestimmt:

Kennwert	Norm	Bemerkung
BET-Oberfläche	DIN 66131 mit Stickstoff
Hydroxygruppenzahl (OHZ)	DIN 53240
Säurezahl (SZ)	DIN EN ISO 3682
Verseifungszahl (VZ)	DIN 3657
Jodzahl	EN ISO 3961
Kettenverteilung	ISO 5508
Pourpoint (Stockpunkt)	DIN ISO 3016
Cloudpunkt (Trübpunkt)	DGF D-1113
Glastemperatur (T_g), Schmelzpunkt (T_m)	DIN 53765	siehe oben
Dichte	DIN 51757	bei 20°C
Viskosität	DIN 53015	bei 20°C
Farbzahl nach Gardner	DIN EN ISO 4630-1
Farbzahl nach Lovibond	BSI BS 684
Farbzahl nach Hazen	DIN ISO 6271
Stärke (Dicke) des Multifilaments [μm]	DIN 53855 Teil 1
Teilchengröße, Partikelgröße mittels Laserdiffraktometrie	ISO13320-1	mit Coulter 230 LS
Wassergehalt	DIN 51777

Beispiele
Soweit nicht anders vermerkt sind die Rohstoffe, erhältlich unter dem angegebenen Handelsnamen, von Cognis Oleochemicals Deutschland GmbH, Düsseldorf, oder bei der Sigma-Aldrich Chemie GmbH, Steinheim, erhältlich.
BEISPIEL 1: Herstellung von Pentaer thritdioleat
In einem Glaskolben wurden 621,4 g technische Ölsäure (2,2 mol) und 136 g (1 mol) Pentaerythrit vorgelegt und mit 0,2 g Zinnoxalat versetzt. Die Mischung wurde binnen 3 Stunden von 130 auf 180°C und weitere 4 Stunden bei 210°C erhitzt. Nach Abkühlen der Mischung wurde diese achtmal mit 10 g Wasser gewaschen und das so erhaltene Pentaerythritdioleat im Vakuum (p ca. 16 mbar) bei 95–100°C über 3 Stunden getrocknet. Zuletzt wurde in das Pentaerythritdioleat 30 g Kieselgur eingerührt und die so erhaltene Suspension in eine Saugflasche abfiltriert. Das Filtrat wurde nochmals bei 100°C über eine Stunde im Vakuum (p ca. 16 mbar) getrocknet.
Erhalten wurde eine gelbliche Flüssigkeit, die Ausbeute lag bei 87%, bezogen auf die Einwaage von Pentaerythrit. Die Säurezahl betrug 1,2.
BEISPIEL 2: Herstellung einer thermoplastischen Zusammensetzung
In einem 15 kg Henschel-Mischer werden 6 kg Polyethylenterephthalat (PET SP04 der Firma Catalana de Polimers) eingetragen. Die Mischwandtemperatur betrug 40°C. Des Weiteren wurden 0,5 Gew.-% des in Beispiel 1 hergestellten Esters als Fromtrennmittel zugesetzt. Anschließend wurde das Material auf einem Granulator (ZSK 26Mcc) mit Stopfschnecke granuliert.
BEISPIEL 3: Herstellung eines Formkörpers
Zur Herstellung von Formkörpern aus der thermoplastischen Zusammensetzung, die in Beispiel 2 hergestellt wurde, wurde eine vollhydraulische Spritzgießmaschine mit einer hydraulischen Schließeinheit vom Typ Battenfeld HM800/210 eingesetzt. Die maximale Schließkraft beträgt 800 kN, der Schneckendurchmesser beträgt 25 mm. Als Versuchswerkzeug wurde ein Werkzeug mit einem konisch zulaufenden, rechteckigen Kern verwendet. Für die Bestimmung der Entformungskraft wurde eine Kraftmessdose mit einem maximalen Messbereich von 2 kN an der Auswerferstange angebracht. Die Vortrocknung der Formmasse erfolgte bei etwa 225°C für etwa 4 Stunden. Es wurde eine gegenüber einer additiv-freien Formmasse deutlich verbesserte Entformung mit der erfindungsgemäßen thermoplastischen Zusammensetzung beobachtet.
BEISPIEL 4: Herstellung eines Schmiermittels
Zur Herstellung einer ölbasierten Bohrspülung mit Schmiermittel wurden folgende Bestandteile zusammengegeben: Mineralöl (675 ml), Wasser (225 ml), Calciumchlorid (95 g), Emulgator (35 g), fluid loss Additiv (10 g), Viskositätsbildner (25 g), Lime (17 g), Bargt (360 g), sowie 1,5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht aller vorgenannten Bestandteile, an Pentaerythritdioleat aus Beispiel 1. Im Vergleich zu einer Spülung ohne Pentaerythritdioleat bewirkt die Spülung nach diesem Beispiel einen geringere Reibung. Zudem wurde praktisch keine Schaumentwicklung beobachtet.
BEISPIEL 5: Herstellung eines Bodenverdichtungsmittels
Einer handelsübliche Polyvinylacetat-Dispersion (ca. 50 Gew.-% Polyvinylacetat, erhältlich bei Henkel KGaA, Düsseldorf) werden 10 Gew.-%, bezogen auf die wässrige Dispersion, von

a) Pentaerythritdioleat aus Beispiel 1,
b) Ölsäure-n-octylester, oder
c) Sebacinsäuredi(n-butylester) zugesetzt.

Als Versuch d) wurde die unbehandelte Dispersion verfilmt, die als Referenz dient. Aus diesen Dispersionen a) bis d) werden mit durch Dipcoating auf rotierende Teflonscheiben von 10 cm Durchmesser Filme mit einer durchschnittlichen Stärke von (400 ± 30) μm hergestellt.
Diese Filme werden in Bezug auf Flexibilität, Wasserlöslichkeit und Kohäsion beurteilt. Nach 21 Tagen wurde auf Stabilität und Homogenität geprüft.
Im Vergleich zum Referenzversuch d) zeigen alle drei Dispersionen a) bis c) eine deutlich verbesserte Flexibilität der Filme nach drei Wochen. Außerdem weisen die Filme a) bis c) im Vergleich zu d) sofort nach Filmbildung und insbesondere auch nach drei Wochen eine äußerst hohe Kohäsion auf, so dass sie nur unter hohem Kraftaufwand reißen.
Feldversuche, bei denen aa) Sandschichten, bb) Blumenerde und cc) Sandlöss mit den Dispersionen a) bis d) behandelt und über 3 Wochen der Bewitterung im Raum Düsseldorf, Deutschland, ausgesetzt wurden, erwiesen sich im Falle a) bis c) gegenüber der Referenz d) als stark verfestigt.
Bezugszeichenliste
zu Fig. 1

110: Reaktionsbereich
111: Reaktor
112: Mantelbeheizung
113: Strömungsblech
211: Rührwelle
212: Rührblatt
213: Getriebe
214: Motor
311: Aufarbeitungseinheit
411: externer Wärmetauscher
511: Zuleitung
512: Eduktreservoir
911: Förderpumpe
912: Verteilvorrichtung
921: Umwälzleitung
922: Rückführung Flansch
932: ZuführungVerfahrenskomponenten
941: Brüdenleitung
942: Wärmetauscher
945: Druckminderungsanlage
946: Abscheider m. Trennschichtregler
947: Vorlage
948: Rückführung
F: Füllstandslinie

311

110: Reaktionsbereich
311: Aufarbeitungseinheit
312: Aufarbeitungsbehälter
313: Mischvorrichtung
314: Mantelbeheizung
315: Förderpumpe
316: Getriebe
317: Motor
318: Zuführung
319: Förderleitung
320: Verteilvorrichtung
321: Rückfführung
322: Verteilvorrichtung
331: Filterpresse
611: Vorhalteeinheit

331

331: Filterpresse
332: Zuführung
333: Stirnplatte
334: Filterkammer
335: Rezipient
336: Ablass
337: Stempel
338: Motor mit Getriebe

334

341: Filterrahmen
342: Filtermittel
343: Filterfläche
344: Filterkuchen

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 0342357 A2 [0006]
EP 0374671 A [0176]
EP 0374672 A [0176]
EP 0386638 A [0176]
EP 0386636 A [0176]
EP 0535074 A [0176]
WO 95/34610 A [0178]
EP 0532570 A [0179]
DE 10115696 A [0184]
WO 91/15455 A [0189]
DE 4313948 A [0191, 0191]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

DIN 66131 [0100]
EN10088 [0129]
EN10088 [0137]
DIN 53887 [0156]
DIN 53137 [0157]
DIN 53211 [0185]
DIN ISO 3016 [0194]
DIN 66131 [0204]
DIN 53240 [0204]
DIN EN ISO 3682 [0204]
DIN 3657 [0204]
EN ISO 3961 [0204]
ISO 5508 [0204]
DIN ISO 3016 [0204]
DIN 53765 [0204]
DIN 51757 [0204]
DIN 53015 [0204]
DIN EN ISO 4630-1 [0204]
BSI BS 684 [0204]
DIN ISO 6271 [0204]
DIN 53855 Teil 1 [0204]
ISO13320-1 [0204]
DIN 51777 [0204]

Claims

Ein Verfahren zur Herstellung eines Esters, mindestens basierend auf a. mindestens eine Alkoholkomponente, b. mindestens eine Carbonsäurekomponente, c. gegebenenfalls weitere Zusatzstoffe, und d. mindestens einen Katalysator als Verfahrenskomponenten, beinhaltend in einem Reaktor die Verfahrensschritte: i. Bereitstellen der Verfahrenskomponenten, ii. Umsetzen der Verfahrenskomponenten unter Erhalt eines Ester A, iii. Nachbehandeln des Ester A, wobei – die Alkoholkomponente mindestens ein bei 25°C festes Polyol, und – die Carbonsäurekomponente mindestens 50 Gew.-% mindestens einer einfach oder mehrfach ungesättigten, aliphatischen Carbonsäure, bezogen auf das Gesamtgewicht der Carbonsäurekomponenten, beinhaltet, und wobei zumindest während eines Teils der Umsetzung am Reaktor ein Druck in einem Bereich von 2–600 mbar angelegt wird.
Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Nachbehandeln des Esters A folgende Schritte beinhaltet: aa. Bereitstellen des Esters A, bb. Zugeben von Wasser in einer Menge von 1 bis 10 Gew.-%, bezogen auf die Masse des Esters A, cc. Mischen unter Erhalt einer wässrigen Phase, dd. Abtrennen der wässrigen Phase unter Erhalt eines Esters B, ee. ggf. Trocknen des Esters B, ff. ggf. Behandeln mit einem Sorptionsmittel, wobei die Nachbehandlung bei einer Temperatur von 70–100°C durchgeführt wird.
Das Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Schritte aa. bis dd. zweimal bis zehnmal wiederholt werden, wobei bei dem zweiten und jedem weiteren Mal in Schritt aa. als Esters A jeweils der gereinigte Esters B aus Schritt dd. des vorhergehenden Males, bereit gestellt wird.
Das Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, wobei der Ester B in Schritt ee. bei einer Temperatur von 90–150°C, vorzugsweise bei einem Druck von 2 bis 600 mbar, getrocknet wird.
Das Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei der Ester B in Schritt ff. mit Sorptionsmittel zu einem Gemisch vereint wird, bevor dieses Gemisch in eine feste und eine flüssige Phase geteilt wird, wobei als flüssige Phase der Ester B erhalten wird.
Das Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Sorptionsmittel eine BET-Oberfläche in einem Bereich von 0,5 bis 7 m²/g aufweist.
Das Verfahren nach einem der Ansprüche 5 oder 6, wobei das Sorptionsmittel mindestens eines der nachfolgenden Merkmale aufweist: – eine Korngrößenverteilung mit einem Maximum zwischen 15 und 75 μm; – eine mittlere Korngröße in einem Bereich von 20 bis 40 μm; – einen Anteil in einem Bereich von 40 bis 60 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge an Sorptionsmittel, mit einer Korngröße in einem Bereich von 16 bis 72 μm; – einer mittleren Porengröße in einem Bereich von 5 bis 10 μm.
Das Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei als Sorptionsmittel Kieselgel, Kieselgur, Aktivkohle, Bentonit, Montmorillonit oder Zeolith, insbesondere Kieselgur eingesetzt wird.
Das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei – als Alkoholkomponente Pentaerythrit, Pentaerythritdimer, oder ein Pentaerythritoligomer, – als Carbonsäurekomponente ein Carbonsäuregemisch beinhaltend mindestens 50 Gew.-% Ölsäure, wobei ein molares Verhältnis von Carbonsäuregruppen der Carbonsäurekomponente zu Alkoholgruppen der Alkoholkomponente von 0,2 bis 0,8 eingestellt wird.
Das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in der Carbonsäurekomponente ein Verhältnis von ungesättigten C₁₆-Carbonsäuren zu ungesättigten C₁₈-Carbonsäuren von 1:5 bis 1:20 vorliegt.
Das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Carbonsäurekomponente einen Anteil von weniger als 25 Gew.-%, bevorzugt weniger als 20 Gew.-%, oder weniger als 13 Gew.-% an gesättigten Carbonsäuren beinhaltet.
Das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Katalysator zu einem Anteil von 0,01–5,0 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Summe aus Alkoholkomponenten und Carbonsäurekomponenten, eingesetzt wird,
Das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Carbonsäurekomponente aus Rindertalg gewonnen wurde.
Das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei als Zusatzstoff ein Katalysator eingesetzt wird, der eine oder mehrere Verbindungen beinhaltet, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus zweiwertigen Zinnverbindungen, p-Toluolsulfonsäure, Methansulfonsäure, Schwefelsäure, Unterphosphorige Säure, insbesondere Zinnoxalat, Zinnoxid, Zinnoctoat.
Das Verfahren nach Anspruch 14, wobei als Katalysator 0,01 bis 0,08 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Verfahrenskomponenten a. und b., Zinnoxalat eingesetzt werden.
Das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Umsetzung bei einer Temperatur in einem Bereich von 150 bis 250°C durchgeführt wird.
Das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Ester mindestens eines der nachfolgenden Merkmale aufweist: – eine Farbzahl nach Gardner von 7 oder weniger, – einen Wassergehalt von weniger als 0,1 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse des Esters, – eine Säurezahl von weniger als 2, – eine Hydroxygruppenzahl (OHZ) in einem Bereich zwischen 90 und 200, – einen Schmelzpunkt in einem Bereich von –50 bis –20°C, – einen Trübungspunkt in einem Bereich von –20 bis –5°C.
Eine Vorrichtung beinhaltend als Vorrichtungseinheiten fluidleitend verbunden α) mindestens ein Eduktreservoir (512), β) einen Reaktor (111) mit einer Mischvorrichtung (211, 212), γ) eine Aufarbeitungseinheit (311), wobei die Aufarbeitungseinheit (311) fluidleitend verbunden beinhaltet: αα) einen Aufarbeitungsbehälter (312), ββ) eine Förderpumpe (315) und γγ) eine Trennvorrichtung (331), wobei als Trennvorrichtung (331) eine Filterpresse eingesetzt wird, die über 2 oder mehr Filterkammern (334) verfügt, die mindestens ein Filtermittel (342) beinhalten, wobei das Filtermittel (342) eine Luftdurchlässigkeit von 5 bis 20 l·m^–2·s^–1 und ein Flächengewicht von 500 bis 700 g·m² aufweist.
Die Vorrichtung nach Anspruch 18, wobei der Aufarbeitungsbehälter (312) einen Kopfbereich mit einer Verteilvorrichtung mit Düsen aufweist.
Die Vorrichtung nach Anspruch 18 oder 19, wobei auf jedem Filtermittel (342) eine Filterfläche (343) angeordnet ist, wobei die Filterfläche (343) durch mindestens eines der folgenden Merkmale gekennzeichnet ist: FP1) ein Gewicht von 65–75 g/m², FP2) eine Filtriergeschwindigkeit von 20''–30'' nach DIN 53137, FP3) eine Dicke von 24–30 mm, FP4) einen Berstdruck von 2,5–3,5 kp.
Die Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 20, wobei sich in mindestens einer Filterkammer (334) ein Filterkuchen (344) ausbildet, wobei dieser Filterkuchen (344) eine Höhe zwischen 2 und 10 mm aufweist.
Die Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 21, wobei sich in dem Aufarbeitungsbehälter (311) ein Sorptionsmittel befindet.
Die Vorrichtung nach Anspruch 22, wobei das Sorptionsmittel in dem Aufarbeitungsbehälter eine BET-Oberfläche in einem Bereich von 0,5 bis 7 m²/g aufweist.
Die Vorrichtung nach einem der Ansprüche 22 oder 23, wobei das Sorptionsmittel mindestens eines der nachfolgenden Merkmale aufweist: – eine Korngrößenverteilung mit einem Maximum zwischen 15 und 75 μm; – eine mittlere Korngröße in einem Bereich von 20 bis 40 μm; – einen Anteil in einem Bereich von 40 bis 60 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge an Sorptionsmittel, mit einer Korngröße in einem Bereich von 16 bis 72 μm; – einer mittleren Porengröße in einem Bereich von 5 bis 10 μm.
Die Vorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 24, wobei als Sorptionsmittel Kieselgel, Aktivkohle, Bentonit, Montmorillonit oder Zeolith, insbesondere Kieselgur eingesetzt wird.
Ein Verfahren zur Herstellung eines Esters, wobei eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 25 eingesetzt wird.
Ein Verfahren zur Herstellung einer Formulierung beinhaltend die Komponenten a1) eine Basisflüssigkeit, und b1) mindestens einen Ester, wobei der Ester nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 17 oder Anspruch 26 erhältlich ist, sowie c1) gegebenenfalls weitere Zusatzstoffe, beinhaltend die Verfahrensschritte: i) Bereitstellen der Basisflüssigkeit, ii) Bereitstellen des mindestens einen Esters, iii) gegebenenfalls Bereitstellen weiterer Zusatzstoffe, iv) Vermischen der Komponenten i), ii) und gegebenenfalls iii).
Das Verfahren nach Anspruch 27, wobei die Basisflüssigkeit ein Öl ist.
Das Verfahren nach Anspruch 27 oder 28, wobei der mindestens eine Ester, vorzugsweise alle eingesetzten Ester einen gemäß der hierin beschriebenen Testmethode bestimmten Stockpunkt von maximal –10°C, bevorzugt maximal –15°C, oder maximal –20°C, bestimmt gemäß DIN ISO 3016 aufweist.
Eine Formulierung, erhältlich durch ein Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 30.
Die Formulierung nach Anspruch 30, wobei die Formulierung ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus einer Bohrspühlung, einer Metallbearbeitungsflüssigkeit, oder einer Hydraulikflüssigkeit.
Weiterverarbeitungsprodukt beinhaltend einen Ester, herstellbar nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 17 oder 26, als Additiv, und mindestens eine funktionelle Komponente ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus thermoplastisches Polymer, Enzym, Abbinder eines Klebstoffs, Paraffin, Öl, Farbmittel, Haar- oder Hautpflegesubstanz, Polymerdispersion, Kalkspülung, Schmiermittel oder Emulgator, oder einer Kombination von zwei oder mehreren davon.
Verwendung eines Esters, erhältlich nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 17 oder 26, als Additiv in einer Zusammensetzung, die ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus einer thermoplastische Zusammensetzung, einem Waschmittel, einem Klebstoff, einem Entschäumer, einer Schmierstoffformulierung, einem Lack, einer Farbe, einer kosmetischen Zubereitung, einem Bodenverdichtungsmittel, einer Bohrspülung, einem Hydrauliköl oder einer Dispersion.
Die Verwendung nach Anspruch 33, wobei das Additiv in einer Menge in einem Bereich von 0,001 bis 40 Gew.-%, bezogen auf die Zusammensetzung, eingesetzt wird.