DE1141282B

DE1141282B - Verfahren zur gleichzeitigen Herstellung und Gewinnung von Carbonsaeureanhydriden

Info

Publication number: DE1141282B
Application number: DEF30783A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Dr Helmut Schaefer; Dr Wilhelm Riemenschneider; Dr Emmerich Paszthory
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1960-03-18
Filing date: 1960-03-18
Publication date: 1962-12-20

Description

Verfahren zur gleichzeitigen Herstellung und Gewinnung von Carbonsäureanhydriden Es ist bekannt, Spaitreaktionen in Kesseln, Behältern oder Ofen durchzuführen. Bei diesen bekannten Verfahren ist es erforderlich, die anfallenden Spaltprodukte einem besonderen Trennverfahren zu unterwerfen.
Es ist ferner bekannt, daß man Phthalsäure- bzw.
Maleinsäureanhydrid enthaltende dampfförmige Gemische in den unteren Teil einer Rektifikationssäule einführen und den in der Säule entstehenden Dämpfen ein organisches Waschmittel entgegenführen kann, mit dessen Hilfe das Säureanhydrid aus dem Gemisch herausgewaschen wird.
Es ist auch bereits beschrieben worden, daß man Phthalsäureanhydrid durch thermische Dehydratation von Phthalsäure herstellen kann, indem man die Phthalsäure zusammen mit einem Kohlenwasserstoff oder einer gesättigten aliphatischen Monocarbonsäure - mit 2 bis 8 Kohlenstoffatomen in der Blase einer Destillationsapparatur auf die Dehydratationstemperatur erhitzt. Hierbei wird der in Freiheit gesetzte Wasserdampf mit dem ebenfalls verdampftenKohlenwasserstoff bzw. der verdampften Monocarbonsäure, die als Schleppmittel wirken, in eine Rektifizierkolonne übergeführt, wo der Wasserdampf abgeschieden wird und das Schleppmittel, gegebenenfalls nach einer Phasentrennung in einem besonderen Wasserabscheider, zurückfließt. Aus dem aus Schleppmittel und Phthalsäureanhydrid bestehenden Re aktion sgemisch muß dann zunächst das Schleppmittel abdestilliert und danach aus dem verbleibenden Rückstand in einer weiteren Destillationsstufe reines Phthalsäureanhydrid gewonnen werden.
Es wurde nun ein Verfahren zur gleichzeitigen Herstellung und Gewinnung von Benzoesäureanhydrid oder von Anhydriden solcher zweibasischer Carbonsäuren, bei denen die Anhydridbildung unter intramolekularer Abspaltung von 1 Molekül Wasser verläuft und deren Siedepunkte und deren Dehydratisierungstemperaturen zwischen dem Siedepunkt des aus der Carbonsäure entstehenden Anhydrids und dem Siedepunkt des Wassers liegen, durch thermische Dehydratisierung der betreffenden Carbonsäuren gefunden, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß man die Dehydratisierung bei einer Temperatur innerhalb dieses Temperaturintervalls in einer Destillier- oder Rektiffziervorrichtung bekannter Bauart, vorzug& weise in einer Rektifizierkolonne, deren Blase und Abtriebsteil Heizeinrichtungen aufweisen, oder in einer Glockenbodenkolonne, deren Abtriebsteil unabhängig voneinander beheizbare Böden aufweist, durchführt und das Benzoesäure- oder das Dicarbonsäureanhydrid in reiner Form im Sumpf der Kolonne abzieht. Das Verfahren ist also im Gegensatz zu den bekannten Verfahren ohne Mitverwendung irgendeines zusätzlichen Stoffes durchführbar, so daß weitere Destillations- oder Trennungsstufen, wie Dekantieren, Lösen, Absorbieren, Extrahieren usw., entfallen. Das als Spaltprodukt direkt anfallende Carbonsäureanhydrid wird vielmehr ohne weitere Maßnahmen in sehr reiner Form und in praktisch quantitativen Ausbeuten erhalten. Schließlich kann auch der Stoff- und Wärmeaustausch bei dem erfindungsgemäßen Verfahren leicht gesteuert werden.
Nebenprodukte treten praktisch nicht auf.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist anwendbar für Benzoesäure und solche zweibasischen Carbonsäuren, deren Siedepunkte und deren Spalttemperaturen zwischen den Siedepunkten ihrer Spaltprodukte, d. h. also des jeweiligen Anhydrids und des Wassers, liegen, also beispielsweise für Maleinsäure, Bernsteinsäure, Camphersäure, Naphthalindicarbonsäure-(1,8), Phthalsäure.
Die Destillier- oder Rektifizierapparate, in denen die Reaktion abläuft, können die üblichen Konstruktionsformen aufweisen, d. h., sie können bei spielsweise als Bodenkolonnen oder als Füllkörporkolonnen ausgebildet sein.
Die Wärmezufuhr kann in bekannter Weise über einen außenliegenden Verdampfer erfolgen. Man kann aber auch mit Vorteil eine Rektifiziervorrichtung verwenden, dessen Blase und Abtriebsteil Heizeinrichtungen aufweisen. Dadurch kann man die Wärmezufuhr besser steuern, etwa empfindliche Anhydride schonen oder einem Festwerden in der Kolonne vorbeugen.
Besonders einfach wird die Regulierung der Wärme zufuhr, wenn man eine Glockenbodenkolonne verwendet, deren Abtriebsteil Böden aufweist, die unabhängig voneinander beheizbar sind.
In der Zeichnung ist ein Fließbild des Verfahrens im beispielsweisen Ablauf wiedergegeben. Die Ausgangscarbonsäure, z.B. eine trockene Carbonsäure, tritt bei 1 in die Kolonne ein. Das als Sumpfprodukt anfallende Carbonsäureanhydrid wird bei 3 abgezogen, das als Kopfprodukt erhaltene Wasser läuft bei 4 ab. Der Verstärkerteil 5 der Kolonne enthält Füllkörper, der Abtriebsteil 6 unabhängig voneinander beheizbare Glockenböden. Die Blase 7 ist mit einer Heizeinrichtung 8 ausgestattet. Mit 9 ist ein Kondensator und mit 10 sind Mengenmesser bezeichnet, die zur Einstellung des für die Produktreinheit notwendigen Rücklaufes bzw. der Destillatentnahme dienen.
Unter Verwendung einer gleichartigen Vorrichtung kann man auch eine wäßrige Carbonsäurelösung dehydratisieren. In diesem Falle ist es jedoch zweckmäßig, die Carbonsäurelösung am Kopf der Kolonne bei 2 aufzugeben.
Die Erfindung wird durch die nachfolgenden Beispiele erläutert.
Beispiel 1 Einer Kolonne der oben beschriebenen Art von 0,25 m Durchmesser, deren Verstärkerteil eine Füllkörperschicht von 2 m Länge aufweist und deren Abtriebsteil mit zwanzig elektrisch beheizten Böden ausgerüstet ist, werden stündlich 100 kg trockene, geschmolzene Maleinsäure kontinuierlich flüssig zugeführt. Man gewinnt als Sumpfprodukt bei einer Sumpftemperatur von 2700 C stündlich 84 kg Maleinsäureanhydrid von 98,30/oiger Reinheit, während Wasser über Kopf bei etwa 1400 C übergeht. Das Produkt enthält keine Fumarsäure.
Beispiel 2 Am Kopf einer Kolonne der im Beispiel 1 verwendeten Art werden stündlich 150 kg einer 500/obiger wäßrigen Maleinsäurelösung aufgegeben. Man führt die Dehydratisierung bei einer Sumpftemperatur von 265 bis 2700 C durch und erhält als Sumpfprodukt stündlich 63 kg Maleinsäureanhydrid von 98,10/oiger Reinheit, während als Kopfprodukt Wasser bei einer Temperatur von etwa 1400 C überdestilliert.
Beispiel 3 In die gleiche wie im Beispiel 1 verwendete Kolonne werden stündlich etwa 100 kg flüssige Bernsteinsäure kontinuierlich eingeführt. Die Sumpftemperatur beträgt etwa 208 bis 2120 C. Über Kopf der Kolonne destilliert Wasser bei einer Temperatur im Kolonnenkopf von etwa 690 C ab. Das im Sumpf zurückbleibende Bernsteinsäureanhydrid fällt in einer Reinheit von 95 bis 97 O/o an.
Beispiel 4 Die in den bisherigen Beispielen verwendete Kolonne wurde mit Camphersäure beschickt. Die De hydratisierung erfolgte bei einer Sumpftemperatur von etwa 200° C. Am Kopf der Kolonne destillierte Wasser bei einer Temperatur von 760 C im Kolonnenkopf. Das im Sumpf zurückbleibende Camphersäureanhydrid hatte einen Reinheitsgrad von 96,5 bis 98O/o.
Beispiel 5 Es wurde wie im Beispiel 4 gearbeitet, nur daß an Stelle von Camphersäure Phthalsäure in die Kolonne eingeführt wurde. Bei einer Sumpftemperatur von 2200 C und einer Kopftemperatur der Kolonne von 600 C konnte im Sumpf der Kolonne Phthalsäureanhydrid vom Reinheitsgrad 95,5 bis 98 0/o gewonnen werden.
Beispiel 6 In die in den Beispielen 1 bis 5 verwendete Kolonne wurde Benzoesäure gegeben. Während hierbei die Sumpftemperatur im Bereich zwischen 248 und 2550 C lag, destillierte Wasser über Kopf der Kolonne bei einer Temperatur von etwa 450 C im Kolonnenkopf ab. Aus dem Sumpf der Kolonne wurde Benzoesäureanhydrid mit einem Reinheitsgrad von 95,5 bis 980/0 gewonnen.

Claims

PATENTANSPRUCH: Verfahren zur gleichzeitigen Herstellung und Gewinnung von Benzoesäureanhydrid oder von Anhydriden solcher zweibasischer Carbonsäuren, bei denen die Anhydridbildung unter intramolekularer Abspaltung von 1 Molekül Wasser verläuft und deren Siedepunkte und deren Dehydratisierungstemperaturen zwischen dem Siede punkt des aus der Carbonsäure entstehenden Anhydrids und dem Siedepunkt des Wassers liegen, durch thermische Dehydratisierung, da durch gekennzeichnet, daß man die Dehydratisierung bei einer Temperatur innerhalb dieses Temperaturintervalls in einer Destillier- oder Rektifiziervorrichtung bekannter Bauart, vorzugsweise in einer Rektifizierkolonne, deren Blase und Abtriebsteil Heizeinrichtungen aufweisen, oder in einer Glockenbodenkolonne, deren Abtriebsteil unabhängig voneinander beheizbare Böden aufweist, durchführt und das Benzoesäure- oder das Dicarbonsäureanhydrid in reiner Form im Sumpf der Kolonne abzieht.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift Nr. 1 020310; USA.-Patentschriften Nr. 1 421 640, 2 789 988; kritische Patentschrift Nur.783025; schwedische Patentschrift Nr. 148488.