DE1252651B - Verfahren zur Ent Wasserung von Gemischen niedermolekularer gesättigter Fettsauren - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

Int. CL: C07c i>3 'OO

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Deutsche Kl.: 12 ο-11

Nummer: 1252 651

Aktenzeichen: D 46984IV b/12 ο

Anmeldetag: 8. April 1965

Auslegetag: 26. Oktober 1967

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Die Erfindung bezieht sich auf die Entwässerung von Gemischen niedermolekularer gesättigter Fettsäuren.

Diese Entwässerung durch einfache Destillation ist deshalb nicht möglich, weil die im Oxydationsgemisch vorhandene Propionsäure ein azeotrop siedendes Gemisch mit Wasser bildet.

Auch die Verwendung einer Reihe bekannter Schleppmittel für Wasser ist nicht möglich, weil sie mit den Carbonsäuren entweder reagieren oder ebenfalls Azeotrope bilden. Eines der wenigen handelsüblichen Lösungsmittel, die sich als einigermaßen brauchbare Schleppmittel erwiesen, ist Isopropyläther, jedoch bildet dieser Äther leider mit Wasser ein azeotrop siedendes Gemisch, das nur etwa 4°/₀ Wasser enthält, so daß bei der Destillation übermäßig große Äthermengen verwendet werden müssen, was nicht zuletzt die Betriebskosten stark erhöht.

Bei der Entwässerung der in Rede stehenden Fettsäuren ergibt sich als weiteres Problem, daß das wäßrige Oxydationsgemisch Korrosionsprodukte enthält, die während der Oxydation der Kohlenwasserstoffe entstanden sind und die bei der Aufarbeitung, z. B. durch Destillation, die verwendeten Apparaturen schädigen.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Entwässerung von Gemischen niedermolekularer gesättigter Fettsäuren, die durch Oxydation vorzugsweise von Paraffinkohlenwasserstoffen mit 4 bis 8 Kohlenstoffatomen mit Sauerstoff in flüssiger Phase gewonnen wurden, unter Verwendung von Isopropyläther als Extraktionsmittel, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man nach dem Abdestillieren niedrig- und hochsiedender Bestandteile aus dem rohen Oxydationsprodukt die zurückbleibende C₁- bis C₃-Fettsäuren enthaltende wäßrige Fraktion mit Isopropyläther extrahiert und anschließend den Extrakt durch Destillation in ein aus Wasser und Isopropyläther bestehendes Kopfprodukt und in ein praktisch wasserfreie Fettsäuren enthaltendes Sumpfprodukt trennt.

Die Extraktion und die Destillation werden vorzugsweise in einem Kreislaufsystem kombiniert, in dem der aus dem kondensierten Kopfprodukt der Destillation gewonnene Isopropyläther als Extraktionsmittel verwendet wird. Hierbei wird das als Kopffraktion der Destillation erhaltene Isopropyläther-Wasser-Gemisch in zwei Schichten getrennt. Ein Teil der Isopropylätherschicht wird als Rückfluß in die Destillation zurückgegeben, während der Rest in die Extraktion geführt wird, die vorzugsweise im Gegenstrom betrieben wird. Die Wasserschicht aus dem als Kopfprodukt erhaltenen Kondensat wird vorzugsweise mit Verfahren zur Entwässerung von Gemischen
niedermolekularer gesättigter Fettsäuren

Anmelder:

The Distillers Company Limited,

Edinburgh (Großbritannien)

Vertreter:

Dr.-Ing. A. v. Kreisler, Dr.-Ing. K. Schönwald,

Dr.-Ing. Th. Meyer

und Dipl.-Chem. Dr. rer. nat. J. F. Fues,

Patentanwälte, Köln 1, Deichmannhaus

Als Erfinder benannt:

Leslie Dawson Fish, Hull, East Yorkshire

(Großbritannien)

Beanspruchte Priorität:

Großbritannien vom 9. April 1964 (14 826)

dem wäßrigen Ablauf der Extraktionsvorrichtung vereinigt und aus dem Gemisch durch Destillation geringe Mengen Isopropyläther als Kopfprodukt zur Rückführung in das System erhalten.

Vor der Extraktion mit Isopropyläther wird das rohe Oxydationsprodukt durch Destillation in üblicher Weise von hochsiedenden und niedrigsiedenden Bestandteilen befreit. Die hochsiedenden Bestandteile sind ein Gemisch aus Mono- und Dicarbonsäuren und neutralen Reaktionsprodukten, wie Ketonen, Estern und Laktonen, mit einem Siedepunkt über 140°C. Die niedrigsiedenden Bestandteile sind nicht umgesetzte Kohlenwasserstoffe und neutrale Oxydationsprodukte, wie Ketone und Ester, mit einem Siedepunkt bis zu 70⁰C. Der Wassergehalt der anschließend aufzuarbeitenden Fettsäurelösung kann dann gegebenenfalls auf einen bevorzugten Wert von 20 bis 50 Gewichtsprozent eingestellt werden, wobei jedoch auch größere oder kleinere Mengen Wasser vorhanden sein können.

Die erfindungsgemäß zu entwässernden Fettsäuregemische können auch Buttersäure enthalten.

Eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird im folgenden an Hand eines Fließschemas beschrieben.

Ein Gemisch aus Ameisensäure, Essigsäure, Propionsäure und Buttersäure mit einem Wassergehalt von

709 679/557

wenigstens 20 °/₀ wird in der Extraktionsvorrichtung 1 mit Isopropyläther im Gegeenstrom extrahiert. Als Extraktionsapparatur eignet sich ein Extraktor, der mit einer rotierenden Scheibe arbeitet, eine Siebbodenkolonne, eine Kombination von Mischern und Absitzgefäßen oder andere geeignete Flüssig-Flüssig-Extraktionsvorrichtuhgen. Das wäßrige Säuregemisch wird oben zugeführt, während Isopropyläther durch Leitung 2 am Fuß der Extraktionsapparatur 1 eingeführt wird. Ein Isopropylätherextrakt, der praktisch die gesamten Säuren und etwas Wasser enthält, wird vom Kopf der Extraktionsapparatur abgezogen und in die Destillationskolonne 3 an einem Zwischenpunkt eingeführt, während Wasser, das Spuren von Säuren und Isopropyläther enthält, vom Fuß der Extraktionsapparatur 1 abgezogen wird. In der Destillationskolonne 3 wird das Gemisch aus Säuren und Isopropyläther fraktioniert, wobei als Kopfprodukt ein azeotropes Isopropyläther-Wasser-Geniisch und als Rückstand das praktisch wasserfreie Fettsäuregemisch anfällt. Das Isopropyläther-Wasser-Kopfprodukt wird im Trenngefäß 4 durch Kühlung kondensiert und der Trennung in zwei Schichten überlassen. Ein Teil des Isopropyläthers wird als Rückfluß wieder in die Destillationskolonne und der Rest durch Leitung 2 unten in die Extraktionsapparatur 7 zurückgeführt. Frischer Isopropyläther zur Ergänzung kann durch Leitung 5 nach Bedarf eingeführt werden. Die wäßrige Schicht aus dem Trenngefäß 4 wird mit dem wäßrigen Ablauf vom Boden der Extraktionsapparatur 1 vereinigt und über die Kolonne 6 destilliert, wobei geringe Mengen Isopropyläther als Kopfprodukt gewonnen und zum Trenngefäß 4 zurückgeführt werden.

Das Verfahren gemäß der Erfindung wird durch das folgende Beispiel weiter erläutert.

Beispiel

19 g eines Gemisches aus 34 Gewichtsprozent Wasser, 10% Ameisensäure, 50°/₀ Essigsäure und 6% Propionsäure, das durch Oxydation von Schwerbenzin mit Luft in der Flüssigphase hergestellt worden war, wurde nach dem vorherigen Abdestillieren von niedrigsiedenden (bis 70⁰C) und hochsiedenden Bestandteilen (über 140⁰C) in einer geeigneten Apparatur nach dem Schema der Zeichnung entwässert. Das wäßrige Säuregemisch wurde in einer Menge von 239 g/Std. in die Extraktionsapparatur 1 eingeführt. Isopropyläther aus dem Trenngefäß 4 wurde durch Leitung 2 in einer Menge von 708 g/Std. von unten in die Extraktionsapparatur eingeführt. Dieser Isopropyläther enthielt 0,5 Gewichtsprozent Wasser und 0,05 °/₀ Säuren, berechnet als Essigsäure. Der Isopropylätherextrakt wurde vom Kopf der Extraktionsapparatur in einer Menge von 920 g/Std. abgezogen. Er bestand aus 4,45 % Wasser und 17,8% Säuren (berechnet als Essigsäure), Rest Isopropyläther. Dieser Extrakt wurde der mit 30 Böden versehenen Destillationskolonne 3 am 24. Boden zugeführt und kontinuierlich destilliert, wobei als Kopffraktion ein Isopropyläther-Wasser-Gemisch, das 4,5% Wasser und 95,5% Isopropyläther enthielt, in einer Menge von 1,01 g/Std. erhalten wurde. Diese Kopffraktion trennte sich im Gefäß 4 in eine obere Schicht aus Isopropyläther. 30% dieser Schicht wurden als Rückfluß in die Kolonne zurückgegeben. Der Rest des Isopropyläthers wurde durch Leitung 2 wieder in die Extraktionsapparatur 1 zurückgeführt. Vom Fuß der Destillationskolonne 3 wurde ein Fettsäuregemisch, das weniger als 0,3 Gewichtsprozent Wasser enthielt, in einer Menge von 156 g/Std. abgezogen.

Die Wasserschicht (46 g/Std.) aus dem im Trenngefäß 4 kondensierten Kopfprodukt, die 0,15 Gewichtsprozent Säuren und 0,5 Gewichtsprozent, Isopropyläther enthielt, wurde mit dem wäßrigen Ablauf der Extraktionsapparatur 1 vereinigt und der Kolonne 6 zugeführt, in der der gelöste Isopropyläther vom Wasser getrennt und zurückgewonnen wurde. Vom Fuß dieser Kolonne wurde Wasser in einer Menge von g/Std. abgezogen und verworfen. Die geringe Kopffraktion aus Isopropyläther (0,4 g/Std. vom Siedepunkt 65° C) wurde in das Trenngefäß 4 zurückgeführt.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Entwässerung von Gemischen niedermolekularer gesättigter Fettsäuren, die durch Oxydation vorzugsweise von Paraffinkohlenwasserstoffen mit 4 bis 8 Kohlenstoffatomen mit Sauerstoff in flüssiger Phase gewonnen wurden, unter Verwendung von Isopropyläther als Extraktionsmittel, dadurch gekennzeichnet, daß man nach dem Abdestillieren niedrig- und hochsiedender Bestandteile aus dem rohen Oxydationsprodukt die zurückbleibende C₁- bis C₃-FeU-säuren enthaltende wäßrige Fraktion mit Isopropyläther extrahiert und anschließend den Extrakt durch Destillation in ein aus Wasser und Isopropyläther bestehendes Kopfprodukt und in ein praktisch wasserfreie Fettsäuren enthaltendes Sumpfprodukt trennt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den im Kopfprodukt der Destillation des Extrakts enthaltenen Isopropyläther nach seiner Abtrennung vom Wasser teilweise in die Extraktion zurückführt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Extraktion im Gegenstrom durchführt.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man aus dem aus der Kopffraktion der Destillation des Extrakts abgetrennten Wasser nach seiner Vereinigung mit dem wäßrigen Ablauf der Extraktionsvorrichtung in ihm gelösten Isopropyläther abdestilliert.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man als Einsatzmaterial wäßrige Fettsäurelösungen mit einem Wassergehalt von 20 bis 50 Gewichtsprozent verwendet.

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das zu entwässernde Fettsäuregemisch auch Buttersäure enthält.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 595 499.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

709 679/557 10. 67 © Bundesdruckerei Berlin