DE2349226A1 - Verfahren zur reinigung von aceton - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE

Dlpl.-lng. P. WIRTH · Dr. V. SCHMIED-KOWARZIK D[p!.-Ing. G. DANNENBERG · Dr. P. WEINHOLD · Dr. D. GUDEL

281134 β FRANKFURT AM MAIN

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2870M . GR. ESCHENHEIMEFI STRASSE 39

SK/SK

BP Case CG.3335

BP Chemicals International Limited Britannic House, Moor Lane London EC2Y 9BU / England

Verfahren zur Reinigung von Aceton

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein l/erfahren zur Reinigung von Aceton, insbesondere Aceton, das als Webenprodukt in der Spaltung von Cumolhydroperoxid zur Bildung von Phenol erhalten uiird.

Bekanntlich wird bei der Säurespaltung von Cumolhydroperoxid neben Phenol auch Aceton gebildet. Dieses Aceton enthält eine Anzahl höher und niedriger siedender Verunreinigungen, wie Cumol, Mesityloxid und Acetaldehyd, die entfernt u/erden müssen, bevor das Aceton für den Handel geeignet ist. Nach der Abtrennung vom Phenol kann daher das Aceton durch Destillation in zwei Kolonnen gereinigt werden, ujobei in der ersten Kolonne die niedrig siedenden Verunreinigungen als Destillat entfernt u/erden und Alkali zur beschleunigten Kondensation des restlichen Acetaldehyde zur Bildung von Aldol zugefügt luirdj von diesem luird das von niedriger siedenden Verunreinigungen befreite, jedoch noch Aldol enthaltende Aceton als Bodenprodukt entfernt. In der zu/oiten

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Kolonne wird das Badenmaterial aus der ersten Kolonne zur Entfernung von reinem Aceton als Überkopfdestillat destilliert. Es hat sich jedoch herausgestellt, daß, uienn in dieser zweiten Kolonne zu viel Aceton überkopf entfernt wird, eine größere Menge des im Rückstand verbleibenden Aldols unter Bildung von Acetaldehyd zersetzt u/ird, der ebenfalls überkopf abdestilliert und das Acetonprodukt verunreinigt. Dagegen., ist die Destillation nur eines Teils des Acetons zur Vermeidung einer Zersetzung des Aldols eindeutich unwirtschaftlich, ungeachtet der Tatsache, daß das nicht gewonnene Aceton Probleme bei der Abwasserentfernung mit sich bringt.

Ziel der uorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Werfahrens zur Destillation des Acetons zwecks Reinigung, das die oben 'genannten Nachteile im wesentlichen überwindet.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Reinigung eines durch Säurekatalysierte Spaltung von Cumolhydroperoxid gebildeten, Acetaldehyd enthaltenden Acetons ist dadurch gekennzeichnet, daß man eine Aceton und Acetaldehyd enthaltende Mischung in einer ersten Kolonne zur Entfernung van Acetaldehyd überkopf und in Anwesenheit von ausreichend Alkali zwecks Kondensation des restlichen Acetaldehyds unter Bildung von Aldol und Entfernung des aldolhaltigen Acetons als Bodenmaterial destilliert, das Bodenmaterial in einer zweiten Kolonne weiter zur Entfernung von höchstens etwa 99 % des Acetons als praktisch reines Überkopfdestillat destilliert, das Bodenprodukt aus der zweiten Kolonne in einer dritten •Kolonne unter solchen Bedingungen destilliert, daß das Destillat das restliche Aceton und jeglichen Acetaldehyd aus der Zer-

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setzung des Aldols umfaßt,

Es wird bevorzugt, das Destillat aus der dritten Kolonne entweder zur ersten Kolonne, in welcher Acetaldehyd über kopf entfernt

wird, oder zur Säure-katalysierten Spaltung von Cumolhydroperoxid oder zu den Produkten aus der Säure-katalysierten Spaltung von Cumolhydroperoxid zurückzuführen.

In der ersten Kolonne, die unter praktisch atmosphärischem Druck und bei einer Temperatur von etwa 50⁰C. am Kopf arbeiten kann, wird zur beschleunigten Aldolkondensation des restlichen Acetaldehyds ein Alkali, wie Natriumhydroxid, zugegeben. Die Beschikkung aus Aceton und Acetaldehyd zur Kolonne wird an einem mitt- . leren Punkt in dies'e eingeführt, und in einem weiteren Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens wird Bin Hauptteil des Alkalis an einem Punkt unterhalb des Beschickungspunktes der Aceton/Acetaldehyd-Mischung in die Kolonne eingeführt, während der restliche, geringere Anteil oberhalb dieses Beschickungspunktes eingeführt wird. Es wurde gefunden, daß durch diese Arbeitsweise die Korrosion im oberen Teil der Kolonne vermindert wird und ein größerer Teil des Acetaldehydgehaltes der Mischung überkopf entfernt wird.

Die zweite Kolonne kann zweckmäßig unter vermindertem Druck z.B. mit einer Kopftemperatur von Btwa 40⁰C. betrieben werden. Das aus praktisch reinem Aceton bestehende Destillat ist, wie festgestellt wurde, von besserer Qualität als es bisher erhältlich war (entsprechend dem Permanganat-Test). Das Bodenprodukt aus der Kolonne

mindestens muß mindestens 0,1 %_t vorzugsweise/etwa 1 %, Aceton enthalten. Weiterhin enthält es Aldol und kann zusätzlich Cumol, Mesityloxid und Wasser enthalten.

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In der dritten Kolonne wird das Bodenprodukt aus der zweiten Kolonne zur Gewinnung und Rückführung von restlichem Aceton als Destillat destilliert. Unter diesem Bedingungen wird etwas Aldol zu Acetaldehyd zersetzt, der mit dem Aceton überdestilliert und mit diesem zurückgeführt wird.

Das Bodenprodukt aus der dritten Kolonne, das Cumol, Mesityloxid und Wasser enthalten kann, wird zur weiteren Behandlung geleitet. Typische Arbeitsbedingungen sind- ein Druck von 950 mm Hg abs. und eine Temperatur von 85⁰C. am Kopf der Kolonne.

Die folgenden Beispiele veranschaulichen die vorliegende Erfindung, ohne sie zu beschränken.

Beispiel \.

Rohes, Acetaldehyd enthaltendes Aceton aus der Säure-katalysierten Spaltung von Cumolhydroperoxid wurde in einer ersten Kolonne in Anwesenheit von Natriumhydroxid zur L'berkopfentfernung leichter Fraktionen und insbesondere Acetaldehyd destilliert« Dann wurde das Bodenprodukt unter vermindertem Druck und solchen Bedingungen einer zweiten Destillation unterworfen, daß 1,8 % Aceton im Bodenprodukt verlieben. Das uberkopf erhaltene reine Aceton hatte eine Permanganatzeit von über 24 Stunden, gemessen nach dem Standard-Verfahren (BS 509-1971).

Das Bodenprodukt bestand aus 2 Phasen. Die wässrige, 1,8 % Aceton enthaltende Phase wurde in einer ungefüllten Laboratoriumskolonne von 50 cm Länge und 5 cm Durchmesser einer kontinuierlichen Wasserdampfabstrippbehandlung unterworfen. Bei einer Beschickungs-

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temperatur von 27⁰C. und 'einer Beschickungsgeschwindigkeit von 20 cm/min wurde die Bodentemperatur auf 99 C. gehalten und ergab 2,3 ccm/min Destillat mit einem Gehalt an Acetonbeschickung von 89 %.

Beispiel 2_

Rohes, Acetaldehyd enthaltendes Aceton aus der Säure-katalysierten Spaltung von Cumolhydroperoxid wurde in einer ersten Kolonne i.n Anwesenheit von Natriumhydroxid zur Überkppfentfernung leichter Fraktionen und insbesondere Acetaldehyd destilliert.. Das Bodonprodukt wurde dann unter vermindertem. Druck unter solchen Bedingungen einer zweiten Destillation unterworfen, daß 1,7 % Aceton in demselben verblieben. Das überkopf erhaltene reine Aceton hatte eine Permanganatzeit über 24 Stunden, gemessen nach dem Standard-Verfahren (BS 509-1971)'.

Die organische_s 1,7 % Aceton enthaltende Phase das Bodenproduktes wurde bei 20 ccm/min und 38⁰C₀ in .eine mit Raschig-Ringen gefüllte Laboratoriumskolonne von 50 cm Länge und 5 cm Durchmesser eingeführt. Die Bodentemperatur wurde durch kontinuierliches Wasserdampf abstripppen auf 82⁰C. gehalten, das Destillat betrug 2_?0 cm/min und enthielt 99 % der Acetonbeschickupg,, Vergleichstest
Das in Beispiel 1 und 2 verwendete, rohe Aceton wurde dem in die-

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sen Beispielen verwendeten Destillationsverfahren unterworfen, wobei jedoch mehr als 99 % der Acetonbeschickung zur zweiten Destillationskolonne überkopf abgetrieben wurden, so daß im Bodenstrom nur 0,3 % Aceton verblieben. Die Qualität des Acetons,

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gemessen nach dem BS 509-1971 Standard-Verfahren, hatte sich so verschlechtert, daß die Permanganatzeit weniger als 24 Stunden betrug.

Entsprechend dem neuen Verfahren wird in der ersten Kolonne eine solche Menge an Alkalihydroxid zugegeben, daß nach IMeutralisierung des eventuell anwesenden Phenols 0,1-1 Gew.~%_f vorzugsweise etwa 0,25 Geuj.-$, bezogen auf die Beschickung, freies Alkali vorhanden ist, das mit dem Acetaldehyd reagieren kann» Temperatur und Druck in der Kolonne werden so eingestellt, daß die Vorläufe und Acetaldehyd über Kopf entfernt aerden, nicht jedoch das Aceton. Der Druck ist normalerweise atmosphärisch oder leicht erhöht. In der zweiten Kolonne werden solche Temperatur- und Druckbedingungen eingestellt s daß vorzugsweise 1-2 oder bis 3 Gew„->b des vorhandenen Acetons im Bodenniateriai zurückbleiben ο Der Druck ist dabei meist atmosphärisch bis leicht verminderte In der dritten Kolonne wird dann - meist unter ähnlichen Bedingungen wie in der ersten Kolonne -. das restliche Aceton (zusammen mit etwas Acetaldehyd) abdestilliert,, Der Druck raird dazu oft leicht erhöht^ und daraus ergibt sich die Temperatur.

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Claims (10)

1. Patentansprüche

   /T.J- Verfahren zur Reinigung von acetaldehydhaltigem Aceton, hergestellt durch Säure-katalysierte Spaltung von Cumolhydroperoxid, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Aceton und Acetaldehyd enthaltende Mischung in einer ersten Kolonne zur Überkopfentfernung von Acetaldehyd und in Anwesenheit von ausreichend Alkali zwecks Kondensation des restlichen Acetaldehyde unter Bildung von Aldol und Entfernung des aldolhaltigen"Acetons als Bodenprodukt destilliert, das Bodenprodukt in einer zweiten Kolonne zur Entfernung von höchstens etwa 99 % des Acetons als praktisch reines, Oberkopfdestillat weiter destilliert und das Bodenprodukt aus der
   zweiten Kolonne in einer dritten Kolonne unter solchen Bedingungen destilliert, daß das Destillat das restliche Aceton und jeglichen Acetaldehyd aus der Zersetzung von Aldol umfaßt.
2. 2.- Verfahren Bach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
   "Destillat aus äer dritten.Kolonne eniiueder zur ersten Kolonne, in welcher Acetaldehyd überkopf entfernt uiird, oder zur Säure-katalysierten Spaltung von Cumolhydroperoxid oder zu den Produkten
   aus dieser Säure-katalysierten Spaltung von Cumolhydroperoxid
   zurückgeführt uiird.
3. 3,- Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Kolonne bei praktisph atmosphärischem Druck und einer Temperatur von etwa 50°C. am Kopf betrieben wird.
4. 4.- Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Kondensation von restlichem Acetaldehyd unter Bildung von
   Aldol als Alkalimaterial Natriumhydroxid verwendet wird.

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5. 5,- Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das durch Säure-katalysierte Spaltung von Cumolhydroperoxid hergestellte, Acetaldehyd enthaltende Aceton an einem mittleren Punkt in die erste Kolonne eingeführt wird und der Hauptanteil des Alkali an einem Punkt unterhalb des Einführungspunktes des acetaldehydhaltigen Acetons in diese Kolonne eingeführt wird, · während der geringere restliche Anteil des Alkali oberhalb des Einführungspunktes des Acetaldehyd enthaltenden Acetons eingeführt wird.
6. 6.- Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Kolonne bei vermindertem Druck betrieben wird.
7. 7»- Verfahren nach'Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopftemperatur in der zweiten Kolonne etwa 40⁰C. beträgt.
8. B,- Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß __das_Bo_denprgdukt .aus _der__zweiten Kolonne^ mindestens Dj 1 % Aceton snthält.
9. 9,- Verfahren nach Anspruch 8₅ dadurch gekennzeichnet, daß das Bodenprodukt etwa 1 % Aceton enthält.
10. 10.- Verfahren nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Kolonne bei einem Druck von etwa 950 mm Hg abs. und einer Temperatur von etwa 85°C_e am Kopf betrieben wird.

    Der Patentanwalt: