DE2812682A1

DE2812682A1 - Verfahren zur entsalzung von glykolsaeureloesungen unter verwendung von mit wasser mischbaren loesemitteln

Info

Publication number: DE2812682A1
Application number: DE19782812682
Authority: DE
Inventors: Hans Juergen Dipl Chem Dr Arpe; Ernst Ingo Dipl Chem D Leupold; Bernhard Dipl Chem Dr Wojtech
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1978-03-23
Filing date: 1978-03-23
Publication date: 1979-10-04

Description

Verfahren zur Entsalzung von Glykolsäurelösungen unter
Verwendung von mit Wasser mischbaren Lösemitteln Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entfernung von Natriumchlorid aus wäßriger Glykolsäurelösung. Großtechnisch wird Glykolsäure hauptsächlich durch Hydrolyse von Monochloressigsäure mit Natronlauge hergestellt. Das hierbei in stöchiometrischer Menge entstehende Natriumchlorid bleibt wegen seiner guten Löslichkeit zu einem beträchtlichen Teil in der wässrigen Glykolsäurelösung. So enthält zum Beispiel handelsiibliche 57 %ige Glykolsäurelösung 12 - 14 Gew.- Natriumchlorid. Dieser hohe Salzgehalt wirkt zwangsläufig als Ballast bei der Verwendung dieser Lösungen in der Lederindustrie und in der Pelzveredelung. Außerdem ist durch die hohe Chlorid-Ionenkonzentration die Korrosivität solcher Lösungen beträchtlich, was bei der Handhabung, Lagerung und beim Einsatz zum Entkalken von technischen Apparaten, wie z.B.
Wärmeaustauschern - einem weiteren Einsatzgebiet wäßriger Glykolsäurelösungen - nachteilig ist.
Es gab bisher kein einfaches, mit einem vertretbaren wirtschaftlichen Aufwand durchzuführendes Verfahren, das Natriumchlorid aus Glykolsäurelösung zu entfernen.
Destillationsverfahren scheiden beispielsweise aus, da Glykolsäure nur unter Zersetzung destillierbar ist.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist nun ein Verfahren zur Entfernung von Natriumchlorid aus wäßriger Glykolsäurelösung, dadurch gekennzeichnet, daß man die Lösung mit der 1 bis 10-fachen Gewichtsmenge eines mit Wasser mischbaren organischen Lösemittels versetzt und nach Abtrennung des ausfallenden Natriumchlorids die Glykolsäure vom Lösemittel abdestilliert.
Das erfindungsgemäße Verfahren gestattet damit überraschenderweise eine nahezu quantitative Abtrennung des Natriumchlorids ohne größeren technischen Aufwand.
Aus einer handelsüblichen, ca. 57 zeigen wäßrigen Glykolsäurelösung (NaCl-Gehalt: 12 - 14 Gew.-%) lassen sich auf diese Weise mehr als 99 % des Salzes abtrennen. Die Art des Lösemittels ist entscheidend für eine möglichst weitgehende Entsalzung der Glykolsäurelösung. Einerseits muß es mit Wasser vollständig mischbar sein, damit es nicht zur Ausbildung einer zweiten flüssigen Phase kommt; andererseits muß seine Löslichkeit für Natriumchlorid möglichst gering sein.
Es hat sich nun überraschenderweise gezeigt, daß mit Wasser mischbare organische Lösemittel wie Alkohole, Ketone und Äther oder Gemische dieser Lösemittel diese Funktion erfüllen können. Besonders die gegenüber der Carboxylgruppe der Glykolsäure inerten Ketone und Äther eignen sich zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Geeignet sind z.B. Aceton, 1.4-Dioxan, Isopropanol, Isobutanol, Tetrahydrofuran, n-Propanol, n-Methylpyrrolidon-2, Methoxybutanol, n-Butanol, tert.-Butanol.
Vorzugsweise verwendet man Aceton oder 1,4-Dioxan.
Man verwendet die 1 bis 10-fache Menge Lösemittel, bezogen auf die Masse der zu reinigenden Glykolsäurelösung.
Geht man z.B. von einer höher konzentrierten Glykolsäurelösung aus, so ist es oft schon ausreichend, diese Lösung mit der gleichen Menge an Lösemittel zu versetzen, um eine weitgehende Verminderung des Salzgehaltes zu erreichen. Besteht die Aufgabe darin, den Salzgehalt nur mäßig zu verringern, so genügt auch bei einer verdünnten Glykolsäurelösung eine etwa gleiche Volumenmenge an Lösemittel.
Will man aus stark verdünnter Glykolsäurelösung noch eine weitgehende Entfernung des Natriumchlorids erreichen, so müssen Lösemittelalongen eingesetzt werden, die etwa das Zehnfache der Glykolsäurelösung ausmachen.
Bei stark mit Wasser verdünnten Glykolsäurelösungen hat es sich als sehr vorteilhaft erwiesen, vor Zugabe des Lösemittels das Wasser destillativ weitgehend zu entfernen.
Aber auch ohne diese Maßnahme kann das erfindungsgemäße Verfahren durchaus wirtschaftlich eingesetzt werden, da das verwendete Lösemittel während des Entsalzungs-Vorgangs praktisch nicht verbraucht wird. Nach Abtrennung des ausgefallenen Salzes kann das auf diese Weise erhaltene Gemisch aus Glykolsäure, Lösemittel und Wasser nach Ublichen Methoden aufgearbeitet werden.
Wir die Herstellung kristalliner Glykolsäure angestrebt, so destilliert man das Lösemittel weitgehend ab. Aus der so erhaltenen konzentrierten Lösung erhält man beim Abkühlen reine Glykolsäure. Die Mutterlauge kann erneut eingesetzt werden.
Das Lösemittel kann z.B. in einem Rührkolben mit Destillationsaufsatz abdestilliert werden. Soll dagegen eine wäßrige Glykolsäurelösung hergestellt werden, so dampft man das Lösemittel vollständig ab und versetzt anschließend den Rückstand mit der für die gewünschte Konzentration notwendigen Menge Wasser. Die so hergestellte Glykolsäure enthält, bedingt durch das Gleichgewicht zwischen Glykolsäure einerseits und ihrem Polyester andererseits, stets einen konzentrationsabhängigen Polyester-Anteil (Polyglykolid), der in den folgenden Beispielen in dem Ausbeutewert tür Glykolsäure enthalten ist.
Die Reaktionsgleichung lautet: Glykolsäure wird in großem Umfang in der Textil-, Leder-und Pelzverarbeitung, sowie bei der Metallreinigung, der Metallplattierung und der Desinfektion von Molkereigeräten eingesetzt. Ein weiteres Einsatzgebiet ist die Verminderung der Kesselsteinbildung in Wärmeaustauschern durch Einstellung eines geeigneten pTI-Wertes mit hilfe von Glykolsäure.
Beispiel 1: 100 g einer technischen Glykolsäurelösung (Analyse: 57 Gew.- Glykolsäure, 12 Gew.-% NaCl, 31 Gew.-% II2O) werden bei einem Unterdruck von 40 mbar eingedampft, bis etwa 95 % des Wassers entfernt sind. Nach Zugabe von 300 g Aceton fallen 97 % des Natriumchlorids aus; das Salz wird durch Filtration abgetrennt, und die klare Acetonlösung wird mit 25 g Wasser versetzt. Durch anschlieBendes Abdestillieren des Acetons bei Normaldruck erhält man 80 g einer wäßrigen 71 zeigen Glykolsäurelösung mit einem NaCl-Gehalt von<0,5 Gew.-% und einem Acetongehalt von < 0,1 Gew.-.
Beispiel 2: Man arbeitet wie in Beispiel 1 beschrieben, verwendet jedoch anstelle von Aceton 300 g 1.4-Dioxan. Es fallen mehr als 99 <; des Natriumchlorids aus. Nach Abtrennung des Salzes wird das Dioxan durch Destillation weitgehend entfernt und kann später erneut eingesetzt werden. Man versetzt den Destillationsnickstand mit 25 g Wasser und destilliert erneut 5 g des Wassers ab, wobei Dioxanreste azeotrop mit entfernt werden. Man erhält 77 g einer 74 Gew.-%igen wäßrigen Glykolsäurelösung mit einem Dioxangehalt< 0,01 % und einem NaCl-Gehalt<0,1 .
Beispiel 3: 500 g einer technischen Glykolsäurelösung (linalyse: 56 Gew.-ip Glykolsäure, 14 Gew.- NaCl, 30 Gew.- 1120) werden bei Raumteperatur mit 4,5 1 1.4-Dioxan versetzt. Es fallen 67,9 g (entsprechend 97 zu des Natriumchlorids aus.
Nach Abtrennung des Salzes werden Dioxan und Wasser durch Destillation weitgehend entfernt. Man versetzt den Destillationsrückstand mit 120 g Wasser und erhält 400 g einer 70 Gew. -igen Glykolsäurelösung.

Claims

Patentansprüche 1. Verfahren zur Entfernung von Natriumchlorid aus wäßriger Glykolsäurelösung, dadurch gekennzeichnet, daß man die Lösung mit der 1 bis 10-fachen Gewichtsmenge eines mit Wasser mischbaren organischen Lösemittels versetzt und nach Abtrennung des ausfallenden Natriumchlorids die Glykolsäure vom Lösemittel abdestilliert.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Lösemittel Aceton verwendet.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Lösemittel 1.4-Dioxan verwendet.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Glykolsäurelösung vor der Lösemittelzugabe durch Eindampfen konzentriert.