DE3019872C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von Aceton aus einem wäßrigen Destillationsrückstand, der nach der Reinigung von Rohaceton zurückbleibt.

Rohaceton, das nach verschiedenen Methoden oder als Nebenprodukt gebildet wurde, enthält im allgemeinen verschiedene Arten von Aldehyden, einschließlich Acetal­ dehyd. Die vollständige Entfernung dieser Verunreinigungen nur durch Rektifikation ist jedoch schwierig. Bekanntlich wird daher das Rohaceton zuerst einer Alkalibehandlung unterworfen, d.h., es wird in Kontakt mit Alkali oder ei­ ner wäßrigen Alkalilösung gebracht, wonach erforderlichen­ falls die Entfernung oder Neutralisation des alkalischen Mittels erfolgt. Schließlich wird rektifiziert. Gemäß einer anderen Ausführungsform wird das Rohaceton der Rektifika­ tion unterworfen, während ein alkalisches Mittel oder eine wäßrige Alkalilösung zugeführt wird. Dadurch kann aldehyd­ freies Aceton mit höherer Reinheit erhalten werden. Bei dieser Rektifikation verbleibt eine wäßrige Lösung als Rückstand in der Destillationsvorrichtung (diese wäßrige Lösung wird nachstehend kurz als "Rektifikationsrückstand" bezeichnet), die zu Abwasser aufbereitet und verworfen wird. Da jedoch der Rektifikationsrückstand organische Substanzen in hohen Konzentrationen enthält, ist die Abwasserreinigung nicht einfach und teuer.

Aus diesem Grund wurde bereits eine Methode zur Gewinnung von Aceton aus dem Rektifikationsrückstand beschrieben (JA-AS 15 473/1977).

Bei der Herstellung von Aceton im Kumolprozeß unter Ver­ wendung von Wasserstoffperoxid wird Rohaceton zusammen mit Aldehyden gewonnen. Um von Verunreinigungen, wie Aldehyde usw., freies Aceton zu erhalten, ist es schwierig, die Alde­ hyde nur durch Rektifikation vom Rohaceton zu trennen. Gewöhnlich wird aldehydhaltiges Rohaceton einer Alkali­ behandlung unterzogen, wobei die Aldehyde durch die so­ genannte Aldolkondensation in hochsiedende Verbindungen umgewandelt werden. Daraus wird dann Aceton durch Rekti­ fikation gewonnen. Durch diesen konventionellen Prozeß kann zwar hochreines Aceton, das im wesentlichen frei von Aldehyden ist, gewonnen werden, aber bei der Alkali­ behandlung wird eine beträchtliche Menge des Acetons auch kondensiert und als von dem durch Rektifikation gewonnenen hochreinen Aceton resultierender wäßriger Lösungsrückstand abgegeben. Die vorliegende Erfindung ist auf den wäßrigen Lösungsrückstand, der aus der Gewinnung von hochreinem Ace­ ton durch Rektifikation resultiert, gerichtet.

Da der wäßrige Lösungsrückstand eine große Menge Acetonkon­ densate enthält, ist es nicht möglich, diesen wie einfaches Haushaltsabwasser zu behandeln. Die Beseitigung der organi­ schen Stoffe ist naturgemäß mit hohen Kosten verbunden. Um eine Vorbehandlung des Abwassers und gleichzeitig davon die Gewinnung von Aceton zu erreichen, wird in der JA-AS 15 473/77 vorgeschlagen, dem wäßrigen Lösungsrückstand Alkali zuzuge­ ben, um die Acetonkondensate in dem wäßrigen Lösungsrückstand zu Aceton zu zersetzen, und das Aceton durch Destillation zu gewinnen. Als Prozeß zur Gewinnung von Aceton ist das in der JA-AS 15 473/77 beschriebene Verfahren wirklich bedeutend. Allerdings enthält das gewonnene Aceton noch eine große Menge an Aldehyden. Das bedeutet, es kann kein hochreines Aceton erhalten werden. Sogar wenn es zum vorangehenden Schritt rück­ geführt wird, zum Beispiel der Alkalibehandlung von Rohaceton, treten die Aldehyde wieder in dem wäßrigen Lösungsrückstand der Acetonreinigung auf. Die Aldehyde werden also nie aus dem wäßrigen Lösungsrückstand entfernt und liegen schließlich im gereinigten Aceton vor, so daß kein hochreines Aceton erhalten werden kann. Die eigentliche Aufgabe der Reini­ gung von Aceton kann nicht gelöst werden.

Aufgabe der Erfindung war es nun, die Reinigung des Acetons von den darin enthaltenen Aldehyden zu verbessern, und damit hochreines Aceton zu erhalten.

Diese Aufgabe wurde wie aus dem vorstehenden Anspruch er­ sichtlich gelöst.

Der wäßrige Lösungsrückstand, der aus der Gewinnung von Aceton durch die Reinigung stammt, wird mit Alkali behandelt, und der alkalibehandelte Rückstand als solcher einmal auf einen pH-Wert von 4 bis 9 ohne jegliche Destillation neutra­ lisiert, und dann der an den pH-Wert angepaßte Rückstand destilliert, wobei Aceton mit weniger Aldehyden erfolgreich gewonnen werden kann.

Die Erfinder befürchteten, daß die Menge des gewonnenen Ace­ tons kleiner sein könnte als die, des durch direkte Destilla­ tion alkalibehandelten Rückstandes, gemäß der JA-AS 15 473/77. Sie fanden jedoch heraus, daß die Menge des gewonnenen Acetons nicht wesentlich verringert wird, und daß das vorliegende Ver­ fahren wirtschaftlicher ist als das in JA-AS 15 473/77 be­ schriebene.

Der wäßrige Rektifikationsrückstand ist eine wäßrige Rück­ standslösung, die in der Destillationsvorrichtung verbleibt, nachdem Aceton aus Rohaceton mit Hilfe der vorstehend be­ schriebenen bekannten Methode gewonnen wurde, gemäß der das Rohaceton einer Alkalibehandlung unterworfen wird, d.h., mit Alkalien oder einer wäßrigen Alkalilösung in Kontakt gebracht wird, wonach gegebenenfalls die Entfernung oder Neutralisation von Alkali erfolgt, und schließlich der Rektifikation unter­ worfen wird, oder gemäß der das Rohaceton der Rektifika­ tion unterworfen wird, während Alkali oder eine wäßrige Alkalilösung zugeführt wird. Wenn bei dieser Methode das Rohaceton kein Wasser enthält oder nur wenig Wasser ent­ hält, werden als Alkalien wäßrige Alkalilösungen ange­ wendet. Wenn dagegen das Rohaceton Wasser enthält, werden alkalische Substanzen als solche oder in wäßrigen Lö­ sungen zugesetzt.

Erfindungsgemäß wird der wäßrige Rektifikationsrückstand einer Alkalibehandlung durch Vermischen mit Alkalien unter­ worfen. Als Alkalien können beispielsweise Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid oder deren wäßrige Lösungen verwendet werden.

Die Menge der Alkalien unterliegt keiner speziellen Be­ schränkung. Es ist jedoch erforderlich, daß der pH-Wert des Gemisches 10 oder mehr beträgt, wobei speziell ein pH-Wert von 12 oder dar­ über bevorzugt wird.

Nach Beendigung der Alkalibehandlung wird das Gemisch mit einer Säure neutralisiert. Zu diesem Zweck kann jede belie­ bige Säure eingesetzt werden; bevorzugt werden jedoch Schwefelsäure, Chlorwasserstoffsäure oder Phosphorsäure. Bei dieser Neutralisation wird der pH-Wert des Gemisches auf 4 bis 9, vorzugsweise 5 bis 8, eingestellt.

Die Gewinnung des Acetons aus der neutralisierten wäßrigen Lösung erfolgt dann durch Destillation. Die Destillation kann eine einfache Destillation sein; eine Rektifikation ist jedoch besonders wirksam. Dieser Vorgang kann diskontinuierlich oder kontinuierlich in einer auf dem Fachgebiet gut bekannten Ver­ fahrensweise durchgeführt werden.

Erfindungsgemäß enthält das aus dem wäßrigen Lösungsrück­ stand gewonnene Aceton eine beachtlich niedrige Menge an Alde­ hyden. Enthält er jedoch eine größere Menge an Aldehyden als der des gewöhnlichen hochreinen Acetons, kann das er­ findungsgemäß gewonnene Aceton zum vorangehenden Schritt rückgeführt werden, zum Beispiel der Alkalibehandlung des Rohacetons. Erfindungsgemäß ist der Umfang der ange­ häuften Aldehyde durch die Wiederverarbeitung sehr gering, und somit können die Probleme des höheren Aldehydgehalts im System und das Scheitern hochreines Aceton zu erhalten, vollständig gelöst werden.

Die vorliegende Erfindung ermöglicht somit eine wirtschaft­ liche Methode der Acetongewinnung in großen Mengen und von hoher Reinheit.

In den Beispielen sind alle angegebenen Teile Gewichtsteile.

Beispiel 1

Rohaceton (Acetongehalt etwa 95 Gew.-%, Wassergehalt etwa 5 Gew.-%), mit einem Gehalt an 400 ppm, bezogen auf das Ace­ tongewicht, an niederen aliphatischen Aldehyden, wurde bei 50°C während etwa 10 Minuten mit einer wäßrigen Natriumhy­ droxidlösung (Natriumhydroxidkonzentration etwa 0,5%) in einer Menge von 20 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Roh­ acetons, in Berührung gebracht. Die Mischlösung wurde stehen­ gelassen und eine daraus abgeschiedene geringe Menge einer alkalischen Flüssigkeit wurde entfernt, wonach die Neutrali­ sation mit 0,3%-iger wäßriger Schwefelsäure durchgeführt wurde. Durch Rektifikation der Acetonlösung wurde als Destil­ lat gereinigtes Aceton, welches nicht mehr als 10 ppm Alde­ hyde enthielt, erhalten. Als Rektifikationsrückstand wurde eine wäßrige Lösung mit einem Gehalt von nur etwa 1% Ace­ ton erhalten. Der Rektifikationsrückstand enthielt etwa 25% an hochsiedenden organischen Substanzen.

Zu 100 Teilen des Rektifikationsrückstandes wurde 0,5 Teil Natriumhydroxid gegeben, um den pH-Wert auf etwa 13 einzu­ stellen und das Gemisch wurde etwa 1 Stunde unter Rühren bei 60°C gehalten. Diese wäßrige Lösung wurde mit Schwefel­ säure auf einen pH-Wert von 6 neutralisiert und dann rek­ tifiziert, wobei 24,2 Teile Aceton (Acetongehalt 97 Gew.-%, Aldehydgehalt 240 ppm, bezogen auf Aceton) gewonnen wurden. Die Menge dieses gewonnenen Acetons entspricht 92% des Acetons, welches durch Zersetzung bei der vorhergehenden Rektifikation des Rohacetons verlorenging.

Vergleichsbeispiel

100 Teile des in Beispiel 1 erhaltenen Rektifikationsrück­ stands wurden in gleicher Weise wie in Beispiel 1 einer Wärme­ behandlung mit Natriumhydroxid unterworfen und danach in der erhaltenen Form ohne Neutralisation mit Schwefelsäure rektifi­ ziert. Dabei wurden 24,6 Teile Aceton gewonnen. Das gewonnene Aceton enthielt 97 Gew.-% Aceton und 1200 ppm Aldehyde, bezo­ gen auf Aceton.

Die Menge dieses gewonnenen Acetons entspricht 93,5% des Ace­ tons, das durch Zersetzung bei der Rektifikation des Rohacetons verlorenging.

Beispiel 2

Zu 100 Teilen des in Beispiel 1 erhaltenen Rektifikationsrück­ stands wurde 1 Teil Kaliumhydroxid gegeben und das Gemisch wurde etwa 1 Stunde unter Rühren bei 50°C gehalten. Die wäßri­ ge Lösung wurde mit Schwefelsäure auf einen pH-Wert von 7 neu­ tralisiert und dann rektifiziert, wobei 23,9 Teile Aceton ge­ wonnen wurden.

Das gewonnene Aceton enthielt 97 Gew.-% Aceton und 210 ppm Aldehyde, bezogen auf das Aceton.

Claims (1)

1. Verfahren zur Gewinnung von Aceton aus einem wäßrigen Rektifikationsrückstand, der bei der Rektifikation von Rohaceton gebildet wird, die nach der Alkalibehandlung des Rohacetons oder während der Zuführung einer Alkali­ lösung oder einer wäßrigen Alkalilösung zu dem Rohace­ ton durchgeführt wird, wobei man den wäßrigen Rektifi­ kationsrückstand bei einer Temperatur von 40° bis 70°C mit einer solchen Menge an Alkali vermischt, daß der pH- Wert des Gemisches auf 10 oder mehr eingestellt wird, und danach das so erhaltene Gemisch unter Gewinnung von Aceton als Destillat der Destillation unterwirft, dadurch gekennzeichnet, daß man das Gemisch vor der Destillation auf einen pH-Wert von 4 bis 9 einstellt.