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Verfahren zur Herstellung konzentrierter Acetessigsäureamidlösungen
Es ist bekannt, Acetessigsäureamid durch Einwirken von Ammoniak auf Diketen in wässeriger Lösung bei Temperaturen von unterhalb 50 herzustellen.
Infolge der grossen Reaktionsfähigkeit der Ausgangsstoffe und der während der Reaktion entstehenden Wärme wird die Reaktion in verdünnten Lösungen und bei Temperaturen unter 15'ausgeführt, um unerwünschte Nebenreaktionen zu vermeiden. Auf diese Weise gelangt man aber nur zu Lösungen von höchstens 30% Acetessigsäureamidgehalt. Ausserdem bereitet die Aufbereitung des Acetessigsäureamids aus solchen verdünnten Lösungen wegen seiner guten Löslichkeit und wegen seiner leichten Zersetzlichkeit beim Eindampfen grosse Schwierigkeiten.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Herstellung von Acetessigsäureamidlösungen mit einem Gehalt von mehr als 40% Acetessigsäureamid bei Temperaturen, welche die grossen Reaktionsgeschwindigkeiten auszunützen gestatten, ohne dass nennenswerte Nebenreaktionen eintreten, wobei die Wärmeableitung an Stelle von Kältesolen mit Wasser, z. B. solchem von bis zu 25 0 erfolgen kann.
Das Verfahren der Erfindung zur Herstellung konzentrierter wässeriger Acetessigsäureamidlö-
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diskontinuierlicher Arbeitsweise ist dadurch gekennzeichnet, dass Diketen, Ammoniak und Wasser oder Ammoniakwasser. gegebenenfalls unter Zugabe von Ammoniakgas, in eine bei kontinuierlicher Arbeitsweise umlaufende wässerige Acetessigsäureamidlösung von mehr als 35% Acetessigsäureamidgehalt eingeführt und die während der Reaktion frei werdende Wärme aus der Acetessigsäureamidlösung abgeleitet wird.
Vorteilhafterweise erfolgt die Reaktion in einer Acetessigsäureamidlösung, deren Konzentration derjenigen der herzustellenden Lösung entspricht.
Hiezu wird das gegenseitige Verhältnis des der Reaktion zugeführten Diketens, Ammoniaks und Wassers oder Ammoniakwassers so berechnet, dass daraus eine Acetessigsäureamidlösung der gewünschten Konzentration entsteht.
Die Zugabe von Diketen, Ammoniak und Wasser oder des Ammoniakwassers zu der Acetessigsäureamidlösung erfolgt, um möglichst alle Nebenreaktionen zu unterbinden, bevorzugterweise so, dass die während der Reaktion gebildete Wärme höchstens eine Temperatursteigerung des Umsetzungsgemisches von etwa 20 , vorzugsweise nicht mehr als 5-10 , hervorruft.
Durch eine entsprechende Kühlung kann diese Wärme wieder aus dem Umsetzungsgemisch entfernt werden.
Diketen, Ammoniak und Wasser können der Reaktion einzeln zugeführt werden. Statt dessen können aber auch Diketen und Ammoniakwasser zugeführt werden. Bei der Herstellung hochkonzentrierter Acetessigsäureamidlösungen kann es unter Umständen vorteilhaft sein, überkonzentrierte wässerige Ammoniaklösungen oder zusätzlich zu wässeriger Ammoniaklösung gasförmiges Ammoniak der Umsetzungsflüssigkeit beizugeben.
Eine gute Durchmischung der Reaktionsteilnehmer mit der Acetessigsäureamidlösung ist notwendig, um lokale Überhitzungen und die damit zusammenhängenden ausbeutevermindernden Nebenreaktionen zu vermeiden.
Da die Acetessigsäureamidlösung bei den erhöhten Arbeitstemperaturen nach einiger Zeit schon Zersetzungserscheinungen zeigen kann, ist es unter Umständen wünschenswert, die Zugabe an Reaktionskomponenten so zu regeln, dass nach einem bestimmten Zeitraum die als Reaktionsmedium dienende Acetessigsäureamidlösung ersetzt ist. So sollte z. B. bei einer Arbeitstemperatur von über 40'die durchschnittliche Verbleibzeit der Acetessigsäureamidlösung 100 min nicht überschreiten. Vorteilhafterweise ist sie bei Temperaturen von 25 bis 30 in
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Das Verfahren der Erfindung ist mit beson- derem Vorteil für eine kontinuierliche Arbeits- weise geeignet.
Eine Anlage zur kontinuierlichen Durchführung des Verfahrens der Erfindung ist beispielsweise und schematisch in Fig. 1 dargestellt. Sie besteht aus dem Kreislaufrohr 1, einer Förderpumpe 2, den Einlaufrohren 3 und 4 für Ammoniakwasser und Diketen, einem wassergekühlten Kühler 5 und einem Überlaufgefäss 6.
Eine weitere Anlage zeigt beispielsweise Fig. 2, wo zusätzlich zu den Vorrichtungsteilen der Fig. 1 ein Absorber 7 mit Ammoniakgaseinlauf 8 vorgesehen ist.
Im Kreislauf zirkuliert eine durch die Pumpe 2 geförderte Acetessigsäureamidlösung der herzustellenden Konzentration. Vor dem Kühlen wird durch die Leitung 3 zuerst eine konzentrierte Ammoniaklösung in den Kreislauf gebracht.
Durch den Wassergehalt der Ammoniaklösung kann der Acetessigsäureamidgehalt der Lösung reguliert werden. Mittels einer Leitung 8 wird, falls z. B. hochkonzentrierte Acetessigsäureamidlösungen herzustellen sind, gasförmiges Ammoniak, durch den Absorber 7 in den Kreislauf gebracht werden. Das Diketen wird, nachdem das Ammoniak sich gut mit der zirkulierenden Acetessigsäureamidlösung vermischt hat, über die Zuleitung 4 in den Kreislauf eingelassen.
Die Reaktion setzt sofort unter starker Wärmeentwicklung ein. Das Kreislaufgemisch wird nun in einem grossoberflächigen Kühler von der entstandenen Wärme befreit. Am Ende des Kühlers ist die Reaktion praktisch beendet. Ein Teil der Acetessigsäureamidlösung wird nun dem Überlaufgefäss 6 zugeführt, wo die der zugegebenen Menge an Reaktionskomponenten entsprechende Menge an Acetessigsäureamidlösung entnommen wird, während der restliche Anteil Lösung wieder dem Kreislauf zugeführt wird.
Die nachstehenden Beispiele dienen zur Erläuterung des Verfahrens der Erfindung.
Beispiel 1 : Durch eine Zirkulationsvorrichtung, wie in Fig. 1 dargestellt, bestehend aus Pumpe mit einer Förderleistung von 0, 6 m3jh, Wasserkühler und Überlaufgefäss, mit einem
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51 fliessen stündlich 4, 816, 7 1 wässeriges Ammoniak einer Konzentration von 25% zu. Die Temperatur wird mit dem Kühlwasser auf 250 eingestellt. Die Ammoniakzugabe kann mit Hilfe des pH-Wertes im Ablauf gesteuert werden. Bevorzugt wird ein PH von 9, 5 bis 10. Stündlich entstehen 10, 251 Acet-
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bleibzeit beträgt 8, 8 min. Die Ausbeute ist 93% bezogen auf Diketen.
Beispiel 2 : Einer Zirkulationsvorrichtung, wie in Fig. l beschrieben, bestehend aus einer Pumpe mit einer Förderleistung 2m3/h, einem Wasserkühler von 1 m2 Oberfläche und einem Überlauf-
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tration von 25% zu. Die Temperatur wird mit dem Kühlwasser auf 25-350 gehalten. Der pH-Wert während der Reaktion wird auf 9, 3 eingestellt. Stündlich entstehen 1031 Acetessigsäureamidlösung (spez. Gew. 1, 11 bei 20 ) einer Konzentration von 51, 3 Gew.-%, entsprechend 58 kg/h Amid 100%. Die Verbleibzeit beträgt 4, 3 min.
Die Ausbeute ist 95% auf Diketen bezogen.
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:laufflüssigkeit von 8, 5 1 werden stündlich 36 1 Diketen einer Konzentration von 97, 5% und 121 wässeriges Ammoniak einer Konzentration von 25% zugeführt. Ausserdem werden dem Absorber 12, 9 m3jh Ammoniakgas zugeleitet.
Die Temperatur wird mit dem Kühlwasser auf 25-300 gehalten. Der pH-Regelwert ist auf etwa 9, 5 eingestellt. Stündlich entstehen 48, 21 79, 3%ige Amidlösung. Die Verbleibzeit beträgt 10, 5 min. Die Ausbeute, bezogen auf Diketen, beträgt 95, 5%.
Sämtliche Temperaturangaben sind in 0 C gemacht.
PATENTANSPRÜCHE :
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