CS220256B1 - Sposob kontinuálně) kryštalizácie a separácie pentaerytritolu - Google Patents

Description

220256

Vynález sa týká technicky a ekonomickynenáročného s-posobu kontinuálnej kryšta-lizácie pentaerytritolu, ktiorý zabezpečujezrovnomernenie kvality finálneho produk-tu a dlhodobú prevádzkovatelnosÉ techno-logického zariadenia.

Je známe, že priemyselná výroba penta-erytritolu Je založená na kondenzácii form-aldehydu a acetaldehydu. Reakcia sa usku-tečňuje za katalytického posobenia alkalic-kých katalyzátorový najčastejšie hydroxiduvápenatého alebo hydroxidu sodného. Kon-denzácia formaldehydu a acetaldehydu všakneprebieha iba v smere tvorby hlavných prio-duktov, t. j. pentaerytritolu a mravčanuiónu kovu použitej alkálie, ale vzniká celýrad vedlajších produktov (Berlo-v E., BerthR. H., Schow J. E., The Pentaerytritols, Rein-hold Publ. Oorp., New York 1958). Vznika-júce vedlájšie produkty podstatné vplývajúna izolovatelnosť a kvalitu získávaného pen-taerytritolu.

Izolácia hlavných produktov z reakčnýchroztiokov sa najčastejšie uskutečňuje kryš-talizáciou, pričom sa využívá rozdielna roz-pustnost jednotlivých zložiek, vznikajúcichv reakčnom procese vo vodě. Při použitíhydroxidu vápenatého ako katalyzátore kon-denzácie sa oddelenie vzniknutého- mrav-čanu vápenatého' robí frakčnou kryštalizá-ciou pri zvýšenej teplete a po oddělení krys-talického mravčanu vápenatého sa z filtrá-tu po ochladení získá pentaerytritol. Vedláj-šie produkty rozpustné vo v-ode odchádzajúvo formě matečných lúhov (čs. autorskéosv. 172 637 J. Týmto- postupom sa získá tzv.surový pentaerytritol, který sa čistí rafiná-ciou -a rekrištalizáciOu. F-inálny produkt ob-sahuje okrem monio-derivátu, t. j. monopenta-erytritolu ešte i vyššie deriváty pentaery-tritolu, najma dipentaerytritol a tripentaery-tritol, připadne i malé množstvo konden-začných produktov formaldehydu a penta-erytritolu. Obsah dipentaerytritolu, resp.dalších zložiek, vo finálnom produkte závi-sí najma na podmienkach reakcie a na dru-hu použitého katalyzátora.

Vyššie deriváty pentaerytritolu, i nlekto-ré kondenzačně produkty formaldehydu apentaerytritolu sú málo rozpustné vo voděv důsledku čoho vypadávajú v priebehukryštalizácie z roztoku společné s monopen-taerytritolom. Takto získaný produkt je fi-nálnym výrobkom a je označovaný akoi tzv.technický -alebo čistý pentaerytritol.

Okrem rozdielnych chemických vlastnostíhoreuvedených produktov m-ajú tieto i znač-né nozdielne mechanické vlastnosti. Velkýro-zdiel je najmá vo- velkosti kryštálov jed-notlivých zložiek získávaného! produktu. Tá-to skutečnost sa využívá na vzájemné -od-delovanie mo-noderivátu pentaerytritolu odvyšších derivátov (Nem. pat. 706 617). V s-účasnom období sa izolácia čistého pentaerytritolu, který, ako sme už uviedli, je zmesou monopentaerytritolu, dipentaery- tritolu, tripentaerytritolu a malého- množ-stva f-ormáliov, uskutočňuje d-iskontinuálnekryštal-izáciou z vodných roztokov nasýte-ných pentaerytriťolom pri teplotách nad70 °C. Spósob izolácie produktu disk-ontinu-álno-u kryštalizáciou negativné vplýv-a narovnoměrnost kvalitatívnych parametrov vý-sledného produktu i na ekonomické para-metre izol-ačného postupu. Používaný spů-siob kryštalizácie prakticky neumožňuje kfon-tinualizáciu procesu, pretož-e pri kontinuál-nom prevádzkovaní dochádza už po krát-kom čase k postupnému zhoršov-aniu granu-lomet-rického zloženia kryštálov až do tejmiery, že sa prakticky znemožní správnáfunkcia dalších jednotkových operácií, naj-ma -odstreďovania alebo filtrác-ie krystalic-kého produktu, ale aj sušeni-a f-inálneho pro-duktu.

Uvedené nedostatky odstraňuje sposloibkontinuálnej kryštalizácie a separácie pen-taerytritolu, spravidla z vodných rožtokov,obsahujúcich produkty vzniknuté konden-z-áciou formaldehydu a acetaldehydu v alka-lickom prostředí podlá vynálezu, kitorý sauskutočňuje tak, že kryš-talizácia prebiehanajmenej v dvoch stupňoch pracujúcich s90 až 15 °C, pričom z jednotlivých kryštali-následne klesajúoo-u teplotou v intervalezačných stupňov, s výhodou z kryštalizač-ných stupňov pracujúcich pri teploto niž-šej ako 45 °C, sa uskutočňuje kontinuálnydeleny odběr suspenzie kryštálov zo zón,kde jednou zónou je spodná třetina kryšta-liz-ačnej sústavy a druhou zónou je hornápoto-vic-a kryštalizačnej, s výhodou jej hor-ná třetina.

Zistili sme, že v jednotlivých zónách miie-šanej kryštalizačnej sústavy sa podstatnémění obsah dipentaerytritolu a tripentaery-tritolu. Krystalický produkt vyizioliovaný zospodnej třetiny kryštalizačnej sústavy ob-sahoval 7,6 % hmot. dipentaerytritolu a1,3 % hmot. tripentaerytritolu. Produkt, zhornej třetiny kryštalizačnej sústavy obsa-hoval 23,9 % hmot. dipentaerytritolu a 2,6% hmot. tripentaerytritolu.

Obsah dálších vedlajších produktov bolv oboch prípadoch prakticky rovnaký. Prisúčasniom sposobe -odběru suspenzie kryš-tálov z kryštalizačnej súsút-avy iba zo spod-nej zóny sústavy, s-a dipentaerytritol postup-né hromadí v kryštalizačnej sústave a spó-sobuje postupné zhoršovanle granulometríc-kéhio zloženia kryštallckej suspenzie.

Zrovnomernenie gran-ulometrlckého zlože-nia výsledného produktu, jeho kvalitatív-nych parametrov a tým i zrovnomerneniecelého! procesu izolácie pentaerytritolu sadosi-ahne kontinuálnou kryštalizáciou s dě-leným odberom suspenzie kryštálov z kryš-talizačnej sústavy spósiobom podlá předklá-daného vynálezu. Odběr suspenzie kryštá-lov z kryštalizačnej sústavy s-a uskutočňujenajmenej v dvoch zónách, pričom aspoňjedna odběrová zóna je v hornej polovici, s 220256 5 výhodou v hornej tretine kryštalizačnej sú-stavy.

Kontinuálna kryatalizácia sposobom pó-dia předkládaného vynálezu sa uskutečňu-je viacstupňove, pričom jednotlivé stupněkryštalizačnej súsitavy pracujú s postupnéklesajúcOu teplotou v intervale 90 až 15 °C.Delený odběr suspenzie kryštálov sa spra-vidla uskutečňuje iba v tých kryštalizač-ných stupňoch, kterých pracovna teplotaje nižšia ako 50 °C. Deleným odberom sus-penzie kryštálov sa zabezpečí plynulý od-běr jemných krystalických podielov obsa-hujúcich váčšie množstvo dipentaerytritoluz kryštalizačnej sústavy, čím sa zabráni ichhromadenlu v kryštalizačnej sústave. Predosiahnutie optimálných výsledkov sa z hor-nej zóny kryštalizačnej sústavy odoberá 2až 40 % hmiot., s výhodou 5 až 15 % hmot.suspenzie kryštállov z množstva celkove o-doberaného z příslušného kryštalizačnéhostupňa. Výhodou navrhovaného sposobu konti-nuálnej kryštalizácie pentaerytritolu je táskutečnost, že dochádza ku zrovnomerne-niu chodu celého procesu izolácie, teda nie-len samlotnej kryštalizácie, ale aj násled-ných jednotkových operácií, najmá filtrá-cie, resp. odstraňiovania a sušenia produk-tu. Nie zanedbatelný vplyv má kontinuali-

Doba kryštalizácie (h) 24

Obsah monopentaerytritolu (% hmot.) 91,02

Obsah dipentaerytritolu (% hmiot.) 5,96

Po ukončení kionťinuálnej kryštalizáciesa stanoví obsah dipentaerytritolu v kryš-táloch vyizolovaných zo suspenzie druhéhokryštalizačného stupňa. Obsah dipentaery-tritolu via vyizolovaných kryštáloch je21,13 % hmot. P r í kl a d 2

Roztok rovnakého zloženia a za riovnakých

Doba kryštalizácie (h) 24

Obsah monopentaerytritolu (% hmot.] 85,93

Obsah dipentaerytritolu (°/o hmot.) 10,78

Po ukončení kryštalizácie sa stanoví ob-sah dipentaerytritolu v produkte vyizolova-néhio z druhého kryštalizačného stupňa. zácia kryštalizácie pentaerytritolu i na kva-litativně parametre a granulometrické zlo-ženie finálneho produktu. Realizáciou poi-stupu podlá předkládaného vynálezu saprakticky úplné odstránia výkyvy v kvalitěproduktu sposobené rozvrstvením kryštá-lov v procese izolácie. Ďalšie výhody na-vrhovaného sposobu kontinuálně j kryštali-zácie pentaerytritolu sú zřejmé z nasledu-júcich príkladov. Přikladl

Vodný roztok s obsahom 27,3 % hmiot.moniopentáerytritolú, 2,8 % hmot. dipenta-erytritolu a 0,2 % hmot. vedlajších prioduk-tov, najma tripentaerytritolu pri teplote90 °C sa privádza kontinuálně do sústavydvoch kryštalizátoriov. Prvý kryštalizačnýstupeň pracuje pri teplote 55 °C a vzniknutásuspenzia sa kontinuálně odvádza do dru-hého kryštalizačného stupňa pracujúcehopri teplote 25 °C.

Odběr suspenzie kryštálov z obioch kryš-talizačných stupňov sa robí kontinuálně zjednej zóny umiestnenej v dolnej tretinekryštalizátorov. Ρο< íiltrácii a vysušeniu pro-duktu sa v závislosti na době prevádzkova-nia získá produkt nasledovného zloženia: 40 64 90 90,59 88,53 86,6 6,73 8,97 11,6 podmienok akioi v příklade 1 sa kontinuálněprivádza do sústavy dvoch kryštalizátorov,z kterých sa u druhého kryštalizačnéhostupňa robí delený odběr suspenzie kryštá-lov zo zón, pričom poměr množstva suspen-zie odoberanej zo spodnej a hornej třetinykryštalizátora je 9:1. Za týchto> podmienoksa v závislosti od doby kryštalizácie získáprodukt nasledovného zloženia: 40 64 90 86,60 87,00 86,77 11,60 11,53 11,23 Získá sa hodnota 11,23 % hmot. dipenta- erytritolu.

Claims (2)

1. 22025B PREDMET VYNALEZU

   1. Spósob kontinuálně j kryštalizácie a sepa- rácie pentaerytriitolu, spravidla z vodnýchroztokov obsahujůcich produkty vzniknutékondenzáciou formaldehydu a acetaldehy-du v alkalickom prostředí, vyznačujúci satým, že kryštalizácia sa uskutečňuje naj-menej v dwch stupňoch pracujúcich s ná-sledné klesiajiúcou teplotou v intervale 90až 15 °C, pričiom z jednotlivých kryštalizač-ných stupňov, s výhodou z kryštalizačnýchstupňov pracujúcich pri tepláte nižšej ako45 °C, sa uskutečňuje kontinuálny delený odběr suspenzie kryštálov zq zón, kde jed-nou zónou je spodné třetina kryštalizačnejsústavy a druhou zónou je horná polovicekryštalizačnej sústavy, s výhodou jej hornátřetina.
2. 2. SpósOtb podlá bodu 1, vyznačujúci satým, že z hornej zóny kryštalizačnej sústa-vy sa kontinuálně odotoerá 2 až 40 % hmot.,s výhodou 5 až 15 % hmot., suspenzie kryš<-tálov z množstva celkove odoheraného zpříslušného kryštalizačného stupňa. Severografia, a. p., závod 7, Kost Cena 2,40 Kčs’