CS250737B1 - Způsob výroby dietylesteru kyseliny šíavelové - Google Patents

Abstract

Způsob výroby dietylesteru kyseliny štavelové esterifikací kyseliny štavelové etanolem bez použití katalyzátoru. Jeho podstatou je, že se předloží dihydrát kyseliny šíavelové, xylen a benzen v hmotnostním poměru 1 : 1 : 0, 1 až l:5:l,s výhodou v hmotnostním poměru 1 : 1,2 : 0,10 až 1 : 1,5 : 0,55- Následně se tato směs zahřívá, z kondenzovaného destilátu se odvádí spodní vodní vrstva, kdežto horní benzenová vrstva se v průběhu celého procesu vrací jako zpětný tok. Po dosažení zvolené gsterifikační teploty v oblasti 95 až 137 °C, s výhodou v oblasti 110 až 125 °C, se zcela odpustí vodná vrstva z jímaného kondenzovaného destilátu a zahají se zvolna přerušované dávkování etanolu v jednotlivých množstvích, které vyvolají pokles teploty reakční směsi o 2 az 3 °C, přičemž další dávka etanolu do reakční směsi se přidá až po vyrovnání esterifikační teploty na původní zvolenou hodnotu. Konec esterifíkace je indikován trvalým poklesem teploty reakční směsi po jednotlivých dávkách etanolu.

Description

Vynález řeší způsob výroby dietylesteru kyseliny šťavelové esterifikací kyseliny šťavelove etanolem bez použití katalyzátoru·

Dietylester kyseliny šťavelové a kondenzací z něho připravovaná sodná sůl oxaloctanu-etylnatého jsou důležitými barvářskými polotovary. Dosud se dietylester kyseliny šťavelové připravuje esterifikací kyseliny šťavelové etanolem tak, že se do destilačního vařáku nadávkuje di-hydrát kyseliny šťavelové a dvojnásobný až čtyřnásobný molární přebytek etanolu. Současně se nadávkuje benzen v takovém množství, aby hmotnostní poměr etanolu a benzenu v reakční směsi byl přibližně 1 i 1. Teplota ve vařáku se udržuje na 70 až 75 °C, destilát se rektifikuje v účinně koloně, odtahuje se kondenzát obsahující benzen, etanol a vodu, který se dělí na benzenetanolovou vrstvu, vracenou jako reflux do kolony, a vodněetanolovou vrstvu, odváděnou k dalšímu zpracování. Po cca 50 hodinách esterifikace se přidá další podíl etanolu v přibližně ekvimolárním množství, vztaženo na nasazenou kyselinu štavelovou, a v esterifikací se pokračuje dokud neklesne obsah vody v jednom litru destilátu pod 6 g. Nevýhodou dosavadního stavu je neúměrně dlouhá esterifikační doba reakce, která se v provozním provedení pohybuje od 80 do 100 hodin. Výroba je proto energeticky značně náročná a kapa· čita výroby vzhledem k tomuto úzkému článku značně nízká.

Uvedené nevýhody podstatně zmírňuje použití způsobu výroby dietylesteru kyseliny áťavelové podle vynálezu· Jeho podstatou je, že se předloží dihydrát kyseliny šťavelové, xylen a benzen v hmotnostním poměru 1 : 1 : 0, 1 až 1”: 3 : 1, s výhodou

250 737 v hmotnostním poměru 1 ί 1, 2 s 0, 10 až 1 : 1,5 : 0,35· Následně se tato směs zahřívá,xkoncfenzováného destilátu se odvádí spodní vodná vrstva, kdežto horní benzenová vrstva se v průběhu celého procesu vrací jako zpětný tok. Po dosažení zvolené esterifikační teploty v oblasti 95 až 137 °C, s výhodou v oblasti 110 až 125 °C, se zcela odpustí vodná vrstva z jímaného kondenzovaného destilátu-a zahájí se zvolna přerušované dávkování etanolu v jednotlivých množstvích, které vyvolají pokles teploty reakční směsi se přidá až po vyrovnání esterifikační teploty na původní zvolenou hodnotu. Konec esterifikace je indikován trvalým poklesem teploty reakční směsi po jednotlivých dávkách etanolu·

Použití přídavku xylenu a benzenu při výrobě dietylesteru kyseliny atavelové podle vynálezu vede k tomu, že obsah esterifikačního vařáku je možno účinně odvodňovat za vyšší teploty než při postupu podle dosavadního stav»· Účinná kolona nad esterifikačním kotlem totiž dělí azeotrop^xylen-voda (92 °0) a benzen-voda (70 °C) a vytvoří se stav, kdy hlava kolony je refluxována benzenem a esterifikační vařák je odvodňován xylenem, což se projevuje stoupající teplotou ve vařáku, která by za předpokladu dostatečného příkonu tepla vystoupila až k teplotám varu směsi izomerů xylenu, tj. 135 až 137 °C· Z hlediska zkrácení esterifikační doby je vhodné použití co nejvyšší teploty, z provozních důvodů je nejvhodnější teplotní oblast 110 až 125 °C, protože dosažení vyšších teplot není v provozních podmínkách, kdy se většinou používá nízkotlaké páry jako teplonosného média, vždy možné, navíc se v teplotní oblasti 125 až 137 °C již nepříznivě projevuje počínající sublimace bezvodé kyseliny šíavelové, která při teplotách nad 130 °C může vést i k ucpávání spodní části rektifikační kolony. Způsob výroby dietylesteru kyseliny šíavelové podle vynálezu přináší podstatné zkrácení esterifikační doby ve srovnání s postupem podle dosavadního stavu, zvýšení výtěžnosti esteru a snížení nutného molárního přebytku etanolu při esterifikaci. Technologie je jednoduchá, provozně bezpečná, kontrola průběhu a ukončení esterifikační reakce je lehčí a přesnější než u dosavadního postupu· Z uvedených skutečI

250 737 ností vyplývá výrazné snížení energetické náročnosti a zvýšení kapacity výroby u postupu podle vynálezu ve srovnání s dosavadním Stavem·

Praktické provedení způsobu výroby dietylesteru kyseliny šlavelové podle vynálezu včetně srovnání s dosud používaným výrobním postupem ukazují pro laboratorní podmínky následující příklady.

Příklad 1

Pro esterifikaci kyseliny eíavelové etanolem postupem podle dosavadního stavu bylo nasaaeno 260 g dihydrátu kyseliny šíavelové, 403 g benzenu a 620 g etanolu, z toho jednu třetinu po 18 hodinách esterifikace· Při esterifikační teplotě 78 až 80 °C byla esterifikace prováděna po dobu 30 hodin s následujícím průběhem:

hjfcx^	kys. áíavelová %	monoester %	diester %
2	9,7	49,7	40,9
4	7,2	47,4	45,4
6	4,7	41,8	53,6
8	3,8	39,2	54,0'
10	2,0	34,3	63,7
12 ,	-	27,9	72,1
14		26,9	73,1
16	-	24,0	76,0
18	-	21,6	78,7
20	-	21,1	78,9
22	-	20,1	79,9
24	B	18,7	81,3
26	-	18,5	81,5
28	-	17,6	82,4
30	-	17,4	82,6

250 737

Příklad 2

Esteřifikace kyseliny šíavelové etánolem podle vynálezu byla prováděna a výchozí násady 260 g dihydrátu kyseliny síavelové,

322 g xylenu a 80 g benzenu. Odvodňování kyseliny šlevelové bylo prováděno po dobu 3,5 h_T bylo odpuštěno celkem 54 g vodné vrstvy. Dále bylo postupně přidáno 620 g etanolu při základní eaterifikaění teplotě 105 °0· Průběh esterifikace byl následující:

h	kys. šíavelová %	monoester %	diester %
4	2,6	22,0	75,4
5	0,9	16,5	82,4
6	0,3	12,3	87,4
7	0,2	10,5	89,3
8	0,15	10,5	89,35
Příklad 3
Při esteíifikaci.kyseliny šíavelové	etanolem podle	vynálezu
bylo použito	násady 286 g dihydrátu	kyseliny šíavelové, 322 g
xylenu a 80 g	benzenu· Násada byla	zahřívána a-po	dobu 3,5 h
odvodňována s	odpuštěním 60 g vodné	vrstvy destilátu. Následně
při základní	esterifikační teplotě	110 °C bylo postupně přidáno
620 g etanolu	o Celkový průběh esterifikace ukazuje	následující
tabulka:
h	kys· šTavelová $	monoester %	diester %
3	1,6	13,3	85,1
5	1,1	9,2	89,7 1
6	0,0	8,5	91,4
7	0,0	7,4	92,6

PŘEDMĚT VYNÁLEZU

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   250 737

   Způsob výroby dietylesteru kyseliny šťavelové esterifikací kyseliny štavelové etanolem bez použití katalyzátoru, vyznačující se tím,-že se předloží dihydrát kyseliny šíavelové, xylen a benzen v hmotnostním poměru 1 : 1 : 0, 1 až-1 » 3 : 1, s výhodou v hmotnostním poměru 1 j 1,2 í 0,10 až 1 t 1,5 : 0,35, načež se tato směs zahřívá, z kondenzovaného destilátu se odvádí spodní vodná vrstva, kdežto horní benzenová vrstva se v průběhu celého procesu vrací jako zpětný tok a po dosažení esterifikační teploty, volené v oblasti 95 až 137 °C, s výhodou v oblasti 110 až 125 °C, se zcela odpustí vodná vrstva z jímaného kondenzovaného destilátu s tím, že do reakční směsi se zvolna začne přerušovaně dávkovat etanol v takovém množství, které vyvolá snížení její teploty o 2 až 3 °C, a další dávka etanolu do reakční směsi je aplikována až po vyrovnání esterifikační teploty na původní hodnotu, přičemž konec esterifikace je indikován trvalým poklesem esterifikačních teplot po jednotlivých dávkách etanolu.