CZ289853B6 - Způsob výroby dialkylesterů kyseliny maleinové - Google Patents
Způsob výroby dialkylesterů kyseliny maleinové Download PDFInfo
- Publication number
- CZ289853B6 CZ289853B6 CZ19951729A CZ172995A CZ289853B6 CZ 289853 B6 CZ289853 B6 CZ 289853B6 CZ 19951729 A CZ19951729 A CZ 19951729A CZ 172995 A CZ172995 A CZ 172995A CZ 289853 B6 CZ289853 B6 CZ 289853B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- alcohol
- mixture
- membrane
- maleic acid
- maleic
- Prior art date
Links
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 title claims abstract description 16
- 239000011976 maleic acid Substances 0.000 title claims abstract description 12
- VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N trans-butenedioic acid Natural products OC(=O)C=CC(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 12
- OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N Propanedioic acid Natural products OC(=O)CC(O)=O OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 11
- VZCYOOQTPOCHFL-UPHRSURJSA-N maleic acid Chemical compound OC(=O)\C=C/C(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UPHRSURJSA-N 0.000 title claims abstract description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 6
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 50
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims abstract description 41
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 40
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N maleic anhydride Chemical compound O=C1OC(=O)C=C1 FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 claims abstract description 10
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 claims abstract description 7
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims abstract description 6
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 claims description 41
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 41
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 31
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 22
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims description 18
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 14
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 claims description 10
- 229960004756 ethanol Drugs 0.000 claims description 10
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 claims description 10
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims description 9
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 5
- 229920002284 Cellulose triacetate Polymers 0.000 claims description 4
- NNLVGZFZQQXQNW-ADJNRHBOSA-N [(2r,3r,4s,5r,6s)-4,5-diacetyloxy-3-[(2s,3r,4s,5r,6r)-3,4,5-triacetyloxy-6-(acetyloxymethyl)oxan-2-yl]oxy-6-[(2r,3r,4s,5r,6s)-4,5,6-triacetyloxy-2-(acetyloxymethyl)oxan-3-yl]oxyoxan-2-yl]methyl acetate Chemical compound O([C@@H]1O[C@@H]([C@H]([C@H](OC(C)=O)[C@H]1OC(C)=O)O[C@H]1[C@@H]([C@@H](OC(C)=O)[C@H](OC(C)=O)[C@@H](COC(C)=O)O1)OC(C)=O)COC(=O)C)[C@@H]1[C@@H](COC(C)=O)O[C@@H](OC(C)=O)[C@H](OC(C)=O)[C@H]1OC(C)=O NNLVGZFZQQXQNW-ADJNRHBOSA-N 0.000 claims description 4
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 claims description 4
- 229920001747 Cellulose diacetate Polymers 0.000 claims description 3
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 claims description 3
- 229960000935 dehydrated alcohol Drugs 0.000 claims description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 2
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 claims 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 claims 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract description 4
- 239000003377 acid catalyst Substances 0.000 abstract description 3
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 11
- 238000005373 pervaporation Methods 0.000 description 9
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 8
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 6
- 239000012465 retentate Substances 0.000 description 6
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 6
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 5
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 5
- 238000005886 esterification reaction Methods 0.000 description 5
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 5
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 150000005690 diesters Chemical class 0.000 description 4
- 230000032050 esterification Effects 0.000 description 4
- BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N propan-1-ol Chemical compound CCCO BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 4
- JOXIMZWYDAKGHI-UHFFFAOYSA-N toluene-4-sulfonic acid Chemical compound CC1=CC=C(S(O)(=O)=O)C=C1 JOXIMZWYDAKGHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000006317 isomerization reaction Methods 0.000 description 3
- -1 maleic acid ester Chemical class 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VZCYOOQTPOCHFL-OWOJBTEDSA-N Fumaric acid Chemical compound OC(=O)\C=C\C(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-OWOJBTEDSA-N 0.000 description 2
- UIIMBOGNXHQVGW-DEQYMQKBSA-M Sodium bicarbonate-14C Chemical compound [Na+].O[14C]([O-])=O UIIMBOGNXHQVGW-DEQYMQKBSA-M 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 125000004177 diethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 2
- 238000007700 distillative separation Methods 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 150000002689 maleic acids Chemical class 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229920002492 poly(sulfone) Polymers 0.000 description 2
- 229920002239 polyacrylonitrile Polymers 0.000 description 2
- 229920001601 polyetherimide Polymers 0.000 description 2
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 2
- 238000007127 saponification reaction Methods 0.000 description 2
- LHLHWDNRHALZNF-FPLPWBNLSA-N (z)-2,3-di(propan-2-yl)but-2-enedioic acid Chemical compound CC(C)C(\C(O)=O)=C(/C(C)C)C(O)=O LHLHWDNRHALZNF-FPLPWBNLSA-N 0.000 description 1
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 1
- 239000004697 Polyetherimide Substances 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 1
- 239000004734 Polyphenylene sulfide Substances 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920004738 ULTEM® Polymers 0.000 description 1
- 238000006359 acetalization reaction Methods 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000013543 active substance Substances 0.000 description 1
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 description 1
- 230000003466 anti-cipated effect Effects 0.000 description 1
- 238000010533 azeotropic distillation Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000006266 etherification reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 239000001530 fumaric acid Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 239000012510 hollow fiber Substances 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 239000012442 inert solvent Substances 0.000 description 1
- 239000004922 lacquer Substances 0.000 description 1
- DNHVXYDGZKWYNU-UHFFFAOYSA-N lead;hydrate Chemical compound O.[Pb] DNHVXYDGZKWYNU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 150000007522 mineralic acids Chemical class 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 1
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 229920006393 polyether sulfone Polymers 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004848 polyfunctional curative Substances 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 1
- 229920000069 polyphenylene sulfide Polymers 0.000 description 1
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 1
- 229920002689 polyvinyl acetate Polymers 0.000 description 1
- 239000011118 polyvinyl acetate Substances 0.000 description 1
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000005201 scrubbing Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 230000008719 thickening Effects 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
- 238000013022 venting Methods 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
- 239000000080 wetting agent Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/24—Stationary reactors without moving elements inside
- B01J19/2475—Membrane reactors
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C67/00—Preparation of carboxylic acid esters
- C07C67/08—Preparation of carboxylic acid esters by reacting carboxylic acids or symmetrical anhydrides with the hydroxy or O-metal group of organic compounds
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
- B01J2219/00051—Controlling the temperature
- B01J2219/00074—Controlling the temperature by indirect heating or cooling employing heat exchange fluids
- B01J2219/00105—Controlling the temperature by indirect heating or cooling employing heat exchange fluids part or all of the reactants being heated or cooled outside the reactor while recycling
- B01J2219/00108—Controlling the temperature by indirect heating or cooling employing heat exchange fluids part or all of the reactants being heated or cooled outside the reactor while recycling involving reactant vapours
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
Abstract
e en se t²k zp sobu v²roby dialkylester kyseliny maleinov reakc kyseliny maleinov , anhydridu kyseliny maleinov nebo monoalkylester kyseliny maleinov s alkoholy s 1 a 8 uhl kov²mi atomy, pop° pad za p° tomnosti kysel ho katalyz toru za varu, jeho podstata spo v v tom, e se unikaj c parn sm s voda/alkohol spole n se svou kondenzovanou f z vede pod l hydrofiln membr ny, na kter voda p°ech z a odvodn n² alkohol se zav d zp t do reak n sm si, p°i em pod l kondenzovan f ze v l tkov sm si in 5 a 90 % hmotnostn ch.\
Description
Způsob výroby dialkylesterů kyseliny maleinové
Oblast techniky
Vynález se týká způsobu výroby dialkylesterů kyseliny maleinové, obzvláště diethylesteru kyseliny maleinové, esterifikaci anhydridů kyseliny maleinové alkoholy při teplotě varu alkoholové komponenty, přičemž parní směs z alkoholu a vody se dělí na membráně a odvodněná alkoholová komponenta se vrací zpět do reakční směsi.
Dosavadní stav techniky
Je již známé, že se dialkylester kyseliny maleinové vyrábí esterifikaci anhydridů kyseliny maleinové přebytečným alkoholem (viz DE-A 3 114 320, DD-A229 117). Při této reakci se jedná jako u všech esterifikaci o rovnovážnou reakci, která vede pouze tehdy k uspokojivým výtěžkům, když se provedou opatření pro posunutí rovnováhy. K těmto patří odstraňování vody během reakce pomocí azeotropické destilace s přebytečným alkoholem nebo inertním azeotropickým činidlem jako je toluen. Nevýhodou tohoto způsobuje spotřeba velikých množství alkoholu, neboť nižší alkoholy jsou s vodou neomezeně mísitelné, a proto je není možné zavádět zpět po fázovém rozdělení destilátu. Pro zpětné získávání alkoholu se proto musí použít speciální odvodňovací metody.
Při použití inertního rozpouštědla jako azeotropického činidla nastávají v systému voda/alkohol/ azeotropické činidlo rovněž problémy s dělením, takže také zde se destilát zpravidla nemůže přímo zavádět zpět do reakční směsi. Obě metody vyřazení vody vedou k prodlouženým reakčním dobám, což se u dialkylesterů negativně projevuje v zesílení izomeraci na estery kyseliny filmařové (DE-A 3 114 320).
Pro dosažení vyšších reakčních rychlostí se může pracovat při teplotách nad teplotou varu nejníže vroucí komponenty za tlaku. Takovéto vyšší teploty vedou zpravidla rovněž k izomeraci a ke tvorbě dalších vedlejších komponent, jako jsou estery kyseliny alkoxyjantarové, které jsou destilativně odstranitelné pouze s vysokými náklady na dělení (DE-A 3 113 320).
Při výrobě dialkylesterů kyseliny maleinové je dále důležité poloester kyseliny maleinové, tvořící se jako mezistupeň, pokud možno úplně odstraňovat, neboť destilativní dělení od diesteru vede k termické zpětné reakci poloesteru za tvorby anhydridů kyseliny maleinové a alkoholu, což opět vede ke zcela nepřehledné směsi látek. Kontiprocesy, popsané pro obejití této nevýhody, vyžadují vysoké technické náklady s komplexním procesem zpětného vedení (EP-A255 399, EP-A255 401).
Dále je známé při chemických rovnovážných reakcích, u kterých se tvoří voda, oddělovat tuto za pomoci semipermeabilních membrán a takto reakci zdokonalit. Takovéto membránové postupy pro frakcionaci směsí s organickými komponentami jsou v literatuře vyčerpávajícím způsobem popsány (Rautenbach, Chem. Ing. Techn. 61 (1998), str. 539-544).
Pervaporace a parní permeace byly již rovněž výslovně popsány (DE 3 610 01, DE-A 4 019 170, EP-A 273 267 a EP-A 294 827).
Zásadně se při těchto způsobech dělená látková směs (Feed) vede podél membrány, která má pro jednotlivé sloučeniny přiváděné látkové směsi různou permeabilitu. Hnací síla pro transport látek je přitom transmembránová diference elektrochemického potenciálu jednotlivých látek přiváděné směsi. V případě pervaporace a parní permeace se tato potenciálová diference podporuje vložením vakua na straně membrány, odvrácené od látkové směsi (permeátová strana) nebo propíráním permeátové strany inertním plynem, což má za důsledek odvádění výhodně
-1 CZ 289853 B6 permeujících komponent z látkové směsi. Ochuzená látková směs se označuje jako retentát a látka, přecházející přes membránu, se označuje jako permeát.
Dělicí vlastnosti membrán jsou silně závislé na teplotě, ale jsou omezené tepelnou odolností 5 použitých membrán. Tak se například udává pro membránu Pervap 1000 firmy GFT typu polyvinylakohol/polyakrylonitril jako teplota znehodnocení 100 °C.
Způsoby popsané vDE-A3 610 011 a EP-A 240 803 se vyznačují tím, že se látková směs přivádí v kapalné formě bezprostředně pod teplotou varu při daném tlaku systému (pervaporace). 10 Tlak systému musí přitom být zvolen tak, aby teplota dělené látkové směsi na membráně odpovídala pokud možno optimální teplotě se zřetelem na tok permeátu a selektivitu, v žádném případě však nesmí ležet nad maximálně přípustnou provozní teplotou membrány (odolnost membrány).
Nevýhodou při pervaporaci je pokles teploty ve směru proudění látkové směsi, způsobený fázovou změnou permeovaných komponent (odpaření). Entalpie odpařování permeátu se odebírá látkové směsi, takže dochází k poklesu teploty ve směru proudění látkové směsi. Poklesem teploty se tok permeátu všeobecně silně snižuje, takže se pro zachování výkonu membrány musí látková směs zahřívat (EP-A 294 827). Tato okolnost vede obzvláště při kontinuálně vedených 20 procesech k nákladnému přepínání membránových modulů a tepelných výměníků a tím k vysokým investicím.
DE-A-40 19 179 popisuje čistě parní permeaci (použití čistě parní látkové směsi). Pro vyloučení smísení parní a kondenzované fáze je do přívodu látkové směsi zařazen odlučovač kapek.
EP-A-0 476 370 se týká využití membrány, získané plazmovou polymerací. Jinak se tam popisovaný způsob provádí jako čistá pervaporace nebo jako čistá parní permeace, bez toho, že by přicházela v úvahu kombinace obou způsobů.
Parní permeace se mimo jiné používá při postupu podle EP-A 299 577 při výrobě alkoholátů a je v literatuře popsána v článku „Industrial Application of Vapour Permeation“ (U. Sander, H. Jansen, Joumal of Membrane Science, 61 (1991), str. 113-129). Při parní permeaci se na rozdíl od pervaporace vede látková směs přes membránu v plynné formě, to znamená, že k ochlazení látkové směsi ve směru proudění na základě změny fáze z látkové směsi na permeát, 35 zde na rozdíl od pervaporace nenastává. Při parní permeaci se tedy nemusí používat nákladné přepínání membránových modulů a tepelných výměníků.
Na druhé straně je pří parní permeaci nevýhodné, že tok permeátu v přehřátém stavu páiy (látkové směsi) silně klesá. Přehřátí páry se však na základě vyskytujících se tlakových ztrát ve 40 směru proudění v technickém měřítku nedá vyloučit. Usiluje se tedy vždy o to, aby se pracovalo za takzvaného stavu nasycené páry látkové směsi, čehož se dá například dosáhnout tím, že se látková směs mezi moduly tak dalece zahustí, že se při vstupu do následujícího modulu dosáhne stavu nasycené páry. Nevýhodné je však v tomto případě to, že namísto tepelných výměníků potřebných při pervaporaci jsou zde nutné, pro zachování dělicího výkonu membrány, 45 kompresory.
Podstata vynálezu
Předmětem předloženého vynálezu je způsob výroby dialkylesterů kyseliny maleinové reakcí kyseliny maleinové, anhydridů kyseliny maleinové nebo monoalkylesterů kyseliny maleinové s alkoholy s 1 až 8 uhlíkovými atomy, popřípadě za přítomnosti kyselého katalyzátoru za varu, jehož podstata spočívá vtom, že se unikající parní směs voda/alkohol společně se svou kondenzovanou fází vede podél hydrofilní membrány, na které voda přechází a odvodněný
-2CZ 289853 B6 alkohol se zavádí zpět do reakční směsi, přičemž podíl kondenzované fáze v látkové směsi činí až 90 % hmotnostních.
Jako alkoholové komponenty se mohou při způsobu podle předloženého vynálezu použít alkoholy s 1 až 8 uhlíkovými atomy, přímé nebo rozvětvené, s otevřeným řetězcem nebo cyklické, nasycené nebo nenasycené. Obzvláště výhodné jsou takové alkoholy, které s vodou tvoří azeotrop a tím znemožňují destilativní dělicí postupy pro zpětné získávání alkoholové komponenty, jako je například ethylakohol, n-propylalkohol a izopropylalkohol.
Reakční teplota se řídí přirozeně také podle odolnosti použité membrány. Zpravidla se pracuje při teplotě v rozmezí 50 až 150 °C, výhodně 70 až 130 °C, obzvláště výhodně při teplotě varu alkoholové komponenty.
Při možných formách provedení se mohou tyto teploty však zvýšit, popřípadě snížit prováděním postupu za tlaku nebo za vakua. Zvýšené teploty a stím spojené zvýšené tlaky se mohou například jevit jako výhodné tehdy, když má směs alkohol/vodní pára za normálního tlaku teplotu, která leží pod optimální pracovní teplotou použité membrány.
Používané membrány jsou například popsané v EP 592 883 a mohou se například vyrobit zdiacetátu celulózy, polyimidu, triacetátu celulózy nebo polyvinylalkoholu nebo mohou představovat neoporézní vrstvu, vyrobenou plazmovou polymeraci. Polymemí materiály mají při tom všeobecně molekulovou hmotnost v rozmezí 15 000 až 200 000. Polyvinylalkohol se všeobecně vyrobí zmýdelněním polyvinylacetátu; stupeň zmýdelnění by měl být výhodně přes 95 %, obzvláště výhodně přes 98 %. Kvůli rozpustnosti polyvinylalkoholu ve vodě se tento všeobecně používá v zesítěné formě. Takovéto zesítění může spočívat v etherifíkaci, esterifikaci nebo acetalizaci pomocí výšefunkčních sloučenin.
Při výhodné formě provedení se použijí kompozitní membrány, které všeobecně sestávají zvíce vrstev, totiž z nosné vrstvy, porézní vrstvy a vlastní dělicí vrstvy. Jako nosné vrstvy přicházejí všeobecně v úvahu vysoce porézní flexibilní tkaniny nebo rouna z vláken, zahrnujících kovová vlákna, polyolefiny, polysulfony, polyetherimidy, polyfenylsulfidy nebo uhlík; rovněž vhodné jsou porézní struktury ze skla, keramiky, grafitu nebo kovů. Porézní ochranná vrstva má výhodně asymetrickou strukturu pórů. Takovéto porézní ochranné vrstvy mohou být vyrobeny například z polysulfonů, polyethersulfonů, polyetherimidu, polyvinylidenfluoridu, hydrolyzovaného triacetátu celulózy, polyfenylensulfídu, polyakrylonitrilu, polyesterů, polytetrafluorethylenu, polyethylenu, polyvinylalkoholu, kopolymerů trifluorovaných olefinů, jakož i jiných vhodných polymerů. Molekulové hmotnosti mohou být rovněž v rozmezí 15 000 až 200 000.
Vlastní dělicí vrstva může sestávat opět zdiacetátu celulózy, triacetátu celulózy, polyvynylalkoholu nebo z vrstvy vyrobené plazmovou polymeraci. Polyvinylalkohol je zesítěn výše popsaným způsobem, aby lépe odolával působení vody při vyšších teplotách. Membrány se mohou používat jako vinutý modul, deskový modul, poduškovitý modul, modul dutého vlákna nebo kapilární modul. Obzvláště výhodné jsou vinuté moduly.
Způsob se při výhodně formě provedení provozuje tak, že se látková směs přivádí na membránový modul jako směs páry a kondenzované fáze. Přitom se část páry kondenzuje, výhodně v tepelném výměníku, kteiý je předřazený modulu, tak, že látková směs má podíl kondenzované fáze v rozmezí 5 až 90% hmotnostních, výhodně 5 až 50% hmotnostních, obzvláště 10 až 20 % hmotnostních.
Obzvláště výhodného odvodnění látkové směsi se může dosáhnout tak, když pára látkové směsi, vystupující jako retentát z membránového moduluje ve stavu nasycené páry.
Výhodně kontinuálně probíhající zpětné navrácení odvodněného alkoholu (retentát) do reakční směsi může probíhat buď přímo jako pára (probublávání), nebo ve formě kondenzované fáze,
-3CZ 289853 B6 popřípadě získané mezizařazením destilační kolony. Výhodné je zpětné navrácení v plynné formě.
Jako popřípadě používané kyselé katalyzátory je možno uvést jak anorganické, tak také organické kyseliny, například kyselinu sírovou nebo kyselinu p-toluensulfonovou. Množství použitého katalyzátoru se přitom pohybuje v obvyklých oblastech pro esterifikační reakce.
Způsob se může provádět diskontinuálně nebo kontinuálně, přičemž kontinuální pracovní postup může být prováděn v míchaném kotli nebo výhodně v reakční koloně.
Při další výhodné formě provedení se látková směs (jako pára) vede na membránu v podélném směru za podmínek nasycené páry.
Způsob podle předloženého vynálezu se při výhodné formě provedení všeobecně provádí tak, že se vreakčním kotli přidá k předloženému alkoholu roztavený nebo pevný anhydrid kyseliny maleinové. Přitom se spontánně tvoří poloester kyseliny maleinové. Po přídavku kyselého katalyzátoru se zahřeje směs až k varu a destilující směs alkoholu a vody se přivádí přímo nebo přes krátkou kolonu v plynné formě do membránového modulu. Modulu je předřazen tepelný výměník pro zkondenzování části páry a zkondenzovaná fáze se přimíchává k látkové směsi. Permeát se odtahuje a retentát se kontinuálně zavádí zpět do reakční směsi. Po ukončení reakce se kyselé součásti reakční vsázky (katalyzátor, monoester) neutralizují pomocí báze a přebytečný alkohol se oddestiluje. Tento se může znovu použít u další vsázky jako předloha. Potom se destiluje diester kyseliny maleinové.
Při tomto způsobu se získá diester ve výtěžku přes 95 % a ve vysoké čistotě (vyšší než 99 %, to znamená prakticky prostý izomeračních a adičních produktů.
Dosud v literatuře popsané způsoby výroby dialkylesterů kyseliny maleinové vycházejí, stejně jako výhodná forma provedení způsobu podle předloženého vynálezu, z anhydridů kyseliny maleinové a odpovídajících alkoholů. Z kinetických dat této reakce, která byla zkoušena za kombinací nejrůznějších parametrů, jako je typ a množství katalyzátoru, molámí poměry výchozích látek, reakční doba a reakční teplota, vyplývá pro reakci s ethylalkoholem rovnovážný poměr mezi monoesterem a diesterem 24 : 76. Aby se tato rovnováha nyní posunula, muselo se dosud buď použít větší množství ethylalkoholu, nebo odstraňovat azeotropická směs s vodou za pomoci azeotropického činidla. Použitím membránového modulu při způsobu podle předloženého vynálezu bylo umožněno bez vysokých nákladů kvantitativně zajistit během stejné reakční doby přeměnu na diethylester.
Použití membránové techniky při popsaném způsobu vyvolává kvůli speciální problematice esterifíkace anhydridů kyseliny maleinové (zpětná tvorba těkavého anhydridů kyseliny maleinové zpoloesteru) otázku odolnosti membrán. Bylo by totiž možno předpokládat, že strhávaný poloester nebo anhydrid kyseliny maleinové bude membránu poškozovat a tato bude mít pouze krátkou trvanlivost, což by nebylo hospodárné. Použití pervaporace nebo parní permeace je spojené s výše uvedenými nevýhodami, totiž s nákladným přepínáním membránových modulů a tepelných výměníků, popřípadě membránových modulů a kompresorů. Obzvláště při přímém přepínání destilace membránové jednotky je třeba počítat se zvýšenými náklady.
Popsaný způsob vede tedy při jednoduše proveditelném postupu ke zlepšeným výtěžkům dialkylesterů kyseliny maleinové bez vyšších, rušivých množství vedlejších produktů, jako jsou estery kyseliny filmařové nebo kyseliny alkoxyjantarové. Reakční doby se mohou výrazně snížit. Dále se může upustit od větších přebytků alkoholu nebo od použití azeotropních činidel, která se musejí po ukončení reakce v dodatečném pracovním kroku recyklovat. Výhodně se alkohol používá v molámím poměru ke každé esterifikované kyselinové funkci 10 : 1 až 1 : 1, výhodně 1,1 : 1 až 1,4 : 1. Molámí poměr anhydridů kyseliny maleinové k alkoholu činí výhodně 1 : 2,2
-4CZ 289853 B6 až 1 :2,5. Množství odpadní vody, která vzniká například při oddělení kyselých součástí (poloester kyseliny maleinové) neutralizací, se pomocí způsobu podle předloženého vynálezu také podstatně sníží.
Dialkylestery kyseliny maleinové, vyrobené způsobem podle předloženého vynálezu, slouží jako předprodukty pro účinné látky, smáčedla nebo lakařská tužidla.
Příklady provedení vynálezu
Způsob podle předloženého vynálezu je demonstrován pomocí následujících příkladů.
Příklad 1
Do míchaného ocelového kotle o objemu 1,6 m3, opatřeného destilační kolonou, tepelným výměníkem a nastaveným parním permeačním modulem (54 m2 vinutý modul, polyvinylalkohol typu Texsep® 1 na Ultem® firmy Texaco) se předloží 467 kg ethylalkoholu a přidá se 328 kg anhydridu kyseliny maleinové, jakož i 3,3 kyseliny p-toluensulfonové. Obsah kotle se zahřeje na teplotu ve vařáku 100 °C a oddestilovávající směs ethylalkoholu a vody se vede přes kolonu v tepelném výměníku a do parního permeačního modulu. Látková směs se přitom nastaví tak, aby podíl páiy byl asi 80 % hmotnostních a podíl kondenzované fáze asi 20 % hmotnostních. Permeát (147 kg za 1 lhodin, z toho 61,7 kg vody a 85,3 kg ethylalkoholu) se odtahuje a retentát (více než 99% ethylalkoholu) se v plynné fázi zavádí zpět do míchaného kotle. Po 11 hodinách činí konverze přes 95 % teorie. Po přídavku 1 kg hydrogenuhličitanu sodného se přebytečný ethylalkohol oddestiluje přes kolonu a jako hlavní frakce se získá diethylester kyseliny maleinové (teplota varu 120 °C, 2 kPa). Výtěžek je 546 kg (95 % teorie, čistota 99 %).
Příklad 2
Do desetilitrové skleněné nádoby s destilační kolonou, tepelným výměníkem a nasazeným parním permeačním modulem (0,5 m2 vinutý modul, polyvinylalkohol typu Texsep® 4 firmy Texaco) se předloží 6,5 kg izopropylalkoholu a přidá se 3,5 kg anhydridu kyseliny maleinové a 0,04 kg kyseliny sírové. Obsah kotle se zahřeje na teplotu 100 °C a oddestilovávaná směs izopropylalkoholu a vody se vede přes kolonu v tepelném výměníku a do parního permeačního modulu. Látková směs se přitom nastaví tak, aby parní podíl činil asi 80 % hmotnostních a podíl kondenzované fáze asi 20 % hmotnostních. Permeát (0,7 kg v 5 hodinách, z toho 0,67 kg vody a 0,3 kg izopropylalkoholu) se odtáhne a retentát (více než 99 % izopropylalkoholu) se zavádí zpět do míchaného kotle. Po 10 hodinách činí konverze přes 95 % teorie. Po přídavku 0,1 kg hydrogenuhličitanu sodného se přebytečný propylalkohol oddestiluje přes kolonu a jako hlavní frakce se získá diizopropylester kyseliny maleinové. Výtěžek je 6,8 kg (95 % teorie, čistota 99 %).
Claims (9)
1. Způsob výroby dialkylesterů kyseliny maleinové z kyseliny maleinové, anhydridů kyseliny maleinové nebo monoalkylesterů kyseliny maleinové reakcí s alkoholy s 1 až 8 uhlíkovými atomy za přítomnosti kyselého katalyzátoru za varu, vyznačující se tím, že se unikající parní směs voda/alkohol společně se svou kondenzovanou fází vede jako látková směs podél hydrofilní membrány, na které voda přechází a odvodněný alkohol se zavádí zpět do reakční směsi, přičemž podíl kondenzované fáze v látkové směsi činí 5 až 90 % hmotnostních.
2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se jako alkoholy s 1 až 8 uhlíkovými atomy používají alkoholy, které tvoří s vodou azeotrop.
3. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se jako alkohol s 1 až 8 uhlíkovými atomy použije etylalkohol.
4. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se vychází zanhydridů kyseliny maleinové a ethylalkoholu.
5. Způsob podle nároku 1,vyznačující se tím, že použitá membrána je vyrobena zdiacetátu celulózy, triacetátu celulózy, polyvinylalkoholu nebo polyamidu nebo představuje bezpórovou vrstvu, vyrobenou plazmovou polymerací.
6. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se jako membrána použije kompozitní membrána.
7. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se membrána používá ve formě vinutého modulu.
8. Způsob podle nároku 1,vyznačující se tím, že molámí poměr alkoholu ke každé z esterifikovaných funkcí činí 10 : 1 až 1 : 1, obzvláště 1,1 : 1 až 1,4 : 1.
9. Způsob podle nároku 1,vyznačující se tím, že podíl kondenzované fáze v látkové směsi činí 5 až 50 % hmotnostních, výhodně 10 až 20 % hmotnostních.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4423355A DE4423355A1 (de) | 1994-07-04 | 1994-07-04 | Verfahren zur Herstellung von Maleinsäuredialkylestern |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ172995A3 CZ172995A3 (en) | 1996-05-15 |
| CZ289853B6 true CZ289853B6 (cs) | 2002-04-17 |
Family
ID=6522180
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ19951729A CZ289853B6 (cs) | 1994-07-04 | 1995-06-30 | Způsob výroby dialkylesterů kyseliny maleinové |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5648517A (cs) |
| EP (1) | EP0691324B1 (cs) |
| JP (1) | JPH0827063A (cs) |
| AT (1) | ATE171159T1 (cs) |
| CZ (1) | CZ289853B6 (cs) |
| DE (2) | DE4423355A1 (cs) |
| HU (1) | HU215566B (cs) |
| PL (1) | PL179258B1 (cs) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ES2158419T3 (es) * | 1996-10-14 | 2001-09-01 | Bayer Ag | Procedimiento de obtencion de esteres o de alcoholatos con separacion de agua. |
| DE19811451C1 (de) * | 1998-03-17 | 1999-10-14 | Henkel Kgaa | Verfahren zur Acetalisierung bzw. Ketalisierung |
| NL1009218C2 (nl) | 1998-05-20 | 1999-11-24 | Akzo Nobel Nv | Bereiding van een polymeer onder toepassing van een anorganisch membraan met een kleine gemiddelde poriegrootte. |
| DE10043545A1 (de) * | 2000-09-05 | 2002-03-14 | Oxeno Olefinchemie Gmbh | Verfahren zur Herstellung von Carbonsäureestern |
| DE10158312A1 (de) * | 2001-11-28 | 2003-06-18 | Zimmer Ag | Verfahren zur Herstellung von Polyester- oder Copolyester-Prepolymer |
| JP2007112954A (ja) * | 2005-10-24 | 2007-05-10 | Sumitomo Chemical Co Ltd | 変性ポリオレフィン樹脂の製造方法 |
| CN103288634A (zh) * | 2013-06-25 | 2013-09-11 | 河北科技大学 | 一种合成马来酸二异丙酯的方法 |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3114320A1 (de) * | 1981-04-09 | 1982-10-28 | Hoechst Ag, 6000 Frankfurt | "verfahren zur herstellung von maleinsaeuredialkylestern" |
| DD229117B1 (de) | 1984-11-21 | 1989-05-31 | Wolfen Filmfab Veb | Verfahren zur herstellung von maleinsaeuredialkylestern |
| DE3610011A1 (de) * | 1986-03-25 | 1987-10-08 | Geesthacht Gkss Forschung | Verfahren zur trennung der komponenten eines fluessigkeitsgemisches voneinander |
| GB8618888D0 (en) * | 1986-08-01 | 1986-09-10 | Davy Mckee Ltd | Process |
| GB8618892D0 (en) * | 1986-08-01 | 1986-09-10 | Davy Mckee Ltd | Process |
| JPH069645B2 (ja) * | 1986-12-25 | 1994-02-09 | リグナイト株式会社 | 混合溶液の分離方法 |
| US4894163A (en) * | 1987-06-12 | 1990-01-16 | Kuraray Co., Ltd. | Separation of liquid mixtures |
| DE3723193A1 (de) * | 1987-07-14 | 1989-01-26 | Metallgesellschaft Ag | Verfahren zur herstellung von alkoholaten |
| DE4019170A1 (de) * | 1990-06-15 | 1991-12-19 | Henkel Kgaa | Verfahren zum durchfuehren einer gleichgewichtsreaktion unter anwendung von daempfepermeation |
| DE4029349A1 (de) * | 1990-09-15 | 1992-03-19 | Basf Ag | Verfahren zur abtrennung von wasser aus einem wasser und alkohole und/oder carbonsaeuren und/oder cabonsaeureester enthaltenden gemisch |
| US5248427A (en) * | 1990-09-15 | 1993-09-28 | Basf Aktiengesellschaft | Removal of water from mixtures with alcohols and/or carboxylic acids and/or carboxylic esters |
| DE4234525A1 (de) * | 1992-10-13 | 1994-04-14 | Bayer Ag | Verfahren zur Abtrennung von Alkanolen von sauerstoffhaltigen organischen Verbindungen mit höherer Kohlenstoffzahl |
-
1994
- 1994-07-04 DE DE4423355A patent/DE4423355A1/de not_active Withdrawn
-
1995
- 1995-06-02 US US08/457,711 patent/US5648517A/en not_active Expired - Fee Related
- 1995-06-21 EP EP95109577A patent/EP0691324B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1995-06-21 DE DE59503588T patent/DE59503588D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1995-06-21 AT AT95109577T patent/ATE171159T1/de not_active IP Right Cessation
- 1995-06-29 JP JP7185057A patent/JPH0827063A/ja active Pending
- 1995-06-30 PL PL95309458A patent/PL179258B1/pl not_active IP Right Cessation
- 1995-06-30 CZ CZ19951729A patent/CZ289853B6/cs not_active IP Right Cessation
- 1995-07-04 HU HU9502040A patent/HU215566B/hu not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL179258B1 (pl) | 2000-08-31 |
| DE59503588D1 (de) | 1998-10-22 |
| PL309458A1 (en) | 1996-01-08 |
| HU215566B (hu) | 1999-01-28 |
| HUT75953A (en) | 1997-05-28 |
| DE4423355A1 (de) | 1996-01-11 |
| US5648517A (en) | 1997-07-15 |
| EP0691324A1 (de) | 1996-01-10 |
| ATE171159T1 (de) | 1998-10-15 |
| CZ172995A3 (en) | 1996-05-15 |
| EP0691324B1 (de) | 1998-09-16 |
| HU9502040D0 (en) | 1995-08-28 |
| JPH0827063A (ja) | 1996-01-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5723639A (en) | Esterification of fermentation-derived acids via pervaporation | |
| CA1083601A (en) | Continuous production of alkyl acrylates free from ether. | |
| US7501062B2 (en) | Process for permeation enhanced reactive extraction of levulinic acid | |
| US20070213557A1 (en) | Separator, reactor, and method for producing aromatic carboxylic acids | |
| WO2009107840A1 (ja) | 醗酵アルコールの精製処理方法 | |
| BRPI0718011A2 (pt) | Remoção de água e metanol de fluídos. | |
| WO2001046117A1 (en) | Process improvement for continuous ethyl acetate production | |
| US5105029A (en) | Process for recovering a lower alcohol from a catechol-lower alcohol reaction product solution | |
| US5976324A (en) | Removal of water from reaction mixtures | |
| US5427687A (en) | Bubble reaction using vapor permeation | |
| KR101104087B1 (ko) | ｔ-부탄올/물 혼합물로부터의 2-부탄올의 분리방법 | |
| CZ289853B6 (cs) | Způsob výroby dialkylesterů kyseliny maleinové | |
| US5146009A (en) | Process for the recovery of alcohols using an organic acid-modified polymer membrane | |
| EP0210055A1 (en) | Esterification process | |
| US4961855A (en) | Dehydration of organic oxygenates | |
| Datta et al. | Esterification of fermentation-derived acids via pervaporation | |
| US6476185B1 (en) | Preparation of an organic compound by a condensation reaction | |
| Maus et al. | Separation of methanol from methylesters by vapour permeation: experiences of industrial applications | |
| US5032278A (en) | Process for dehydration of organic oxygenates | |
| JPH066557B2 (ja) | アミノ酸エステル化反応装置 | |
| JPH02730A (ja) | エステルの製造方法 | |
| US5085778A (en) | Process for dehydration of organic oxygenates | |
| CN214361096U (zh) | 一种基于甲醛循环的三聚甲醛生产装置 | |
| JPH05125021A (ja) | 炭酸エステルの製造方法 | |
| JP2004089883A (ja) | 反応装置及び化合物の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD00 | Pending as of 2000-06-30 in czech republic | ||
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20040630 |