DD246988B1

DD246988B1 - METHOD FOR CONTINUOUS PRODUCTION OF SODIUM N-BUTYLATE

Info

Publication number: DD246988B1
Application number: DD28730786A
Authority: DD
Inventors: Eberhard Ludwig; Heiner Hoffmann; Juergen Oed; Bernd Mueller; Hans-Juergen Dietz; Gerhard Rieck; Guenter Boehme; Herbert Mollenhauer
Original assignee: Fahlberg List Veb
Priority date: 1986-02-25
Filing date: 1986-02-25
Publication date: 1989-01-25
Also published as: DD246988A1

Abstract

Es wird ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Natrium-n-butylatlösung beschrieben, bei dem wäßrige technische Natronlauge und wasserhaltiges Butanol eingesetzt werden. Das Verfahren wird bei gleichzeitiger Wasserabtrennung in einer Bodenkolonne durchgeführt, ohne daß es bei der erfindungsgemäßen Prozeßführung zu Ablagerungen kommt, die mechanische Mittel oder häufige Reinigungszyklen erforderlich machen.A process for the continuous production of sodium n-butoxide solution is described, in which aqueous technical sodium hydroxide solution and water-containing butanol are used. The process is carried out with simultaneous removal of water in a tray column, without it comes in the process control according to the invention to deposits that require mechanical means or frequent cleaning cycles.

Description

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Field of application of the invention

In der chemischen Industrie ist die Herstellung von Alkoholaten aus vielfältigen Gründen zur Durchführung von chemischen Prozessen erforderlich. Die Herstellung von Natrium-n-butylat ist ein Teilschritt bei der Erzeugung von Cyclopentanoncarbonsäurebutylester aus AdipinsäurebutylesterIn the chemical industry, the production of alcoholates is required for a variety of reasons to carry out chemical processes. The preparation of sodium n-butoxide is a partial step in the production of butyl cyclopentanonecarboxylate from adipic acid butyl ester

Die Erfindung besteht in einem neuen Verfahren zur kontinuierlichen Gewinnung von Natrium-n-butylat. The invention consists in a new process for the continuous recovery of sodium n-butoxide.

Characteristic of the known technical solutions

Es ist bekannt, daß man Alkalialkoholate gewinnen kann, wenn die entsprechenden Alkalihydroxide mit einem Überschuß des Alkohols erhitzt werden und das entstehende Reaktionswasser kontinuierlich mit dem Alkohol abdestilliert wird, wobei ein Hilfsmittel z. B. Benzen zugesetzt werden kann. Das DRP 519443 schildert diese Methode. Eine Verbesserung dieses Verfahrens besteht It. DRP 558469 darin, daß eine Lösung von Alkalihydroxid in dem betreffenden Alkohol in einer Kolonne zur Reaktion gebracht wird.It is known that it is possible to obtain alkali metal alkoxides, if the corresponding alkali metal hydroxides are heated with an excess of the alcohol and the reaction water is distilled off continuously with the alcohol, with an aid z. B. benzene can be added. The DRP 519443 describes this method. An improvement of this method is It. DRP 558469 in that a solution of alkali hydroxide in the alcohol in question is reacted in a column.

Das DE 968903 schildert ein Verfahren, bei dem die Alkoholate kontinuierlich unter Verwendung einer mit Füllkörpern gefüllten Destillationskolonne aus wäßrigen Alkalihydroxidlösungen mit dem entsprechenden Alkohol hergestellt werden. Dabei soll sich das Alkalihydroxid in fester Form auf den Füllkörpern abscheiden und anschließend mit dem in der Kolonne herabrieselnden Alkohol das gewünschte Alkalialkoholat bilden.DE 968903 describes a process in which the alkoxides are continuously prepared using a filled with packing distillation column of aqueous alkali hydroxide with the corresponding alcohol. In this case, the alkali metal hydroxide should deposit in solid form on the packing and then form the desired alkali metal alcoholate with the alcohol trickling down in the column.

Diese Methode besitzt jedoch den entscheidenden Nachteil, daß auf Grund der Abscheidungen von festem Natriumhydroxid und anderen Verunreinigungen sich in einem großen Bereich der Kolonne kompakte Ablagerungen bilden, die nach kurzer Betriebszeit zu Verstopfungen führen und die Kolonne stillegen. Sie stellt daher keine technische Lösung fürdie Herstellung von Natrium-n-butylat dar.However, this method has the significant disadvantage that due to the depositions of solid sodium hydroxide and other impurities form compact deposits in a large area of the column, which lead to blockages after a short period of operation and stop the column. It is therefore not a technical solution for the production of sodium n-butoxide.

Im DD-WP 202223 wird eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von Natrium-n-butylat aus wäßriger, technischer Natronlauge und Butanol unter Einsatz eines Rotationsdünnschichtapparates beschrieben. Bei dieser Methode werden beide Komponenten im Gleichstrom aufgegeben. Zur Absicherung des Umsatzes sind hier sehr große Überschüsse an Butanol notwendig, um das Reaktionswasser zu entfernen.DD-WP 202223 describes an apparatus for the continuous production of sodium n-butoxide from aqueous, technical sodium hydroxide solution and butanol using a rotary thin-film apparatus. In this method, both components are fed in DC. To secure the turnover very large surpluses of butanol are necessary here to remove the water of reaction.

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist die kontinuierliche Herstellung des für Kondensations- und andere Reaktionen vielseitig einsetzbaren Zwischenproduktes Natrium-n-butylat unter Beachtung eines ökonomischen Energie- und Materialeinsatzes bei sicherer Prozeßführung.The aim of the invention is the continuous preparation of the condensation and other reactions versatile intermediate sodium n-butoxide, taking into account an economical use of energy and materials with safe process control.

Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu sei äffen, das eine kontinuierliche Herstellung von Natrium-nbutylatlcsung gestattet, wobei die Nachteile der bisher bekannten Verfahren wie Verstopfung der Kolonne, hoher Energieverbrauch, großer Materialeinsatz weitgehend vermieden werden.The object of the invention is to provide a process which permits a continuous production of sodium n-butylate, the disadvantages of the previously known processes such as blockage of the column, high energy consumption and high use of material being largely avoided.

Es wurde überraschenderweise festgestellt, daß eine kontinuierliche Herstellung von Natrium-n-butylat realisierbar ist, wenn Natronlauge auf Böden der oberen Hälfte einer Siebboden- oder Glockenbodenkolonne und Butanol im oberen Drittel einer solchen Kolonne zugeführt werden, wobei der Zulauf des Butanols über dem Zulauf der Natronlauge anzuordnen ist und die genannten Reaktionspartner im Verhältnis 1 zu 4 bis 1 zu 14 zugeführt werden.It has surprisingly been found that a continuous production of sodium n-butoxide can be realized when sodium hydroxide are fed to bottoms of the upper half of a sieve tray or bubble tray column and butanol in the upper third of such a column, wherein the feed of butanol over the inlet of the Sodium hydroxide is to be arranged and the reactants mentioned in the ratio of 1 to 4 to 1 to 14 are supplied.

Das Wasser aus der Natronlauge und dem Butanol sowie das Reaktionswasser werden laufend mit dem Alkohol über Kopf abdestilliert. Dabei wird eine annähernd azeotrope Zusammensetzung erreicht. Durch die Art der Aufgabe und der Prozeßführung wird ein gleichbleibender Wirkungsgrad der Böden erhalten und eine kontinuierliche Reaktion möglich. Diese Verhältnisse sind auch in dem Bereich der Kolonne gewährleistet, in dem das aus der wäßrigen Natronlauge gebildete Ätznatron mit dem Butanol zum Natriumbutylat reagiert.The water from the caustic soda and the butanol and the water of reaction are continuously distilled off with the alcohol overhead. In this case, an approximately azeotropic composition is achieved. Due to the nature of the task and the process control a constant efficiency of the soil is obtained and a continuous reaction possible. These conditions are also ensured in the region of the column in which the caustic soda formed from the aqueous sodium hydroxide solution reacts with the butanol to Natriumbutylat.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann technische Natronlauge, die bekanntlich Verunreinigungen, wie z. B. Carbonate und Silikate enthält, eingesetzt werden. Da Natriumhydroxid in Butanol relativ schwer löslich ist und ferner die aus der technischen Natronlauge stammenden Verunreinigungen erfahrungsgemäß zur Bildung kompakter Abscheidungen neigen, war die problemlose kontinuierliche Prozeßführung nicht vorauszusehen. Beim Einsatz der erfindungsgemäßen Merkmale traten die stoffbedingt zu erwartenden Verstopfungen überraschenderweise nicht ein, so daß keine mechanischen Abhilfen oder häufige Reinigungszyklen erforderlich wurden.In the method according to the invention can technical sodium hydroxide, the known impurities such. As carbonates and silicates used. Since sodium hydroxide in butanol is relatively difficult to dissolve and, moreover, the impurities originating from the technical caustic soda tend to form compact deposits, the problem-free continuous process control could not be foreseen. When using the features of the invention, the material-related expected blockages surprisingly did not occur, so that no mechanical remedies or frequent cleaning cycles were required.

Auch Butanol hohen Feuchtigkeitsgrades kann verwendet werden, ohne daß es erwartungsgemäß zu Störungen durch Entmischung kommt. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können also gleichzeitig die Wasserabtrennung, die Reaktion und der Sedimentaustrag realisiert werden.Also, high degree of butanol butanol can be used without disturbing by demixing as expected. Thus, the water separation, the reaction and the Sedimentaustrag can be realized simultaneously with the method according to the invention.

Das beschriebene erfindungsgemäße Verfahren kann vorteilhaft in einer Apparatur gemäß Abbildung 1, einer Bodenkolonne, durchgeführt werden.The described process according to the invention can advantageously be carried out in an apparatus according to FIG. 1, a tray column.

Die Apparatur besteht aus einer Kolonne (1), in die durch Teilkondensation des Brüdens im Dephlegmator (2) vorgewärmtes Butanol und in einem Vorwärmer (6) aufgeheizte wäßrige Natronlauge über Dosiereinrichtungen (7,8) in der oberen Hälfte der Kolonne aufgegeben werden. Dem Dephlegmator ist ein absteigender Kühler (4) und ein Dichtescheider nachgeschaltet. Die Sumpf heizung besteht aus einem Umlaufverdampfer (3).The apparatus consists of a column (1), in which by partial condensation of the vapor in the dephlegmator (2) preheated butanol and heated in a preheater (6) aqueous sodium hydroxide are fed via metering devices (7,8) in the upper half of the column. The Dephlegmator is followed by a descending cooler (4) and a density separator. The sump heating consists of a circulation evaporator (3).

Das Kopf produkt Butanol/Wasser wird vollständig im Wärmeüberträger (4) kondensiert und im Dichtescheider (5) getrennt. Das dabei anfallende wasserhaltige Butanol wird der Kolonne mit der notwendigen Menge Frischbutanol wieder zugeführt. Als Frischbutanol kann wasserhaltiges odertrockenes Butanol eingesetzt werden. Am Sumpf der Kolonne wird bei einer Temperatur von 132-140⁰C laufend 20-23%ige Natriumbutylatlösung abgezogen. Die Konzentration wird durch die Sumpftemperatur bestimmt.The head product butanol / water is completely condensed in the heat exchanger (4) and separated in the density separator (5). The resulting aqueous butanol is fed back to the column with the necessary amount of fresh butanol. As fresh butanol, hydrous or dry butanol can be used. At the bottom of the column is continuously withdrawn at a temperature of 132-140 ⁰ C 20-23% sodium butylate solution. The concentration is determined by the bottom temperature.

embodiments example 1

In einer halbtechnischen Destillationsapparatur (NW70), bestehend aus 61-Glaskolben mit elektrischer Innenheizung, Glockenbodenkolonne mit 18 Böden, Dosieraufsatz, Wasserabscheider und Kühlerwerden mittels Dosierpumpen 0,3 kg/h vorgewärmtes Butanol und 0,07 kg/h 45%ige Natronlauge auf den 18. bzw. 12. Boden aufgegeben. Aus dem Sumpf der Kolonne werden 0,33kg/h Natriumbutylatlösung abgezogen.In a semi-industrial distillation apparatus (NW70), consisting of 61-glass flask with electric internal heating, bubble tray column with 18 trays, dosing, water and Kühlerwerden 0.3 kg / h preheated butanol and 0.07 kg / h 45% sodium hydroxide solution by metering on the Abandoned 18th or 12th floor. From the bottom of the column 0.33 kg / h Natriumbutylatlösung be deducted.

Dabei wird die Sumpftemperatur bei 137-138⁰C gehalten, die entstandene Butylatlösung hat einen Gehalt von etwa 22% Natriumbutylat.The bottom temperature is maintained at 137-138 ⁰ C, the resulting butylate solution has a content of about 22% sodium butylate.

Example 2

Einer Siebbodenkolonne mit 27 Böden und 80 mm Nennweite werden pro Stunde 0,37 kg 45%ige auf 80°C vorgewärmte techn. Natronlauge und 2,85 kg auf 90°C vorgewärmtes Butanol aufgegeben. Die Aufgabe beider Komponenten erfolgt auf die oberen Böden. Aus dem Sumpf der Kolonne werden pro Stunde 1,8kg etwa 20%ige Natriumbutylatlösung bei einer Temperatur von 132-134°C abgezogen.A sieve tray column with 27 trays and 80 mm nominal diameter per hour 0.37 kg 45% preheated to 80 ° C techn. Sodium hydroxide solution and 2.85 kg preheated to 90 ° C butanol abandoned. The task of both components takes place on the upper floors. From the bottom of the column are withdrawn per hour 1.8 kg of about 20% sodium butylate solution at a temperature of 132-134 ° C.

Example 3

Einer Glockenbodenkolonne mit 40 Böden und 1000mm Nennweite werden pro Stunde 110kg 45%ige auf 80°C vorgewärmte techn. Natronlauge und 1190kg auf 85°C vorgewärmtes feuchtes Butanol (etwa 20% Wasser) aufgegeben.A bubble tray column with 40 trays and 1000mm nominal diameter per hour 110kg 45% preheated to 80 ° C techn. Sodium hydroxide solution and 1190 kg wet butanol preheated to 85 ° C (about 20% water).

Die Aufgabe der Natronlauge erfolgt auf dem 22. und die des Butanols auf dem 33. Boden. Aus dem Sumpf der Kolonne werden pro Stunde 550 kg etwa 20%ige Natriumbutylatlösung bei einer Temperatur von 136-138⁰C abgezogen.The task of caustic soda takes place on the 22nd and the butanol on the 33rd floor. From the bottom of the column per hour 550 kg approximately 20% sodium butylate solution are withdrawn at a temperature of 136-138 ⁰ C.

Die Natriumbutylatlösung enthält weniger als 1 % NaOH.The sodium butylate solution contains less than 1% NaOH.

Claims

1. A process for the continuous production of sodium n-butoxide from preheated sodium hydroxide solution and excess n-butanol, characterized in that technical sodium hydroxide are fed to bottoms of the upper half of a sieve tray or bubble tray column and water-containing butanol in the upper third of the column, wherein the Feed the butanol over the inlet of the sodium hydroxide solution and the reactants sodium hydroxide and butanol in a ratio of 1 to 4 to 12 are supplied.

2. The method according to item 1, characterized in that technical sodium hydroxide solution and water-containing butanol are used up to the saturation point.