DE10038349C1

DE10038349C1 - Verfahren zur Destillation von vinylaromatischen Monomeren

Info

Publication number: DE10038349C1
Application number: DE10038349A
Authority: DE
Inventors: Paulus Schmaus; Werner Georg Metzger
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 2000-08-05
Filing date: 2000-08-05
Publication date: 2002-01-31
Anticipated expiration: 2020-08-06
Also published as: MXPA01007941A; US6863779B2; KR20020012147A; US20020040845A1

Abstract

Ein Verfahren zur Destillation von vinylaromatischen Monomeren in Gegenwart von 4-tert.-Butylcatechol (TBC) und Sauerstoff, wobei keine aromatische Nitro- oder Aminverbindung in wirksamen Mengen zugegen ist. Das Verfahren eignet sich insbesondere zur Entstabilisierung und Reinigung von zum Transport mit 4-tert.-Butylcatechol (TBC) stabilisiertem Styrol.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Destillation von vinyl aromatischen Monomeren in Gegenwart von 4-tert.-Butylcatechol und Sauerstoff.

Um die Lagerstabilität zu erhöhen wird Styrol üblicherweise mit 10 bis 20 ppm 4-tert.-Butylcatechol (TBC) inhibitiert und in Gegenwart von Spuren von Sauerstoff gelagert.

Zur Verhinderung der Polymerisation während der Destillation sind beispielsweise Schwefel, Nitrophenole und Nitroxylverbindungen bekannt.

Die WO 96/16921 beschreibt die Verlängerung der Inhibitionszeit bei der Destillation von Styrol in Gegenwart von Nitroxyl inhibitoren und geringe Mengen an Sauerstoff.

Synergistische Inhibitormischungen aus 2,6-Dinitro-p-Cresol und Phenylendiamin bzw. 4-tert.-Butylcatechol sind in der US 4,468,343 bzw. aus Phenothiazine, 4-tert.-Butylcatechol und 2,6-Dinitro-p-Cresol in der US 4,466,904 beschrieben. Diese Poly merisationsinhibitorsysteme werden in Gegenwart von Sauerstoff eingesetzt.

Die für die Destillation von Styrol beschriebenen Inhibitor systeme besitzen eine verhältnismäßig hohe Toxizität oder sind relativ teuer.

Aufgabe der Erfindung war es daher, ein kostengünstiges Verfahren zur Destillation von Styrol zu finden. Des weiteren sollte ein günstiges und effektives Verfahren zur Entstabilisierung und Reinigung von Styrol, das für den Transport mit 4-tert-Butyl chatechol versetzt wurde, gefunden werden.

Demgemäß wurde ein Verfahren zur Destillation von vinyl aromatischen Monomeren in Gegenwart von 4-tert.-Butylcatechol (TBC) und Sauerstoff gefunden, wobei keine aromatische Nitro- oder Aminverbindung in wirksamen Mengen zugegen ist.

Als vinylaromatisches Monomere können beispielsweise Styrol, a-Methylstyrol, Vinyltoluol, Divinylbenzol, Styrolsulfonsäure oder Mischungen davon eingesetzt werden. Bevorzugt wird das Verfahren zur Destillation von Styrol eingesetzt.

Zur Destillation können die üblichen Destillationsapparaturen, wie mehrbödige, gefüllte oder ungefüllte Destillationskolonnen eingesetzt werden. Für die Entstabilisierung und Reinigung von Styrol, das für den Transport mit 4-tert-Butylchatechol versetzt wurde, ist in der Regel eine Destillationskolonne mit einem Boden oder ein einfacher Verdampfer ausreichend.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird des 4-tert.-Butyl catechol (TBC) zusammen mit dem vinylaromatische Monomer der Destillationsapparatur zugeführt wird. Bevorzugt liegt die Konzentration von 4-tert.-Butylcatechol im Sumpf der Kolonne im Bereich von 100 bis 15000 ppm, insbesondere von 5000 bis 10000 ppm, bezogen auf das vinylaromatische Monomer.

Zusätzlich zu 4-tert.-Butylcatechol können die üblicherweise für die Destillation von Styrol eingesetzten Polymerisations inhibitoren zugegeben werden. Beispiele hierfür sind Nitroxyl inhibitoren, insbesondere sterisch gehinderte Nitroxyl verbindungen wie in WO 96/16921 beschrieben. Das erfindungs gemäße Verfahren zeichnet sich aber dadurch aus, daß der Zusatz weiterer Polymerisationsinhibitoren üblicherweise nicht notwendig ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird in der Regel bei einer Temperatur im Bereich von 40 bis 125°C, bevorzugt im Bereich von 60 bis 80°C durchgeführt.

Da der gegebenenfalls im Styrol gelöste Sauerstoff unter den genannten Destillationsbedingungen schnell verbraucht wird, sollte der Destillationsapparatur zusätzlich Sauer stoff zugeführt werden, beispielsweise durch Dosierung eines Sauerstoff enthaltendes Gases über eine Gasdusche in den Destillationssumpf.

Eine bessere Verteilung des Sauerstoffes im vinylaromatischen Monomeren wird jedoch erreicht, wenn reiner Sauerstoff oder ein Sauerstoff enthaltendes Gas, beispielsweise Luft, in die Zufuhr zur Destillationsapparatur untergemischt wird. Bevorzugt wird ein Sauerstoff enthaltendes Gas auf der Saugseite einer vor der Destillationsapparatur angebrachten Umwälzpumpe zudosiert. Diese Dosierung hat den zusätzlichen Vorteil, daß die Polymerisation inhibiert wird, bevor das vinylaromatische Monomer in Kontakt mit den heißen Oberflächen des Wärmetauschers treten kann. Der Sauer stoff kann auch an verschiedenen Stellen zudosiert werden.

Die Menge des zugeführten Sauerstoffes richtet sich nach der Polymerisationsneigung des verwendeten Monomeren und den Destillationsbedingungen. Die Menge darf auf jeden Fall nicht so hoch sein, daß ein explosives Monomer/Sauerstoff-Gemisch erreicht wird. Zweckmäßigerweise wird der Sauerstoff in einer Menge von 0,01 bis 0,5 Gew.-%, bevorzugt von 0,05 bis 0,1 Gew.-%, bezogen auf die zugeführte Menge an vinylaromatischem Monomer, zudosiert.

Es hat sich gezeigt, dass durch diese Maßnahme der Polymeranteil im Sumpf deutlich reduziert werden kann. Er liegt nun nach Zugabe von Sauerstoff üblicherweise unter 1, 2%, was einem Verlust von weniger als 0.1 Gew.-%, bezogen auf das Monomere im Zulauf, ent spricht.

Vergleichsversuch

Eine Kolonne mit einem Boden wurde mit einem Zulauf von 20 t/h monomerem Styrol, das mit 15 ppm 4-tert.-Butylcatechol (TBC) stabilisiert war, betrieben. Stündlich wurden 450 t des Sumpf gemisches, das 6000 ppm 4-tert.-Butylcatechol (TBC) enthielt, über eine Umwälzpumpe über einen Verdampfer im Kreis geführt. Der Verdampfer wurde bei einer Temperatur von 86°C betrieben. Inner halb 3 Tagen stieg der über den Feststoffgehalt ermittelte Poly styrolgehalt im Sumpf des Verdampfers auf über 25 Gew.-% an.

Beispiel

Unter den gleichen Bedingungen wie im Vergleichsversuch wurde auf der Saugseite der Umwälzpumpe stündlich 500 kg Luft zuge geben. Der Polystyrolgehalt im Sumpf betrug konstant weniger als 1,2 Gew.-%.

Claims

1. Verfahren zur Destillation von vinylaromatischen Monomeren in Gegenwart von 4-tert.-Butylcatechol (TBC) und Sauerstoff, dadurch gekennzeichnet, daß keine aromatische Nitro- oder Aminverbindung in wirksamen Mengen zugegen ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als vinylaromatisches Monomer Styrol eingesetzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß 4-tert.-Butylcatechol zusammen mit dem vinylaromatische Monomer der Destillationsapparatur zugeführt wird, wobei die Konzentration im Sumpf der Destillationsapparatur im Bereich von 200 bis 15000 ppm 4-tert.-Butylcatechol, bezogen auf das vinylaromatische Monomer beträgt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn zeichnet, daß die Destillation im Vakuum bei einer Temperatur im Bereich von 40 bis 125°C durchgeführt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn zeichnet, daß ein Sauerstoff enthaltendes Gas über eine Gas dusche in den Destillationssumpf eindosiert wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn zeichnet, daß ein Sauerstoff enthaltendes Gas auf der Saug seite einer vor der Destillationsapparatur angebrachten Umwälzpumpe zudosiert wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn zeichnet, daß der Sauerstoff in einer Menge von 0,01 bis 0,5 Gew.-%, bezogen auf die zugeführte Menge an vinyl aromatischem Monomer, zugeführt wird.