DE102005040742B4

DE102005040742B4 - Verfahren zur Aufreinigung langkettiger Fettalkohole

Info

Publication number: DE102005040742B4
Application number: DE200510040742
Authority: DE
Inventors: Sabine Scherf; Gernot Dr. Meyer
Original assignee: Sasol Germany GmbH
Current assignee: Sasol Germany GmbH
Priority date: 2005-08-26
Filing date: 2005-08-26
Publication date: 2007-08-30
Anticipated expiration: 2025-08-27
Also published as: DE102005040742A1

Abstract

Verfahren zum Aufreinigen von Fettalkohol-Rohgemischen enthaltend
– größer 95 Gew.-% Alkohole mit einer Kettenlänge von 18 bis 60 Kohlenstoffatomen; bezogen auf das Gewicht der in dem Fettalkohol-Rohgemisch enthaltenen Alkohole, und
– von 50 bis 98 Gew.-% lineare Fettalkohole, bezogen auf das Gesamtgewicht des Fettalkohol-Rohgemisches,
dadurch gekennzeichnet, dass man
– aus dem Fettalkohol-Rohgemisch Fettalkohol-Feststoffpartikel gewinnt, die Fettalkohol-Partikel in einem Maischebehälter mit Lösemittel kontaktiert, um die Fettalkohol-Feststoffpartikel in der Summe zu kleiner 60 Gew.-% im Lösemittel aufzulösen (Extraktionsschritt) und
– das Fettalkohol-Feststoffpartikel Lösemittelgemisch filtriert (Filtrationsschritt) und wäscht, um aus den nicht oder teilaufgelösten Fettalkohol-Feststoffpartikeln eine aufgereinigte Fettalkohol-Fraktion mit einem gegenüber dem Fettalkohol-Rohgemisch erhöhtem Anteil linearer Fettalkohole zu gewinnen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufreinigung langkettiger, überwiegend linearer Fettalkohole durch Lösemittelentölung zur Herstellung hochlinearer Fettalkohole.
Überwiegend lineare C20- bis C32- Fettalkohole sind industriell, z.B. nach dem Ziegler-Verfahren, erhältlich. Hierbei werden Aluminium, Wasserstoff und Ethylen zu Trialkylaluminium-Verbindungen umgesetzt. Nach Oxidation und Hydrolyse erhält man Alkohol-Gemische mit einer Kettenlänge von 2 bis etwa 32 Kohlenstoffatomen (ALFOL-Prozess). Aus diesen lassen sich durch Fraktionierung langkettige, primäre, geradzahlige und überwiegend lineare Alkohol-Gemische mit einer Kettenlänge von 20 bis etwa 32 (NAFOL^® 20+ bzw. ALFOL^® 20+) und 22 bis etwa 32 Kohlenstoffatomen (NAFOL^® 22+ bzw. ALFOL^® 22+) gewinnen. Der Gehalt an linearen, primären, geradzahligen Alkoholen liegt bei ca. 75 Gew.-% bzw. 60 Gew.-%.
Nach einer besonderen Ausführung des Ziegler-Prozesses werden C 12 plus Olefine während des Kettenaufbaus (Wachstumsreaktion) zugesetzt (EPAL-Prozess). Das resultierende Produkt der Fraktionierung (EPAL 20+) weist jedoch nur einen Gehalt an linearen, primären, geradzahligen Alkoholen von ca. 30 Gew.-% auf.
Nach der DE 10 2004 030080 wird für die Wachstumsreaktion mit Ethylen eine langkettige Trialkylaluminium Verbindung, z.B. Trioctadecylaluminium, eingesetzt. Hierbei erhält man nach Oxidation und Hydrolyse Fettalkoholgemische, die zu ca. 80 Gew.-% lineare primäre Alkohole mit einer Kettenlänge von größer 18 aufweisen.
Weiterhin können langkettige Fettalkohol-Gemische durch Überführung von Ethylenoligomeren, mit einer mittleren Molmasse von 400 bis 700 g/mol, in die entsprechenden Alkohole hergestellt sein. Derartige Produkte sind unter dem Handelsnamen UNILIN^® Alkohole bekannt. Die Alkohol-Gemische weisen eine durchschnittliche Kettenlänge von C24 bis C50, bei einem Gehalt an primären, linearen Alkoholen von ca. 80 Gew.-%, auf.
Auf Basis von natürlichen Rohstoffen wie Bienenwachs, Zuckerrohrwachs und Reiswachs lassen sich langkettige, lineare, primäre, geradzahlige Alkohol-Gemische mit einer Kettenlänge von 24 bis 34 gewinnen. Als vorteilhaft hat sich dabei die alkalische Hydrolyse des Wachses, die nachfolgende Extraktion des Fettalkohol-Seifenrückstands und abschließende Kristallisation des Rohalkohols erwiesen.
Nach dieser Methode können Ausbeuten von ca. 30% bei Reinheiten von 80 bis 98% erzielt werden (vergleiche EP 0 654 262 und WO 94/07830). Auf Grund der beschränkten Verfügbarkeit der natürlichen Wachse und der geringen Ausbeute ist dieses Verfahren zur Herstellung von Alkoholen mit einer Kettenlänge von größer 18 Kohlenstoffatomen großtechnisch nicht anwendbar.
Zur Aufreinigung von Fettalkohol-Gemischen mit einer Kettenlänge von größer 20 bis 60 Kohlenstoffatomen sind bereits Kristallisationsverfahren vorgeschlagen worden. So lassen sich Fettalkohol-Gemische, z. B. über Lösungsmittelkristallisation, in überwiegend lineare und überwiegend verzweigte Fraktionen trennen (vergleiche EP 0 154 363 A1 ). Nach der DE 1202262 B wird ein niedrigmolekularer paraffinischer Kohlenwasserstoff als Lösungsmittel für die Umkristallisation von Fettalkoholen empfohlen, um diese von Paraffinen, CO-haltigen Verbindungen und Olefinen zu befreien. Die GB 945774 hat u.a. die Trennung von gesättigten von ungesättigten Fettalkoholen durch Lösungsmittelkristallisation zum Gegenstand. Die Fettalkohole werden hierzu in Nitroparaffin bei erhöhter Temperatur gelöst und anschließend unter Abkühlen auskristallisiert. Die US 3,028,435 stellt sich die Aufgabe Cetylalkohol und Oleylalkohol zu trennen und empfiehlt durch Lösen eines Anteils des Alkohol-Gemisches in der Wärme in einem Nitrokohlenwasserstoff-Lösungsmittel durch Auskristallisieren von überwiegend Cetylalkohol Cetylalkohol als Feststoff anzureichern.
Es hat sich nun überraschenderweise gezeigt, dass sich Fettalkoholgemische mit einer Kettenlänge von größer 18 Kohlenstoffatomen besonders gut mittels des Verfahrens der Lösemittelentölung aufreinigen lassen, wonach Fettalkoholgemische mit größer 90 Gew.-% an linearen Alkoholen erhältlich sind.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist wie folgt als Verfahren zum Aufreinigen von Fettalkoholrohgemischen charakterisiert, wobei das Fettalkoholrohgemisch enthält,

– größer 95 Gew.-% Alkohole mit einer Kettenlänge von 18 bis 60, insbesondere 20 bis 32, Kohlenstoffatomen, bezogen auf das Gewicht der in dem Fettalkoholrohgemisch enthaltenen Alkohole, und
– von 50 bis 98 Gew.-%, vorzugsweise 50 bis 90 Gew.-%, lineare Fettalkohole, bezogen auf das Gesamtgewicht des Fettalkoholrohgemisches, dadurch gekennzeichnet, dass man
– aus dem Fettalkoholrohgemisch Fettalkohol-Feststoffpartikel gewinnt,
– die Fettalkoholpartikel in einem Maischebehälter mit Lösemittel kontaktiert, um die Fettalkohol-Feststoffpartikel in der Summe zu kleiner 60 Gew.-%, insbesondere zu kleiner 40 Gew.-%, im Lösemittel aufzulösen (Extraktionsschritt) und
– das Fettalkohol-Feststoffpartikel Lösemittelgemisch filtriert (Filtrationsschritt) und wäscht, um aus den nicht oder teilaufgelösten Fettalkohol-Feststoffpartikeln eine aufgereinigte Fettalkohol-Fraktion mit einem gegenüber dem Fettalkoholrohgemisch erhöhtem Anteil linearer Fettalkohole zu gewinnen.

Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche oder nachfolgend beschrieben.
Besonders geeignete Fettalkoholgemische sind hierbei Fettalkohol-Rohgemische, welche nach dem Ziegler-Verfahren erhalten wurden. Hierbei werden die Ethylen-basierten Fettalkoholrohprodukte zu Fettalkoholgemischen mit einem Gehalt an linearen primären geradzahligen Alkoholen von größer 90 Gew.-% mit Ausbeuten von größer 40 Gew.-% aufgereinigt.
Als Rohstoffe können somit insbesondere Ziegler-Alkohole, insbesondere gemäß ALFOL-Prozess, sowie Fettalkohole aus modifizierten Ziegler-Prozessen eingesetzt werden. Weniger gut geeignet sind sogenannte UNILIN-Alkohole, wenn diese hohe Anteile primärer Verunreinigungen, wie z.B. Paraffine, aufweisen. Ebenfalls nicht geeignet sind Ziegler-Alkohole mit zu niedrigem linearen Alkoholgehalt, deren linearer Alkoholgehalt kleiner 50 Gew.-% beträgt.
Als vorteilhafte Lösungsmittel haben sich erwiesen: Kohlenwasserstoffe (wie z. B. Pentan, Hexan, Heptan, Octan und Cyclohexan), überkritisches Kohlendioxid, Ketone (wie Aceton, Propanon, Butanon, Methylethylketon (MEK), Methylisobutylketon (MIBK), 3-Heptanon), Ether (wie z. B. Diethylether, Methyl-tert-butylether, Furan, Tetrahydrofuran, Dioxan), Alkohole (wie z. B. Methanol, Ethanol, n-Propanol, iso-Propanol, n-Butanol, 2-Butanol, n-Pentanol, tert-Butanol, n-Hexanol), aromatische Lösungsmittel (wie z. B. Benzol, Toluol, o-, m-, p-Xylol, Ethylbenzol, Phenol, Cumol), Ester (wie z. B. Essigsäureethylester, Essigsäuremethylester), fluorierte und halogenierte Kohlenwasserstoffe (wie z. B. Methylenchlorid, Chloroform, Tetrachlormethan, 1,2-Dichlorethan, Trichlorethan, 1,2-Dichlorpropan, 1,2,3-Tichlorethan) und deren Mischungen. Als besonders vorteilhaft haben sich Mischungen aus Dichlorethan/Toluol, MEK/Cumol, Methylacetat/Cumol, Aceton/Cumol, MIBK/Toluol, MEK/Toluol, MEK/MIBK, MIBK/Cyclohexan und MEK/Cyclohexan erwiesen. Für eine Entölung nur mit einem Lösungsmittel erwiesen sich MEK, Methylacetat, Dichlorethan und Aceton als am besten geeignet.
Das Lösemittelextraktionsverfahren weist folgende Verfahrensschritte auf:

– Kontaktieren der Feststoffpartikel mit dem Lösemittel bzw. Lösemittelgemisch, insbesondere Feststoffpartikel, welche durch Versprühung gewonnen wurden, und
– Filtration.

Insbesondere werden folgende Verfahrensschritte durchlaufen:

a) Gewinnung von Feststoffpartikeln, insbesondere durch Versprühen,
b) 1. Extraktions- und Filtrationsstufe,
c) ggf. 2. Extraktions- und Filtrationsstufe,
d) Lösungsmittelrückgewinnung aus dem Mutterfiltrat (Ablauf) und
e) Lösungsmittelrückgewinnung aus dem Produktstrom.

Alternativ zum Versprühen kann der Rohalkohol auch auf andere Art als in einem Kühlturm zu Partikeln kristallisiert werden, z. B. können auch Tropfen, Kugeln, Pastillen, Schuppen und Pulver eingesetzt werden. Bei der Kristallisation im Lösemittel kann diese durch Eindüsen in das gekühlte Lösungsmittel erhalten werden. Eine weitere Methode ist es, den Fettalkohol zunächst durch Temperaturerhöhung im Lösemittel zu lösen und diesen durch Abkühlen wieder auszukristallisieren und danach zu filtrieren. Geeignet sind auch Anlagen, in denen das auskristallisieren durch Zufügen eines fällenden Lösemittels initiiert wird. Besonders bevorzugt sind jedoch gesprühte Rohprodukte, da hierbei eine für die Extraktion/Filtration besonders geeignete Partikelgröße und Partikelform sowie Stoffgradient erzielt wird.
Die nach oben beschriebenen Verfahren gewonnenen linearen Alkoholgemische mit einer Kettenlänge von 18 bis 60 Kohlenstoffatomen und einer Reinheit von > 90 Gew.-% besitzen aufgrund Ihrer Reinheit und breiten C-Kettenverteilung besondere anwendungstechnische Vorteile. So besitzen derartige Alkohole neben einem deutlich erhöhten Erstarrungspunkt eine wesentlich höhere Kristallinität und Lipophilie.
In aus den Alkoholen erhältlichen Derivaten wie Alkoxylaten (wie Ethoxylate, Propoxylate), Sulfaten, Ethersulfaten, Sulfosuccinaten, Phosphaten, Aminen, quartären Ammonium-Verbindungen, Säuren, Amiden, Estern, Ethern, Mercapatanen und Thioethern führt die hohe Reinheit zu einer wesentlichen Reduzierung von unerwünschten Nebenprodukten bzw. unreaktiven Rückständen. Daneben führt die breite Kohlenstoffkettenverteilung zu einem erweiterten Schmelzbereich. Als besonders vorteilhaft erweist sich diese breite Kohlenstoffkettenverteilung für die Herstellung von Pour Point Depressants (PPD).
Darüber hinaus bieten die oben beschriebenen linearen, primären, geradzahligen Alkoholgemische eine hervorragende Basis für die Herstellung von langkettigen Fettalkoholen mit engeren Alkoholschnitten bzw. Einzelschnitten. So lassen sich unabhängig von der natürlichen Verfügbarkeit Eicosanol, Docosanol, Tetracosanol, Hexacosanol, Octacnsanol und Triacontanol in hohen Reinheiten herstellen und bieten damit eine kostengünstige und wesentlich einfacher verfügbare Rohstoffquelle für derartige Alkohole.
Derartige Alkohole, deren Destillationsprodukte und Derivate lassen sich in einer Vielzahl von Anwendungen wie Kosmetik, z.B. als Perlglanzmittel, Haarkonditionierer oder Konsistenzgeber einsetzen. Verwendet werden können sie in oder als Pour Point Depressants (PPD), Gleitmitteln, Trennmitteln, Druckfarben, Tinten, Lacken, Klebstoffen, Schmierstoffen, Metallbearbeitungsflüssigkeiten, Wachsen, Fetten und Papierentschäumern.
Ebenso sind sie im Agro-Bereich als Depotwachs, z.B. für Fungizide oder Pestizide, sowie in der Textil- und Lederverarbeitung geeignet einsetzbar.
Mischungen aus höheren aliphatischen, primären Alkoholen von C20 bis C36 (Policosanol) können als pharmazeutische Wirkstoffe, z.B. Lipidsenker, zur Erniedrigung des Gesamt- und LDL Cholesterols eingesetzt werden.
Besonders geeignete Fettalkoholgemische enthalten Eicosanol, Docosanol, Tetracosanol, Hexacosanol, Octacosanol und/oder Triacontanol.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird exemplarisch anhand 1 erläutert, ohne auf diese beschränkt zu sein.
Versprühen: Der geschmolzene Rohalkohol (R-0) wird über Rohwarepumpen aus den Rohwarentanks in die Anlage gepumpt. In Filtern, die dem Sprühturm vorgeschaltet sind, werden feste Verunreinigungen, welche den Prozess stören könnten, zurückgehalten und ausgeschieden. Der geschmolzene Rohalkohol (R-0) wird anschließend volumengesteuert auf den Sprühturm gegeben. Der Sprühturm besteht aus der Kühlzone im oberen Bereich und einer Bodenzone zum Auffangen des Rohfettalkoholkornes. Der geschmolzene Rohalkohol wird mit einem Sprühdruck von 2 bis 10 bar über Düsen von oben in die Kühlzone versprüht. Mittels Wasser- oder Luft/Stickstoffeindüsung werden die Paraffintropfen während des Herunterfallens schnell auf Temperaturen unterhalb des Erstarrungspunktes abgekühlt. Dabei erhält man ein Pulver mit einer mittleren Korngröße von ca. 0,1 mm bis 1 mm.
Diese Behandlung führt zu einer Kristallisation des Rohalkoholes (R-0). Wichtig ist eine möglichst große Oberfläche zu schaffen, auf die das Extraktionslösemittel einwirken kann. Die tatsächliche verwendete Korngröße stellt dabei einen Kompromiss dar, zwischen der Schaffung einer großen Oberfläche (kleine Partikel) zur Erhöhung der Extraktionsleistung und der Herstellung eines Filterkuchens, der mit gutem Durchsatz (große Partikel) filtrierbar ist.
Die erstarrten Rohalkoholkörner (R-1), die beim wasserbasierten Kühlprozess als Maische auf der Wasseroberfläche in der Bodenzone des Sprühturms aufschwimmen, werden über 2 Förderbänder zum ersten Maischbehälter (M-1) transportiert. Um eine Abtrennung des mitgerissenen Wassers zu erreichen, wird die Maische auf dem 2. Förderband schräg nach oben gefördert. Das Wasser kann hierbei durch die Spalten des Förderbandes ablaufen.
Unter Luft- oder Stickstoffkühlung werden die Rohalkoholkörner (R-1) über Förderbänder oder Förderschnecken in den Maischbehälter transportiert.
1. Extraktions- und Filtrationsstufe:
Das Rohalkohol-Pulver (R-1) wird im Maischebehälter (M-1) mit dem Lösungsmittel oder Lösungsmittelgemisch versetzt und gerührt. Die Verweilzeit (τ) des Rohalkoholpulvers (R-1) im 1. Maischebehälter beträgt ca. 5 bis 30 min. Das Lösemittel/Produkt-Verhältnis liegt dabei zwischen 0,5:1 und 30:1, bevorzugt aber zwischen 2:1 und 5:1. Die Extraktionstemperatur ist abhängig vom gewählten Lösemittel/Lösemittelgemisch und kann zwischen –20° und 40°C liegen.
Das Rohalkohol/Lösungsmittel-Gemisch (R-2) wird mittels Maische-Pumpen mit einem Druck von 0,1–1 bar kontinuierlich auf die Drehfilter der ersten Filtrationsstufe gefördert. Dort wird zunächst das Mutterfiltrat (LF-1) abgetrennt. Danach wird der Filterrückstand mit Waschfiltrat der 2. Filtrationsstufe (LF-4) gewaschen und das Waschfiltrat (LF-2) in den 1. Maischebehälter (M-1) überführt. Abschließend wird ein großer Teil der Lösungsmittelreste mit Spülluft aus dem Filterrückstand geblasen. Das Mutterfiltrat (LF-1) wird der Lösungsmittelrückgewinnung (VS-1) zugeführt.
In der letzten Zone der Filtration wird der Filterkuchen unter hohem Druck mit frischem Lösungsmittel (L-0) von der Oberfläche des Drehfilters abgespritzt und gelangt in den 2. Maischebehälter (M-2).
2. Extraktions- und Filtrationsstufe:
Die zweite 2. Extraktions- und Filtrationsstufe ist wie die erste aufgebaut. Für das Waschen und das Abspritzen wird hierbei frisches Lösungsmittel (L-0) eingesetzt. Das Mutterfiltrat (LF-4) wird in den 1. Maischebehälter (M-1) zurückgeführt und das Waschfiltrat (LF-4) zum Waschen des 1. Filterrückstands eingesetzt. Der Filterkuchen der 2. Filtrationsstufe wird nach dem Abspritzen der Lösungsmittelrückgewinnung (VS.2) zugeführ.
Lösungsmittelrückgewinnung aus dem Mutterfiltrat und dem Produktstrom: Die Lösungsmittelrückgewinnung erfolgt über Destillationskolonnen und/oder Vakuumstripper. Das Lösungsmittel wird anschließend kondensiert und in den Lösungsmittelvorratsbehälter als Frischlösungsmittel (L-0) zurückgeführt. Die Lösungsmittelrestgehalte im Produktstrom (H-Fraktion) und Mutterfiltratstrom (N-Fraktion) sollten unter 0,6 ppm liegen.
Experimenteller Teil
Eingesetzte Rohstoffe:

NAFOL^® 20+ (SASOL): Gemische langkettiger Fettalkohole mit C20- bis C32- Kohlenstoffatomen und einem Gehalt an primären, linearen, gesättigten Alkoholen von etwa 75 Gew.-%
NAFOL^® 22+ (SASOL): Gemische langkettiger Fettalkohole mit C22- bis C32- Kohlenstoffatomen und einem Gehalt an primären, linearen, gesättigten Alkoholen von etwa 60 Gew.-%
NAFOL^® 24+ (SASOL): Gemische langkettiger Fettalkohole mit C24- bis C32- Kohlenstoffatomen und einem Gehalt an primären, linearen, gesättigten Alkoholen von etwa 40 Gew.-%.
UNILIN® 425 (Baker Petrolite): Gemische langkettiger Fettalkohole mit C12- bis C48- Kohlenstoffatomen und einem Gehalt an primären, linearen, gesättigten Alkoholen von etwa 80 Gew.-%
EPAL^® 20+ (BP AMOCO): Gemische langkettiger Fettalkohole mit C20- bis C32- Kohlenstoffatomen und einem Gehalt an primären, linearen, gesättigten Alkoholen von etwa 30 Gew.-%.

Vergleichsbeispiel 1 Schmelzkristallisation von NAFOL^® 20+
15 kg NAFOL^® 20+ (76,7 Gew.-% n-Alkohole) wurden einer dreistufigen Schmelzkristallisation unterzogen. Die Schmelzkristallisation nach Sulzertechnologie (analog zu EP 0892033 ) besteht aus mehreren Verfahrensschritten. Zunächst wurde der Rohalkohol geschmolzen und danach langsam ca. 5°C unter den Kristallisationspunkt abgekühlt, dabei begann der Rohalkohol an den Reaktorwandungen zu kristallisieren. Nach ca. 300 min wurde der flüssige Anteil am Kristallisatorboden abgelassen und danach die Temperatur um ca. 2 bis 3°C angehoben. Dadurch wurde das Ausschwitzen der Verunreinigungen initiiert. Dann wird über einen Zeitraum von 6 bis 10 Stunden die Temperatur langsam so erhöht, dass die Verunreinigungen in konstantem Massefluss ausschwitzen. Abschließend wird das im Kristallisator verbliebene, feste, aufgereinigte Kristallisat geschmolzen und der nächsten Stufe zugeführt. Das Verfahren arbeitet dreistufig, wobei die 2. Stufe die Rohware verarbeitet, die 1. Stufe bereitete die Ablauffraktionen der 2. Stufe nochmal auf. In der 3. Stufe wurde aus den Kristallisaten der 1. und 2. Stufe schließlich das Endprodukt hergestellt. Die unterschiedlichen Stufen arbeiten mit internen Rückläufen aus der vorherigen gleichen Stufe, aber auch mit Rückläufen aus der jeweils nächsthöheren Stufe. Dadurch wird die Trennleistung und damit die Ausbeute des Verfahrens erhöht.
Nach obigem Prozess ließ sich ein Produkt mit einem n-Alkohol-Anteil von 88,6 Gew.-% und einer Ausbeute von 49 Gew.-% erzielen. Die Alkoholverteilung von Edukt und Produkt ist in Tabelle 1 zusammengestellt.
Vergleichsbeispiel 2 Lösungsmittelkristallisation von NAFOL^® 20+ unter Verwendung von n-Heptan
1 kg NAFOL^® 20+ (76,4 Gew.-% n-Alkohole) wurde bei 60°C in 4 kg Heptan gelöst. Die Lösung wurde sukzessive auf 30°C abgekühlt und für ca. 1 h bei dieser Temperatur gehalten. Danach wurden die gebildeten Kristalle abfiltriert. Die Lösungsmittelrückstände wurden bei 40°C im Vakuum entfernt. Man erhielt eine Alkohol-Mischung mit 93,4 Gew.-% n-Alkohol-Anteil in 30,4 Gew.-% Ausbeute. Die exakte Alkoholverteilung von Edukt und Produkt ist in Tabelle 1 zusammengestellt.
Vergleichsbeispiel 3 Lösungsmittelkristallisation von NAFOL^® 20+ unter Verwendung von Leichtbenzin
1 kg NAFOL^® 20+ (73,3 Gew.-% n-Alkohole) wurde bei 50°C in 4,5 kg Leichtbenzin gelöst. Die Lösung wurde sukzessive auf 20°C abgekühlt und für ca. 1 h bei dieser Temperatur gehalten. Danach wurden die gebildeten Kristalle abfiltriert. Die Lösungsmittelrückstände wurden bei 40°C im Vakuum entfernt. Man erhielt eine Alkohol-Mischung mit 90,5 Gew.-% n-Alkohol-Anteil in 27,0 Gew.-% Ausbeute. Die exakte Alkoholverteilung von Edukt und Produkt ist in Tabelle 1 zusammengestellt.
Versprühen des Rohalkohols
Die gewünschte Fettalkoholmenge wurde in einem beheizbaren Druckbehälter flüssig bei 80°C vorgelegt. Der Behälter wird verschlossen und der Fettalkohol mit Pressluft (2 bis 4 bar), über beheizbare Leitungen, durch eine in 3 bis 4 Meter Höhe montierte Düse gepresst. Beim Herabfallen verfestigen sich die Fettalkohol-Partikel.
Vergleichsbeispiel 4 Lösemittelentölung eines Sprühgutes von NAFOL^® 24+ mittels Dichlorethan/Toluol
250 g des Sprühgutes (NAFOL^® 24+, n-Alkohol-Gehalt 39,3 Gew.-%) wurden in zwei Stufen mit je 600 ml einer 90:10 Mischung aus Dichlorethan / Toluol bei 24°C versetzt und 10 min. gerührt anschließend abfiltriert (Nutsche 160 mm Ø, Papierfilter S&S 595, Vakuum 0,1 bar). In jeder Stufe wird mit 500 ml frischem Lösungsmittel nachgewaschen. Es wurden 76 g Produkt (30,5 Gew.-%) mit einem n-Alkohol-Gehalt von 69,2 Gew.-% erhalten. Die exakte Alkoholverteilung von Edukt und Produkt ist in Tabelle 1 zusammengestellt.
Vergleichsbeispiel 5 Lösemittelentölung eines Sprühgutes von EPAL 20+ mittels Dichlorethan/Toluol
250 g des Sprühgutes (EPAL 20+, n-Alkohol-Gehalt 33,6 Gew.-%) wurden in zwei Stufen mit je 600 ml einer 90:10 Mischung aus Dichlorethan/Toluol bei 20°C versetzt und 10 min. gerührt anschließend abfiltriert (Nutsche 160 mm Ø, Papierfilter S&S 595, Vakuum 0,1 bar). In jeder Stufe wurde mit 500 ml frischem Lösungsmittel nachgewaschen. Es wurden 69,8 g Produkt (27,9 Gew.-%) mit einem n-Alkohol-Gehalt von 61,2 Gew.-% erhalten. Die exakte Alkoholverteilung von Edukt und Produkt ist in Tabelle 1 zusammengestellt.
Beispiel 1 Lösemittelentölung eines Sprühgutes von NAFOL^® 20+ durch eine Dichlorethan/Toluol Mischung bei 20°C
250 g des Sprühgutes (NAFOL^® 20+, n-Alkohol-Gehalt 74,8 Gew.-%) wurden in zwei Stufen mit je 600 ml einer 90:10 Mischung aus Dichlorethan/Toluol bei 20°C versetzt und 10 min. gerührt, anschließend abfiltriert (Nutsche 160 mm Ø, Papierfilter S&S 595, Vakuum 0,1 bar). In jeder Stufe wird mit 500 ml frischem Lösungsmittel nachgewaschen. Es wurden 137 g Produkt (54,8 Gew.-%) mit einem n-Alkohol-Gehalt von 96,2 Gew.-% erhalten. Die exakte Alkoholverteilung von Edukt und Produkt ist in Tabelle 2 zusammengestellt.
Beispiel 2 Lösemittelentölung eines Sprühgutes von NAFOL^® 20+ durch eine Dichlorethan/Toluol bei 24°C
250 g des Sprühgutes (NAFOL^® 20+, n-Alkohol-Gehalt 74,8 Gew.-%) wurden in zwei Stufen mit je 600 ml einer 90:10 Mischung aus Dichlorethan/Toluol bei 24°C versetzt und 10 min. gerührt, anschließend abfiltriert (Nutsche 160 mm Ø, Papierfilter S&S 595, Vakuum 0,1 bar). In jeder Stufe wurde mit 500 ml frischem Lösungsmittel nachgewaschen. Es wurden 117,5 g Produkt (47,0 Gew.-%) mit einem n-Alkohol-Gehalt von 98,2 Gew.-% erhalten. Die exakte Alkoholverteilung von Edukt und Produkt ist in Tabelle 2 zusammengestellt.
Beispiel 3 Lösemittelentölung eines Sprühgutes von NAFOL^® 20+ durch eine 90:10 Methylethylketon/Cumol Mischung
250 g des Sprühgutes (NAFOL^® 20+, n-Alkohol-Gehalt (73,4 Gew.-%) wurden in zwei Stufen mit je 600 ml einer 90:10 Mischung aus Methylethylketon/Cumol bei 20°C versetzt und 10 min. gerührt, anschließend abfiltriert (Nutsche 160 mm Ø, Papierfilter S&S 595, Vakuum 0,1 bar). In jeder Stufe werde mit 500 ml frischem Lösungsmittel nachgewaschen. Es wurden 105,8 g Produkt (42,3 Gew.-%) mit einem n-Alkohol-Gehalt von (95,8 Gew.-%) erhalten. Die exakte Alkoholverteilung von Edukt und Produkt ist in Tabelle 2 zusammengestellt.
Beispiel 4 Lösemittelentölung eines Sprühgutes von NAFOL^® 20+ mittels 90:10 Methylacetat/Cumol Mischung
250 g des Sprühgutes (NAFOL^® 20+, n-Alkohol-Gehalt (73,4 Gew.-%) wurden in zwei Stufen mit je 600 ml einer 90:10 Mischung aus Methylacetat/Cumol bei 20°C versetzt und 10 min. gerührt, anschließend abfiltriert (Nutsche 160 mm Ø, Papierfilter S&S 595, Vakuum 0,1 bar). In jeder Stufe wurde mit 500 ml frischem Lösungsmittel nachgewaschen. Es wurden 154 g Produkt (61,6 Gew.-%) mit einem n-Alkohol-Gehalt von (93,4 Gew.-%) erhalten. Die exakte Alkoholverteilung von Edukt und Produkt ist in Tabelle 2 zusammengestellt.
Beispiel 5 Lösemittelentölung eines Sprühgutes von NAFOL^® 22+ mittels Dichlorethan/Toluol
250 g des Sprühgutes (NAFOL^® 22+, n-Alkohol-Gehalt 59,0%) wurden in zwei Stufen mit je 600 ml einer 90:10 Mischung aus Dichlorethan / Toluol bei 24°C versetzt und 10 min. gerührt anschließend abfiltriert (Nutsche 160 mm Ø, Papierfilter S&S 595, Vakuum 0,1 bar). In jeder Stufe wurde mit 500 ml frischem Lösungsmittel nachgewaschen. Es wurden 100 g Produkt (40,0 Gew.-%) mit einem n-Alkohol-Gehalt von 90,5 Gew.-% erhalten. Die exakte Alkoholverteilung von Edukt und Produkt ist in Tabelle 2 zusammengestellt.
Die genannten Anwendungsbeispiele basieren auf aufgereinigten NAFOL^® 20+ hergestellt gemäß Beispiel 1, nachfolgend kurz NAFOL^® 20+H genannt.
Anwendungsbeispiel 1 Verwendung als Perlglanzmittel
Die Eignung unterschiedlicher Zusammensetzungen einer Shampooformulierung basierend auf NAFOL^® 20+H als Perlglanzgeber ist in Tabelle 3 (Rezepturen 3 und 5) durch Gegenübergestellung mit Zusammensetzungen enthaltend herkömmliches NAFOL^® 1822C (Rezepturen 2 und 4) und/oder Distearylether (Rezepturen 1, 4 und 5) nachgewiesen.
Anwendungsbeispiel 2 Herstellung von Polyacrylaten und der Einsatz als Pour Point Erniedriger (PPD)
1 Mol NAFOL^® 20+H, 1,1 Mol Acrylsäure stabilisiert mit 200 ppm Hydrochinonmonomethylether, 5,65 g Methansulfonsäure, 240 g Xylol und 0,5 Cu(I)Cl wurden in einen 1000 ml Planschliffkolben mit Wasserabscheider und Rückflusskühler eingewogen und langsam unter Rühren erwärmt. Die Wasserabscheidung begann bei ca. 110°C.
Es wurde so lange ohne Vakuum verestert, bis sich kein Wasser mehr abschied. Danach wurde weiteres Wasser mit Hilfe von einem Wasserstrahlvakuum ausgekocht. Ist auch hier die Abscheidung beendet, lässt man 30 Minuten nachrühren, um danach erneut unter Vakuum das gebildete Wasser abzuscheiden.
Nach Beendigung der Veresterung wurde der Ester fünf- bis sechsmal mit je 150 ml warmer, wässriger Natriumhydrogencarbonat-Lösung (0,01%) gewaschen. Um das restliche Wasser in der Xylol-Phase zu entfernen, wurde über aktivierte Tonerde filtriert. Anschließend wurde das Xylol im Vakuum entfernt.
100 g des Esters wurden in einen Kolben eingewogen. Zum Starten der Polymerisationsreaktion werden 0,07 g Azoisobutyronitril zugegeben. Die Polymerisation erfolgte 24h bei 70°C unter Stickstoffabdeckung.
Für den Einsatz des Polyacrylates als PPD wird das Polymer mit Xylol verdünnt. Bei Zusatz von 1000 ppm einer NAFOL^® 20+H Polyacrylatlösung wird der Pourpoint eines Vakuumdestillates von 39°C auf 24°C gesenkt.
Anwendungsbeispiel 3 Destillation in Fraktionen
Aus NAFOL^® 20+H können mittels fraktionierter Destillation hochreine Schnitte langkettiger, primärer, linearer Alkohole hergestellt werden. Die Alkoholverteilung der unterschiedlichen Fraktionen ist in Tabelle 4 dargestellt.
Tabelle 3 Perlglanz
Tabelle 4 Herstellung hochreiner linearer Alkohol-Schnitte

Claims

Verfahren zum Aufreinigen von Fettalkohol-Rohgemischen enthaltend – größer 95 Gew.-% Alkohole mit einer Kettenlänge von 18 bis 60 Kohlenstoffatomen; bezogen auf das Gewicht der in dem Fettalkohol-Rohgemisch enthaltenen Alkohole, und – von 50 bis 98 Gew.-% lineare Fettalkohole, bezogen auf das Gesamtgewicht des Fettalkohol-Rohgemisches, dadurch gekennzeichnet, dass man – aus dem Fettalkohol-Rohgemisch Fettalkohol-Feststoffpartikel gewinnt, die Fettalkohol-Partikel in einem Maischebehälter mit Lösemittel kontaktiert, um die Fettalkohol-Feststoffpartikel in der Summe zu kleiner 60 Gew.-% im Lösemittel aufzulösen (Extraktionsschritt) und – das Fettalkohol-Feststoffpartikel Lösemittelgemisch filtriert (Filtrationsschritt) und wäscht, um aus den nicht oder teilaufgelösten Fettalkohol-Feststoffpartikeln eine aufgereinigte Fettalkohol-Fraktion mit einem gegenüber dem Fettalkohol-Rohgemisch erhöhtem Anteil linearer Fettalkohole zu gewinnen.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Fettalkohol-Rohgemisch durch eine Ethylen-Wachstumsreaktion und durch Destillation herstellbar ist.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Fettalkohol-Rohgemisch nach dem Ziegler-Verfahren und insbesondere dem ALFOL-Prozess oder durch Oligomerisierung von Trialkylaluminium – Verbindungen mit Ethylen hergestellt ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Fettalkohol-Rohgemisch durch Ethylenoligomerisierung und nachfolgende Oxidation der hierbei gewonnenen alpha-Olefine zu Fettalkoholen hergestellt ist.
Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fettalkohol-Rohgemisch neben den linearen, primären, geradzahligen Alkoholen Verunreinigung aufweist, insbesondere Etter, Ether, Olefine, Paraffine, verzweigte Alkohole, sekundäre Alkohole, Ketone, Aldehyde und/oder Säuren, und unabhängig hiervon zumindest 95 Gew.-% der Verunreinigungen einen Siedepunkt von größer 300°C aufweisen.
Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche; dadurch gekennzeichnet, dass die Ausbeute an aufgereinigter Fettalkohol-Fraktion größer 40 Gew.-%, bezogen auf das Fettalkohol-Rohgemisch, und der Gehalt an linearen, primären Alkoholen, insbesondere geradzahligen, größer 90 Gew.-% in der aufgereinigten Fettalkohol-Fraktion beträgt.
Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt der Herstellung der Fettalkohol-Feststoffpartikel aus dem Fettalkohol-Rohgemisch die Schritte umfasst: – Aufschmelzen des Fettalkoholrohgemisches und – Versprühen des aufgeschmolzenen Fettalkohol-Rohgemisches in ein gasförmiges, ggf. Aerosole enthaltendes, Medium, und hierbei – Kühlen des Sprühnebels zur Herstellung der Fettalkohol-Feststoffpartikel auf Tem peraturen unterhalb des Erstarrungspunktes, vorzugsweise durch Aussetzen des Sprühnebels einer Umgebungstemperatur von 10 bis 40°C.
Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt der Herstellung der Fettalkohol- Feststoffpartikel aus dem Fettalkohol-Rohgemisch die Schritte umfasst: – Schmelzen des Fettalkohol-Rohgemisches und – Kristallisation des Fettalkohol-Rohgemisches zu Feststoff-Partikeln auf einem gekühlten Pastillierungs- oder Schuppierungsband.
Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt der Herstellung der Fettalkohol- Feststoffpartikel aus dem Fettalkohol-Rohgemisch die Schritte umfasst: – Schmelzen des Fettalkohol-Rohgemisches und – Einsprühen, in ein kälteres, flüssiges Medium, in dem weniger als 5 Gew.-% des Fettalkohol-Rohgemisches löslich sind, bei Temperaturen unterhalb des Erstarrungspunktes, vorzugsweise bei einer Temperatur des kälteren Mediums von 10 bis 40°C, zur Herstellung der Fettalkohol-Feststoffpartikel.
Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt der Herstellung der Fettalkohol- Feststoffpartikel aus dem Fettalkohol-Rohgemisch die Schritte umfasst: – Schmelzen des Fettalkoholrohgemisches und – zu größer 90 Gew.-% homogenes Lösen in einem Lösungsmittel und – Fällen mit einem Fällungsmittel zur Herstellung der Fettalkohol-Feststoffpartikel.
Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Lösungsmittel Kohlenwasserstoffe, überkritisches Kohlendioxid, Ketone, Ether, Ester, Alkohole, Fluor/Chlor-Kohlenwasserstoffe oder aromatische Lösungsmittel und deren Mischungen eingesetzt werden.
Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Lösungsmittel Mischungen von Dichlorethan/Toluol, MEK/Cumol, Methylacetat/Cumol, Aceton/Cumol, MIBK/Toluol, MEK/Toluol, MEK/MIBK, MIBK/Cyclohexan oder MEK/Cyclohexan und vorzugsweise Dichlorethan/Toluol, MEK/Cumol, Methylacetat/Cumol, MEK/Toluol, eingesetzt werden.
Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass als einziges Lösungsmittel MEK, Methylacetat, Dichlorethan oder Aceton eingesetzt werden.
Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Lösemittel mit den Fettalkohol-Feststoffpartikeln im Gew.-Verhältnis von 0,5:1 bis 30:1, und insbesondere 2:1 bis 5:1, in Kontakt gebracht wird.
Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Lösemittel mit den Fettalkohol-Partikeln bei –20° und 40°C, insbesondere 10 bis 30°C, in Kontakt gebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Sprühnebel mit einem Sprühdruck von 2,5 bis 10 bar über Düsen erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Sprühnebel ganz oder teilweise durch Wasser-Einsprühen während des Herunterfallens auf Temperaturen unterhalb des Erstarrungspunktes zur Herstellung der Fettalkohol-Feststoffpartikel abgekühlt wird.
Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 7 und 9 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Fettalkohol- Feststoffpartikel zu größer 90 Gew.-% Korngrößen von 0,1 bis 2 mm (Durchmesser) aufweisen.
Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren folgende Schritte umfasst: a) Gewinnung von Feststoffpartikeln, insbesondere durch Versprühen, b) 1. Extraktions- und Filtrationsstufe, c) ggf. 2. Extraktions- und Filtrationsstufe, d) Lösungsmittelrückgewinnung aus dem Mutterfiltrat (Ablauf) und e) Lösungsmittelrückgewinnung aus dem Produktstrom.
Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fettalkohol-Rohgemisch einen Erstarrungspunkt von größer 45°C, insbesondere von 50 bis 75°C, aufweist.
Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktierung der Fettalkohol – Feststoffpartikel mit dem Lösungsmittel unter Durchmischen bei Zufuhr von Mischenergie erfolgt, z.B. durch Rühren, Einblasen von Gas, Umwälzen, oder Schütteln.