DE102011005003A1 - Plant for the conversion of alkylene oxides - Google Patents

Plant for the conversion of alkylene oxides Download PDF

Info

Publication number
DE102011005003A1
DE102011005003A1 DE201110005003 DE102011005003A DE102011005003A1 DE 102011005003 A1 DE102011005003 A1 DE 102011005003A1 DE 201110005003 DE201110005003 DE 201110005003 DE 102011005003 A DE102011005003 A DE 102011005003A DE 102011005003 A1 DE102011005003 A1 DE 102011005003A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
meth
range
mixing nozzle
gas
alkylene oxide
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE201110005003
Other languages
German (de)
Inventor
Dirk Bröll
Benedikt Laux
Christian Maul
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Evonik Roehm GmbH
Original Assignee
Evonik Roehm GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Evonik Roehm GmbH filed Critical Evonik Roehm GmbH
Priority to DE201110005003 priority Critical patent/DE102011005003A1/en
Priority to PCT/EP2012/051722 priority patent/WO2012116870A1/en
Priority to TW101106534A priority patent/TW201306936A/en
Publication of DE102011005003A1 publication Critical patent/DE102011005003A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C67/00Preparation of carboxylic acid esters
    • C07C67/24Preparation of carboxylic acid esters by reacting carboxylic acids or derivatives thereof with a carbon-to-oxygen ether bond, e.g. acetal, tetrahydrofuran
    • C07C67/26Preparation of carboxylic acid esters by reacting carboxylic acids or derivatives thereof with a carbon-to-oxygen ether bond, e.g. acetal, tetrahydrofuran with an oxirane ring
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/0053Details of the reactor
    • B01J19/0066Stirrers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/18Stationary reactors having moving elements inside
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J4/00Feed or outlet devices; Feed or outlet control devices
    • B01J4/001Feed or outlet devices as such, e.g. feeding tubes
    • B01J4/002Nozzle-type elements
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C41/00Preparation of ethers; Preparation of compounds having groups, groups or groups
    • C07C41/01Preparation of ethers
    • C07C41/02Preparation of ethers from oxiranes
    • C07C41/03Preparation of ethers from oxiranes by reaction of oxirane rings with hydroxy groups
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G65/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule
    • C08G65/02Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring
    • C08G65/04Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring from cyclic ethers only
    • C08G65/06Cyclic ethers having no atoms other than carbon and hydrogen outside the ring
    • C08G65/08Saturated oxiranes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G65/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule
    • C08G65/02Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring
    • C08G65/26Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring from cyclic ethers and other compounds
    • C08G65/2603Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring from cyclic ethers and other compounds the other compounds containing oxygen
    • C08G65/2606Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring from cyclic ethers and other compounds the other compounds containing oxygen containing hydroxyl groups
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G65/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule
    • C08G65/02Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring
    • C08G65/26Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring from cyclic ethers and other compounds
    • C08G65/2618Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring from cyclic ethers and other compounds the other compounds containing nitrogen
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G65/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule
    • C08G65/02Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring
    • C08G65/26Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring from cyclic ethers and other compounds
    • C08G65/2696Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring from cyclic ethers and other compounds characterised by the process or apparatus used
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2204/00Aspects relating to feed or outlet devices; Regulating devices for feed or outlet devices
    • B01J2204/002Aspects relating to feed or outlet devices; Regulating devices for feed or outlet devices the feeding side being of particular interest
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00049Controlling or regulating processes
    • B01J2219/00051Controlling the temperature
    • B01J2219/00074Controlling the temperature by indirect heating or cooling employing heat exchange fluids
    • B01J2219/00087Controlling the temperature by indirect heating or cooling employing heat exchange fluids with heat exchange elements outside the reactor
    • B01J2219/00094Jackets
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00049Controlling or regulating processes
    • B01J2219/00051Controlling the temperature
    • B01J2219/00074Controlling the temperature by indirect heating or cooling employing heat exchange fluids
    • B01J2219/00087Controlling the temperature by indirect heating or cooling employing heat exchange fluids with heat exchange elements outside the reactor
    • B01J2219/00103Controlling the temperature by indirect heating or cooling employing heat exchange fluids with heat exchange elements outside the reactor in a heat exchanger separate from the reactor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00049Controlling or regulating processes
    • B01J2219/00051Controlling the temperature
    • B01J2219/00074Controlling the temperature by indirect heating or cooling employing heat exchange fluids
    • B01J2219/00105Controlling 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
    • B01J2219/00108Controlling 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

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anlage zur Umsetzung von Alkylenoxiden, umfassend mindestens ein Reaktorgefäß, mindestens eine Eduktzuleitung, mindestens einen Umwälzleitung mit einer Pumpe und eine Injektor-Mischdüse, wobei die Gaszuführung der Injektor-Mischdüse mit dem Gasraum des Reaktorgefäßes über eine Gasleitung verbunden ist, die mit mindestens einer Eduktzuleitung verbunden ist. Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt ein Verfahren zur Herstellung von Alkylenoxid-Derivaten dar.The present invention relates to a system for converting alkylene oxides, comprising at least one reactor vessel, at least one educt feed line, at least one circulation line with a pump and an injector mixing nozzle, the gas feed of the injector mixing nozzle being connected to the gas space of the reactor vessel via a gas line, which is connected to at least one feed line. Another aspect of the present invention is a process for the preparation of alkylene oxide derivatives.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anlage zur Umsetzung von Alkylenoxiden. Darüber hinaus beschreibt die vorliegende Erfindung Verfahren zur Herstellung von Alkylenoxid-Derivaten.The present invention relates to a plant for the reaction of alkylene oxides. In addition, the present invention describes processes for the preparation of alkylene oxide derivatives.

Derivate von Alkylenoxiden, insbesondere von Ethylen- oder Propylenoxid sind in der Fachwelt weit bekannt, wobei diese Verbindungen beispielsweise als nicht-ionische Tenside oder als Monomere mit dispergierenden Eigenschaften eingesetzt werden. Zu den nicht-ionischen Tensiden zählen unter anderem Fettalkohole, die mit Ethylen- oder Propylenoxid umgesetzt wurden. Monomere mit dispergierenden Eigenschaften sind insbesondere (Meth)acrylate mit Glykoleinheiten.Derivatives of alkylene oxides, in particular of ethylene oxide or propylene oxide, are widely known in the art, these compounds being used, for example, as nonionic surfactants or as monomers having dispersing properties. Among the nonionic surfactants include fatty alcohols which have been reacted with ethylene or propylene oxide. Monomers with dispersing properties are in particular (meth) acrylates with glycol units.

Demgemäß sind viele Verfahren bekannt, um die zuvor dargelegten Alkylenoxid-Derivate zu erhalten. Diese werden unter anderem in den Druckschriften JP 2008143814 und JP 2008127302 beschrieben.Accordingly, many methods are known for obtaining the alkylene oxide derivatives set forth above. These are among other things in the pamphlets JP 2008143814 and JP 2008127302 described.

Die bekannten Verfahren und Anlagen zur Durchführung derselben führen zu annehmbaren Ausbeuten und Qualitäten der gewünschten Produkte. Aufgrund der wirtschaftlichen Bedeutung der herzustellenden Alkylenoxid-Derivate besteht das dauerhafte Bedürfnis die Wirtschaftlichkeit der Verfahren weiter zu verbessern. Hierbei sollten andere Eigenarten der Verfahren zur Herstellung dieser Produkte nicht nachteilig beeinflusst werden. Demgemäß sollten unter anderem die Reinheit sowie die Ausbeute der Alkylenoxid-Derivate durch eine Verfahrensverbesserung in wirtschaftlicher Hinsicht nicht beeinträchtigt werden.The known processes and equipment for carrying them out lead to acceptable yields and qualities of the desired products. Due to the economic importance of the alkylene oxide derivatives to be produced, there is a continuing need to further improve the economics of the processes. In doing so, other peculiarities of the processes for the preparation of these products should not be adversely affected. Accordingly, inter alia, the purity as well as the yield of the alkylene oxide derivatives should not be compromised by a process improvement in economic terms.

Weiterhin sollte eine Anlage zur Durchführung der genannten Verfahren bereitgestellt werden, durch die das Verfahren besonders einfach, sicher und kostengünstig durchgeführt werden kann.Furthermore, a plant for carrying out the said processes should be provided, by means of which the process can be carried out in a particularly simple, safe and cost-effective manner.

Weiterhin sind Reaktoren zur Umsetzung von Gasen mit flüssigen Edukten aus der Druckschrift EP 0070797 bekannt, wobei die Reaktionsmischung in einem Kreislauf geführt wird und das Gas über eine Injektor-Mischdüse in die Reaktionsmischung eingeleitet wird. Die Injektor-Mischdüse ist so ausgestaltet, dass das Gas im Reaktorgefäß oberhalb der Reaktionsmischung eingesaugt und mit derselben in Kontakt gebracht wird. Eine Gasleitung zwischen Reaktorraum und Injektor-Mischdüse ist nicht angedeutet, wobei diese aufwändige Konstruktion für die dargelegte Reaktion nicht notwendig ist. Die Umsetzung von Alkylenoxiden mit dieser Anlage wird nicht beschrieben. Weiterhin wird eine Einleitung eines flüssigen Edukts in die Gaszuführung der Injektor-Mischdüse nicht dargelegt.Furthermore, reactors for the reaction of gases with liquid starting materials from the document EP 0070797 in which the reaction mixture is circulated and the gas is introduced into the reaction mixture via an injector mixing nozzle. The injector mixing nozzle is designed such that the gas in the reactor vessel is sucked in above the reaction mixture and brought into contact therewith. A gas line between the reactor chamber and injector mixing nozzle is not indicated, and this complex construction is not necessary for the stated reaction. The reaction of alkylene oxides with this plant is not described. Furthermore, an introduction of a liquid starting material in the gas supply of the injector mixing nozzle is not set forth.

In Anbetracht des Standes der Technik war es nun Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung von Alkylenoxid-Derivaten bereitzustellen, das besonders wirtschaftlich ist.In view of the prior art, it was therefore an object of the present invention to provide a process for the preparation of alkylene oxide derivatives, which is particularly economical.

Darüber hinaus war es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Verfahren zur Herstellung von Alkylenoxid-Derivaten zur Verfügung zu stellen, die einfach und sicher durchgeführt werden können. Hierbei sollte das Produkt möglichst in hohen Ausbeuten und, insgesamt gesehen, unter geringem Energieverbrauch erhalten werden.Moreover, it was an object of the present invention to provide processes for the preparation of alkylene oxide derivatives, which can be carried out easily and safely. In this case, the product should preferably be obtained in high yields and, overall, with low energy consumption.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung bestand darin, ein Verfahren zu schaffen, bei dem ein Alkylenoxid-Derivat sehr selektiv erhalten werden kann. Weiterhin sollte das Verfahren eine möglichst konstante Produktqualität bereitstellen.Another object of the invention was to provide a method in which an alkylene oxide derivative can be obtained very selectively. Furthermore, the method should provide as constant as possible product quality.

Ferner sollte eine Anlage zur Umsetzung von Alkylenoxiden zur Verfügung gestellt werden, mit der die zuvor dargelegten Verfahren einfach und kostengünstig durchgeführt werden können. Hierbei sollte die Anlage einen einfachen Aufbau aufweisen. Weiterhin sollte ein langer Dauerbetrieb der Anlage ermöglicht werden, ohne dass der Betrieb der Anlage unterbrochen werden muss. Ferner sollte die Anlage auf einfache Weise gereinigt werden können.Furthermore, a plant for the reaction of alkylene oxides should be made available, with which the methods set out above can be carried out easily and inexpensively. Here, the system should have a simple structure. Furthermore, a long continuous operation of the system should be made possible without the operation of the system must be interrupted. Furthermore, the system should be able to be easily cleaned.

Gelöst werden diese sowie weitere nicht explizit genannte Aufgaben, die jedoch aus den hierin einleitend diskutierten Zusammenhängen ohne Weiteres ableitbar oder erschließbar sind, durch eine Anlage zur Umsetzung von Alkylenoxiden mit allen Merkmalen des Patentanspruchs 1. Zweckmäßige Abwandlungen der erfindungsgemäßen Anlagen werden in den auf Anspruch 1 rückbezogenen abhängigen Ansprüchen unter Schutz gestellt. Hinsichtlich eines Verfahrens zur Herstellung von Alkylenoxid-Derivaten liefert die Anspruch 5 eine Lösung der zugrunde liegenden Aufgaben.These and other objects which are not explicitly mentioned, but which are readily derivable or deducible from the contexts discussed hereinbelow, are solved by a plant for the reaction of alkylene oxides with all features of patent claim 1. Advantageous modifications of the systems according to the invention are described in the claims 1 to 3 backed dependent claims. With regard to a process for the preparation of alkylene oxide derivatives, claim 5 provides a solution to the underlying objects.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist dementsprechend eine Anlage zur Umsetzung von Alkylenoxiden, umfassend mindestens ein Reaktorgefäß, mindestens eine Eduktzuleitung, mindestens einen Umwälzleitung mit einer Pumpe und eine Injektor-Mischdüse, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass die Gaszuführung der Injektor-Mischdüse mit dem Gasraum des Reaktorgefäßes über eine Gasleitung verbunden ist, die mit mindestens einer Eduktzuleitung verbunden ist.The present invention accordingly relates to a plant for the reaction of alkylene oxides, comprising at least one reactor vessel, at least one educt feed, at least one Circulation line with a pump and an injector mixing nozzle, which is characterized in that the gas supply of the injector mixing nozzle is connected to the gas space of the reactor vessel via a gas line which is connected to at least one educt feed line.

Hierdurch gelingt es auf nicht vorhersehbare Weise eine Anlage und ein Verfahren zur Herstellung von Alkylenoxid-Derivaten bereitzustellen, mit denen die genannten Produkte besonders wirtschaftlich erhalten werden können.This makes it possible to provide an installation and a process for the preparation of alkylene oxide derivatives in an unpredictable manner, with which the said products can be obtained particularly economically.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung von Alkylenoxid-Derivaten kann einfach und sicher durchgeführt werden. Hierbei werden die Produkte in hohen Ausbeuten und, insgesamt gesehen, unter geringem Energieverbrauch erhalten. So kann der Anteil an Nebenprodukten gesenkt, der Einsatz an Alkylenoxid vermindert und die Reaktionszeit verringert werden. In diesem Zusammenhang ist auszuführen, dass das erfindungsgemäße Verfahren zu besonders geringen Anteilen an unerwünschten und kritischen Nebenprodukten, beispielsweise an Di(meth)acrylaten führt.An inventive method for the production of alkylene oxide derivatives can be carried out easily and safely. Here, the products are obtained in high yields and, overall, with low energy consumption. Thus, the proportion of by-products can be reduced, the use of alkylene oxide reduced and the reaction time can be reduced. In this context, it should be noted that the process according to the invention leads to particularly small amounts of undesirable and critical by-products, for example to di (meth) acrylates.

Darüber hinaus können die Alkylenoxid-Derivate sehr selektiv erhalten werden, wobei das Verfahren eine vergleichsweise konstante Produktqualität bereitstellt.In addition, the alkylene oxide derivatives can be obtained very selectively, the process providing a comparatively constant product quality.

Ferner wird eine Anlage zur Umsetzung von Alkylenoxiden zur Verfügung gestellt, mit der die zuvor dargelegten Verfahren einfach und kostengünstig durchgeführt werden können. Hierbei weist die Anlage einen vergleichsweise einfachen Aufbau auf. Weiterhin wird ein langer Dauerbetrieb der Anlage ermöglicht, ohne dass der Betrieb der Anlage unterbrochen werden muss. Ferner kann die Anlage auf einfache Weise gereinigt werden.Furthermore, a plant for the reaction of alkylene oxides is provided with which the methods set out above can be carried out simply and inexpensively. Here, the system has a comparatively simple structure. Furthermore, a long continuous operation of the system is made possible without the operation of the system must be interrupted. Furthermore, the system can be cleaned easily.

Die Anlage zur Umsetzung von Alkylenoxiden umfasst mindestens ein Reaktorgefäß, mindestens eine Eduktzuleitung und mindestens eine Umwälzleitung mit einer Pumpe. Diese Bestandteile der erfindungsgemäßen Anlage sind aus dem Stand der Technik bekannt, wobei in diesem Zusammenhang unter anderem auf die in dem einleitenden Teil der vorliegenden Anmeldung dargelegten Dokumente verwiesen wird. Weiterhin sind besonders geeignete Reaktoren und Pumpen unter anderem in Dubbel – Taschenbuch für den Maschinenbau. 22. Auflage. Springer, Berlin 2007. ISBN 978-3-540-49714-1 und VDI-Wärmeatlas VDI-Wärmeatlas VDI Gesellschaft (Hrsg.) 10., bearb. u. erw. Aufl., 2006, ISBN: 978-3-540-25504-8 beschrieben.The plant for the reaction of alkylene oxides comprises at least one reactor vessel, at least one educt feed line and at least one circulation line with a pump. These components of the system according to the invention are known from the prior art, in which connection reference is made inter alia to the documents set forth in the introductory part of the present application. Furthermore, particularly suitable reactors and pumps are inter alia in Dubbel - Paperback for Mechanical Engineering. 22nd edition. Springer, Berlin 2007. ISBN 978-3-540-49714-1 and VDI-Wärmeatlas VDI-Wärmeatlas VDI Gesellschaft (ed.) 10., edit. u. ext. Ed., 2006, ISBN: 978-3-540-25504-8 described.

Mit Vorteil kann das Reaktorgefäß als Druckreaktor ausgeführt werden, wobei bevorzugte Reaktorgefäße temperierbar ausgestaltet sind und beispielsweise Halbrohrschlangen zur Kühlung aufweisen können. Bevorzugte Pumpen zum Umwälzen der Reaktionsmischung sind unter anderem Kreiselpumpen, die vorzugsweise einen offenen Lauf umfassen, und Seitenkanalmaschinen.Advantageously, the reactor vessel can be designed as a pressure reactor, with preferred reactor vessels being designed to be temperature-controllable and, for example, having half-pipe coils for cooling. Preferred pumps for circulating the reaction mixture include centrifugal pumps, which preferably include an open barrel, and side channel machines.

Die erfindungsgemäßen Anlagen weisen eine Umwälzleitung auf, wobei die Reaktionsmischung in derselben geführt wird. Demgemäß kann die Anlage der vorliegenden Erfindung als Schleifenreaktor, auch Schlaufenreaktor oder Loop-Reaktor genannt, angesehen werden. In der Umwälzleitung kann vorzugsweise mindestens ein Wärmetauscher vorgesehen sein. Geeignete Wärmetauscher sind unter anderem in Dubbel – Taschenbuch für den Maschinenbau. 22. Auflage. Springer, Berlin 2007. ISBN 978-3-540-49714-1 und VDI-Wärmeatlas VDI-Wärmeatlas VDI Gesellschaft (Hrsg.) 10., bearb. u. erw. Aufl., 2006, ISBN: 978-3-540-25504-8 dargelegt.The plants according to the invention have a recirculation line, the reaction mixture being conducted in the same. Accordingly, the plant of the present invention may be considered as a loop reactor, also called loop reactor or loop reactor. In the recirculation line, at least one heat exchanger may preferably be provided. Suitable heat exchangers are inter alia in Dubbel - Paperback for Mechanical Engineering. 22nd edition. Springer, Berlin 2007. ISBN 978-3-540-49714-1 and VDI-Wärmeatlas VDI-Wärmeatlas VDI Gesellschaft (ed.) 10., edit. u. ext. Ed., 2006, ISBN: 978-3-540-25504-8 explained.

Überraschende Vorteile können unter anderem dadurch erhalten werden, dass der Wärmetauscher als Rohrbündelwärmeaustauscher ausgeführt ist.Surprising advantages can be obtained, inter alia, that the heat exchanger is designed as a tube bundle heat exchanger.

Vorzugsweise kann der Reaktor zusätzlich zur Injektor-Mischdüse einen Rührer aufweisen, der beispielsweise im Reaktorgefäß vorgesehen sein kann.Preferably, the reactor may have, in addition to the injector mixing nozzle, a stirrer which may be provided, for example, in the reactor vessel.

Erfindungswesentlich ist der Einsatz einer Injektor-Mischdüse. Die Bauart und die Geometrie bevorzugter Injektor-Mischdüsen sind so ausgestaltet, dass ein relativ hohes Saugverhältnis erzielt werden kann. Das Saugverhältnis (SVH) ist definiert als SVH = V1 [m3/h]/V2 [m3/h];

V1
= Volumenstrom Sauggas aus Reaktor;
V2
= Volumenstrom Treibmedium
Essential to the invention is the use of an injector mixing nozzle. The design and geometry of preferred injector mixing nozzles are designed so that a relatively high suction ratio can be achieved. The suction ratio (SVH) is defined as SVH = V1 [m 3 / h] / V2 [m 3 / h];
V1
= Volume flow of suction gas from reactor;
V2
= Volume flow of propellant

Bei einem vorgegebenen Volumenstrom des Treibmediums, welcher beispielsweise durch die Pumpe im Flüssigkreislauf erzeugt wird, zeigen Injektor-Mischdüsen mit hohem Saugverhältnis einen starken Volumenstrom des Gases, welches aus dem Gasraum des Reaktors abgezogen wird. For a given volume flow of the driving medium, which is generated for example by the pump in the liquid circuit, injector mixing nozzles with high suction ratio show a strong volume flow of the gas, which is withdrawn from the gas space of the reactor.

Überraschende Vorteile zeigen insbesondere Injektor-Mischdüsen, mit denen bevorzugt ein Saugverhältnis im Bereich von 0,5 bis 20, insbesondere 1 bis 10 und besonders bevorzugt im Bereich von 2 bis 7 erzielt werden kann.In particular, injector mixing nozzles, with which a suction ratio in the range of 0.5 to 20, in particular 1 to 10 and particularly preferably in the range of 2 to 7, can be achieved, show surprising advantages.

Die Injektor-Mischdüse weist eine Gaszuführung und eine Zuführung für einen Flüssigstrom auf. Weiterhin ist die Gaszuführung der Injektor-Mischdüse mit dem Gasraum des Reaktorbehälters über eine Gasleitung verbunden, die mit mindestens einer Eduktzuleitung verbunden ist, so dass durch den Flüssigstrom ein Gas über die Gaszuführung der Injektor-Mischdüse aus dem Reaktorgefäß absaugbar ist. Von Vorteil kann insbesondere ein Drosselventil sein, welches in der Gasleitung vorgesehen ist, welche den Gasraum des Reaktors mit der Injektor-Mischdüse verbindet. Hierdurch kann insbesondere der Gasstrom in der Gasleitung unabhängig vom Kreislauf des Flüssigstroms zur Injektor-Mischdüse eingestellt werden.The injector mixing nozzle has a gas supply and a supply for a liquid flow. Furthermore, the gas supply of the injector-mixing nozzle is connected to the gas space of the reactor vessel via a gas line which is connected to at least one Eduktzuleitung so that a gas can be sucked through the liquid stream via the gas supply of the injector mixing nozzle from the reactor vessel. Of particular advantage may be a throttle valve, which is provided in the gas line, which connects the gas space of the reactor with the injector mixing nozzle. In this way, in particular, the gas flow in the gas line can be adjusted independently of the circuit of the liquid flow to the injector mixing nozzle.

Ferner ist in der Gasleitung zur Injektor-Mischdüse mindestens eine Eduktzuleitung vorgesehen. Der Einspeisepunkt der Eduktzuleitung in die Gasleitung zur Injektor-Mischdüse ist vorzugsweise so gestaltet, dass eine Flüssigkeit in die Gasleitung zur Injektor-Mischdüse einleitbar ist. Demgemäß kann in der Eduktzuleitung, über die ein Edukt in die Gasleitung zur Injektor-Mischdüse eingeleitet werden kann, ein Druckhalteventil vorgesehen sein. Ferner kann das in den Reaktor einleitbare flüssige Edukt über eine Pumpe von einem Vorratsbehälter in die Gasleitung zur Injektor-Mischdüse eindosiert werden.Furthermore, at least one educt feed line is provided in the gas line to the injector mixing nozzle. The feed point of the educt feed line into the gas line to the injector mixing nozzle is preferably designed such that a liquid can be introduced into the gas line to the injector mixing nozzle. Accordingly, a pressure-maintaining valve can be provided in the educt feed line via which an educt can be introduced into the gas line to the injector mixing nozzle. Furthermore, the liquid educt which can be introduced into the reactor can be metered via a pump from a storage container into the gas line to the injector mixing nozzle.

Der Einspeisepunkt der Eduktzuleitung in die Gasleitung zur Injektor-Mischdüse kann mit Vorteil so gewählt werden, dass das in die Gaszuleitung flüssig eingeleitete Edukt vor Kontakt mit dem Umwälzstrom eine Strecke von mindestens 50 mm, besonders bevorzugt mindestens 100 mm in dem Gasstrom der Gaszuleitung zurücklegt. Bevorzugt beträgt diese Strecke höchstens 2000 mm, besonders bevorzugt höchstens 1000 mm.The feed point of the reactant feed line into the gas line to the injector mixing nozzle can advantageously be selected such that the feedstock introduced liquid into the gas feed line travels a distance of at least 50 mm, more preferably at least 100 mm, into the gas flow of the gas feed line before contact with the recycle stream. Preferably, this distance is at most 2000 mm, more preferably at most 1000 mm.

Von besonderem Interesse ist unter anderem eine Anlage, die als Feedbatch-Anlage ausgelegt ist. Eine Feedbatch-Anlage erlaubt die Zuführung eines Teils der Edukte während der Durchführung der Umsetzung, wobei während der Reaktion nur ein unwesentlicher Teil der erhaltenen Produkte aus dem Reaktor abgeleitet wird. Als unwesentlicher Teil können insbesondere Proben der Reaktionsmischung angesehen werden, die zur Analyse des Reaktionsfortschrittes dienen. Vorzugsweise kann die Anlage so ausgestaltet sein, dass mindestens eines der Edukte im Wesentlichen vollständig vorgelegt wird, wohingegen ein weiteres Edukt zu vorzugsweise mindestens 60 Gew.-%, bevorzugt mindestens 80 Gew.-% und besonders bevorzugt mindestens 95 Gew.-% über die in der Gaszuführung der Injektor-Mischdüse vorgesehene Eduktzuleitung eingeleitet werden kann. Beispielsweise können vorzugsweise mindestens 90 Gew.-%, besonders bevorzugt mindestens 95 Gew.-% eines Alkohols oder einer Säure, beispielsweise (Meth)acrylsäure, im Reaktorgefäß vorgelegt werden, wohingegen vorzugsweise mindestens 60 Gew.-%, bevorzugt mindestens 80 Gew.-% und besonders bevorzugt mindestens 95 Gew.-% der einsetzbaren Alkylenoxide über die in der Gasleitung zur Gaszuführung der Injektor-Mischdüse vorgesehene Eduktzuleitung eingeleitet werden können.Of particular interest is, inter alia, a plant which is designed as a feedbatch plant. A feedbatch plant allows the supply of a portion of the reactants during the implementation of the reaction, during which reaction only a negligible portion of the products obtained is discharged from the reactor. In particular, samples of the reaction mixture which serve to analyze the progress of the reaction can be regarded as an insignificant part. Preferably, the plant can be designed so that at least one of the starting materials is substantially completely charged, whereas another starting material to preferably at least 60 wt .-%, preferably at least 80 wt .-% and particularly preferably at least 95 wt .-% on the provided in the gas supply of the injector mixing nozzle Eduktzuleitung can be initiated. For example, preferably at least 90% by weight, particularly preferably at least 95% by weight of an alcohol or an acid, for example (meth) acrylic acid, are initially charged in the reactor vessel, whereas preferably at least 60% by weight, preferably at least 80% by weight. % and more preferably at least 95 wt .-% of usable alkylene oxides can be introduced via the provided in the gas line for supplying gas to the injector mixing educt feedstock.

Die Geometrien der Leitungen, insbesondere der Eduktzuleitung, der Gasleitung und des Kreislaufstromes sind vorzugsweise so gewählt, dass die Strömungsgeschwindigkeit in der Eduktzuleitung, der Gasleitung und/oder des Kreislaufstromes im Bereich von 0,2 m/s bis 20 m/s liegt.The geometries of the lines, in particular the educt feed line, the gas line and the circulation stream are preferably selected such that the flow rate in the educt feed line, the gas line and / or the circulation stream is in the range from 0.2 m / s to 20 m / s.

Eine erfindungsgemäße Anlage dient insbesondere zur Herstellung von Alkylenoxid-Derivaten. Derivate von Alkylenoxid sind insbesondere Verbindungen, die durch Umsetzung von Alkylenoxiden erhalten werden können. Zu den bevorzugten Derivaten von Alkylenoxid zählen insbesondere Ester und Ether, die eine oder mehrere Alkylenglykol-Einheiten aufweisen.An inventive system is used in particular for the production of alkylene oxide derivatives. Derivatives of alkylene oxide are in particular compounds which can be obtained by reacting alkylene oxides. The preferred derivatives of alkylene oxide include in particular esters and ethers which have one or more alkylene glycol units.

Alkylenoxide sind in der Fachwelt bekannt, wobei diese Verbindungen insbesondere durch Epoxidierung von Alkenen erhalten werden können. Zu den bevorzugten Alkylenoxiden zählen unter anderem Ethylenoxid, Propylenoxid und/oder Butylenoxid. Diese Verbindungen können einzeln oder als Mischungen von zwei oder mehr eingesetzt werden. Zur Herstellung von besonders bevorzugten Derivaten von Alkylenoxiden kann die Zusammensetzung der eingesetzten Alkylenoxide variiert werden, um beispielsweise Blockcopolymere zu erhalten. Bevorzugte Blockcopolymere können insbesondere durch Polymerisation von Ethylen- und Propylenoxid erhalten werden.Alkylene oxides are known in the art, these compounds can be obtained in particular by epoxidation of alkenes. Among the preferred alkylene oxides include ethylene oxide, propylene oxide and / or butylene oxide. These compounds may be used singly or as mixtures of two or more. For the preparation of particularly preferred derivatives of alkylene oxides, the composition of the alkylene oxides used can be varied in order to obtain, for example, block copolymers. In particular, preferred block copolymers can be obtained by polymerization of ethylene oxide and propylene oxide.

Von besonderem Interesse sind insbesondere Verfahren bei denen mindestens ein Alkylenoxid in flüssiger Phase in die Eduktzuleitung der Reaktionsmischung zugeführt wird, die in der Gaszuführung der Injektor-Mischdüse vorgesehen ist. Of particular interest are, in particular, processes in which at least one alkylene oxide in the liquid phase is fed into the educt feed line of the reaction mixture, which is provided in the gas feed of the injector mixing nozzle.

Die Zugabezeit des Alkylenoxids liegt vorzugsweise im Bereich von 10 Minuten bis 48 Stunden, besonders bevorzugt im Bereich von 30 Minuten bis 24 Stunden.The addition time of the alkylene oxide is preferably in the range of 10 minutes to 48 hours, more preferably in the range of 30 minutes to 24 hours.

Weiterhin sind Verfahren bevorzugt, bei denen das Dosierverhältnis im Bereich von 5 bis 500, insbesondere im Bereich von 20 bis 200 und besonders bevorzugt im Bereich von 40 bis 80 liegt. Das Dosierverhältnis (DV) beschreibt das Gewichtsverhältnis von Strom der Alkylenoxid-Zugabe (Dosiermenge) zu Kreislaufstrom (Umwälzmenge), so dass DV = M1 [kg/h]/M2 [kg/h] mit M1 = Umwälzmengen; M2 = Dosiermenge.Furthermore, preference is given to processes in which the metering ratio is in the range from 5 to 500, in particular in the range from 20 to 200 and particularly preferably in the range from 40 to 80. The metering ratio (DV) describes the weight ratio of the stream of alkylene oxide addition (metered amount) to circulation stream (circulation amount), so that DV = M1 [kg / h] / M2 [kg / h] with M1 = circulation rates; M2 = dosing quantity.

Vorzugsweise kann die Befüllung und die Menge an zugegebenem Edukt so gewählt werden, dass der Füllstand des Reaktorgefäßes zu Ende der Umsetzung unterhalb des Auslasses der Injektor-Mischdüse liegt.Preferably, the charge and the amount of starting material added may be selected so that the level of the reactor vessel is at the end of the reaction below the outlet of the injector mixing nozzle.

Von besonderem Interesse sind weiterhin Anlagen, die so ausgestaltet sind, dass die Reaktorverweilzeit (RWZ) im Bereich von vorzugsweise 1 bis 60 Minuten, insbesondere 2 bis 20 Minuten und besonders bevorzugt 5 bis 15 Minuten liegt. Verfahren mit diesen Reaktorverweilzeiten sind besonders bevorzugt.Also of particular interest are systems which are designed such that the reactor residence time (RWZ) is in the range of preferably 1 to 60 minutes, in particular 2 to 20 minutes and particularly preferably 5 to 15 minutes. Processes with these reactor residence times are particularly preferred.

Die Reaktorverweilzeit (RWZ) ist definiert als:
RWZ [h] = VR [m3]/Vu [m3/h]; VR = Reaktorvolumen; Vu Umwälzvolumenstrom
The reactor residence time (RWZ) is defined as:
RWZ [h] = V R [m 3 ] / V u [m 3 / h]; V R = reactor volume; V u Umwälzvolumenstrom

Gemäß einem besonderen Aspekt der vorliegenden Erfindung können insbesondere Derivate der (Meth)acrylsäure gebildet werden. Der Ausdruck (Meth)acrylsäure umfasst Methacrylsäure, Acrylsäure und Mischungen derselben.According to a particular aspect of the present invention, in particular derivatives of (meth) acrylic acid can be formed. The term (meth) acrylic acid includes methacrylic acid, acrylic acid and mixtures thereof.

Zweckmäßig kann das erfindungsgemäße Verfahren insbesondere zur Herstellung von Glykolestern der (Meth)acrylsäure eingesetzt werden. Hierzu gehören beispielsweise Hydroxyalkyl(meth)acrylate, wie 2-Hydroxyethylmethacrylat, 2-Hydroxyethylacrylat, 2-Hydroxypropylmethacrylat, 2-Hydroxypropylacrylat, 3-Hydroxypropylmethacrylat, 3-Hydroxypropylacrylat, Hydroxybutylmethacrylat und Hydroxybutylacrylat.Advantageously, the process according to the invention can be used in particular for the preparation of glycol esters of (meth) acrylic acid. These include, for example, hydroxyalkyl (meth) acrylates such as 2-hydroxyethyl methacrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxypropyl methacrylate, 2-hydroxypropyl acrylate, 3-hydroxypropyl methacrylate, 3-hydroxypropyl acrylate, hydroxybutyl methacrylate and hydroxybutyl acrylate.

Besonders bevorzugt sind insbesondere Verfahren zur Herstellung von Polyalkylenglykolmono(meth)acrylaten. Unter dem Begriff Polyalkylenglykolmono(meth)acrylat wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung insbesondere ein Monoester der (Meth)acrylsäure verstanden, der von einem Ether, insbesondere einem Polyether abgeleitet ist.Particularly preferred are in particular processes for the preparation of polyalkylene glycol mono (meth) acrylates. In the context of the present invention, the term polyalkylene glycol mono (meth) acrylate is understood in particular to mean a monoester of (meth) acrylic acid which is derived from an ether, in particular a polyether.

Zu den Etherverbindungen, von denen der (Meth)acrylsäureester abgeleitet ist, zählen insbesondere Poly-C2-C4-alkylenglykolverbindungen, die verschiedentlich auch als Poly-C2-C4-alkylenoxide oder Poly(oxy-C2-C4-alkylen)verbindungen bezeichnet werden. Diese Ether weisen üblich wenigstens 2, häufig wenigstens 4 und insbesondere wenigstens 5 und in der Regel nicht mehr als 500, häufig nicht mehr als 400, z. B. 2 bis 100 und insbesondere 3 bis 50 Wiederholungseinheiten auf, die von C2-C4-Alkylenglykolen abgeleitet sind. Diese Verbindungen können linear oder verzweigt sein.The ether compounds from which the (meth) acrylic acid ester is derived include, in particular, poly-C 2 -C 4 -alkylene glycol compounds which are also known in various ways as poly-C 2 -C 4 -alkylene oxides or poly (oxy-C 2 -C 4 -) alkylene) compounds. These ethers usually have at least 2, often at least 4 and especially at least 5 and usually not more than 500, often not more than 400, z. B. 2 to 100 and especially 3 to 50 repeat units derived from C 2 -C 4 alkylene glycols. These compounds can be linear or branched.

Bevorzugte Polyalkylenglykolmono(meth)acrylate lassen sich durch die allgemeine Formel (I) beschreiben

Figure 00110001
worin R Wasserstoff oder eine Methylgruppe, n die Anzahl der Wiederholungseinheiten angibt und in der Regel für eine Zahl im Bereich von 2 bis 100, insbesondere im Bereich von 3 bis 50, besonders bevorzugt im Bereich von 4 bis 15 und ganz besonderes bevorzugt im Bereich von 5 bis 10 steht, A für C2-C4-Alkylen wie 1,2-Ethandiyl, 1,3-Propandiyl, 1,2-Propandiyl, 1,2-Butandiyl oder 1,4-Butandiyl und R1 für Wasserstoff steht.Preferred polyalkylene glycol mono (meth) acrylates can be described by the general formula (I)
Figure 00110001
wherein R is hydrogen or a methyl group, n indicates the number of repeating units and usually for a number in the range of 2 to 100, in particular in the range of 3 to 50, particularly preferably in the range of 4 to 15 and very particularly preferably in the range of 5 to 10, A is C 2 -C 4 -alkylene, such as 1,2-ethanediyl, 1,3-propanediyl, 1,2-propanediyl, 1,2-butanediyl or 1,4-butanediyl and R 1 is hydrogen ,

Von besonderem Interesse sind insbesondere Polyalkylenglykolmono(meth)acrylate, die vorzugsweise ein Zahlenmittel des Molekulargewichts im Bereich von 200 bis 6000 g/mol, besonders bevorzugt im Bereich von 500 bis 5000 g/mol aufweisen, bestimmt über ihre Hydroxylzahl.Of particular interest are, in particular, polyalkylene glycol mono (meth) acrylates which preferably have a number average molecular weight in the range from 200 to 6000 g / mol, more preferably in the range from 500 to 5000 g / mol, determined by their hydroxyl number.

Gemäß einem besonderen Aspekt der vorliegenden Erfindung kann bevorzugt ein Polyethylenmono(meth)acrylat hergestellt werden, welches im Mittel etwa 3 bis 10, besonders bevorzugt etwa 4 bis 6 Einheiten umfasst, die von Ethylenoxid abgeleitet sind. Besonders bevorzugt stellt der Rest R1 in diesen Verbindungen Wasserstoff, A ausschließlich 1,2-Ethandiyl und n eine ganze Zahl im Bereich von 3 bis 10, besonders bevorzugt 4 bis 6 dar. According to a particular aspect of the present invention, a polyethylene mono (meth) acrylate may preferably be prepared which comprises on average from about 3 to 10, more preferably from about 4 to 6 units derived from ethylene oxide. Particularly preferably, the radical R 1 in these compounds is hydrogen, A is exclusively 1,2-ethanediyl and n is an integer in the range from 3 to 10, particularly preferably 4 to 6.

Nach einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann bevorzugt ein Polypropylenglycolmono(meth)acrylat hergestellt werden, welches im Mittel etwa 3 bis 10, besonders bevorzugt etwa 4 bis 6 Einheiten umfasst, die von Propylenoxid abgeleitet sind. Besonders bevorzugt stellt der Rest R1 in diesen Verbindungen Wasserstoff, A ausschließlich 1,2-Propandiyl und n eine ganze Zahl im Bereich von 3 bis 10, besonders bevorzugt 4 bis 6 dar.According to a further embodiment of the present invention, it is possible with preference to prepare a polypropylene glycol mono (meth) acrylate which comprises on average from about 3 to 10, particularly preferably about 4 to 6, units derived from propylene oxide. Particularly preferably, the radical R 1 in these compounds is hydrogen, A is 1,2-propanediyl and n is an integer in the range from 3 to 10, particularly preferably 4 to 6.

Demgemäß können als Edukte insbesondere (Meth)acrylsäure und/oder Hydroxyalkyl(meth)acrylate eingesetzt werden. Hierbei können insbesondere Polyalkylenglykolmono(meth)acrylate durch die Umsetzung von (Meth)acrylsäure und/oder Hydroxyalkyl(meth)acrylaten mit mindestens einem Alkylenoxid erhalten werden. Zur Herstellung von Hydroxyalkyl(meth)acrylaten mit einer Alkylenglykol-Gruppe im Molekül wird im Allgemeinen (Meth)acrylsäure eingesetzt.Accordingly, (meth) acrylic acid and / or hydroxyalkyl (meth) acrylates can be used in particular as starting materials. In particular, polyalkylene glycol mono (meth) acrylates can be obtained by reacting (meth) acrylic acid and / or hydroxyalkyl (meth) acrylates with at least one alkylene oxide. For the preparation of hydroxyalkyl (meth) acrylates having an alkylene glycol group in the molecule, (meth) acrylic acid is generally used.

Je nach Art des herzustellenden Alkylenoxid-Derivats der (Meth)acrylsäure kann das molare Verhältnis von Alkylenoxid zu (Meth)acrylsäure und/oder Hydroxyalkyl(meth)acrylat in einem weiten Bereich liegen. Bei einer Herstellung von Produkten mit einer Alkylenglykol-Gruppe im Molekül können überraschende Vorteile dadurch erzielt werden, dass das molare Verhältnis von Alkylenoxid zu (Meth)acrylsäure im Bereich von 0,95:1 bis 1,5:1, besonders bevorzugt im Bereich von 1:1 bis 1,1:1 liegt. Diese Werte beziehen sich auf die Gesamtmenge an zugesetzten Edukten, da das Alkylenoxid vorzugsweise über die Eduktzuleitung in die Reaktionsmischung eingeleitet wird, die in Gaszuführung der Injektor-Mischdüse vorgesehen ist.Depending on the nature of the alkylene oxide derivative of (meth) acrylic acid to be prepared, the molar ratio of alkylene oxide to (meth) acrylic acid and / or hydroxyalkyl (meth) acrylate can be within a wide range. When preparing products having an alkylene glycol group in the molecule, surprising advantages can be obtained by the molar ratio of alkylene oxide to (meth) acrylic acid in the range of 0.95: 1 to 1.5: 1, more preferably in the range of 1: 1 to 1.1: 1. These values relate to the total amount of educts added, since the alkylene oxide is preferably introduced into the reaction mixture via the educt feed line, which is provided in the gas feed of the injector mixing nozzle.

Überraschende Vorteile bei der Herstellung von Derivaten mit zwei oder mehr Alkylenglykol-Gruppen im Molekül richtet sich das molare Verhältnis von Alkylenoxid zu (Meth)acrylsäure und/oder Hydroxyalkyl(meth)acrylat nach dem gewünschten Produkt, wobei das molare Verhältnis von Alkylenoxid zu (Meth)acrylsäure und/oder Hydroxyalkyl(meth)acrylat bevorzugt im Bereich von 1:1 bis 1000:1, besonders bevorzugt 2:1 bis 100:1, besonders bevorzugt 3:1 bis 10:1 liegen kann.Surprising advantages in the preparation of derivatives having two or more alkylene glycol groups in the molecule is the molar ratio of alkylene oxide to (meth) acrylic acid and / or hydroxyalkyl (meth) acrylate for the desired product, wherein the molar ratio of alkylene oxide to (meth ) acrylic acid and / or hydroxyalkyl (meth) acrylate preferably in the range of 1: 1 to 1000: 1, more preferably 2: 1 to 100: 1, more preferably 3: 1 to 10: 1 can lie.

Die Herstellung von ethylenisch ungesättigten Alkylenoxid-Derivaten, die vorzugsweise von (Meth)acrylsäure abgeleitet sind, kann in Gegenwart von Polymerisationsinhibitoren erfolgen, wobei diese vielfach bereits zur Herstellung der ungesättigten Verbindungen eingesetzt werden können. Zu den bevorzugt einzusetzenden Polymerisationsinhibitoren zählen insbesondere Phenolverbindungen, wie zum Beispiel Hydrochinone, Hydrochinonether, wie Hydrochinonmonomethylether, tert-Butylhydrochinon, 2,6-Di-tert-butylhydrochinon, 2,5-Di-tert-butylhydrochinon, 2,4-Dimethyl-6-tert-butylphenol oder Di-tert-butylbrenzcatechin; p-Phenylendiamine, wie zum Beispiel N,N'-Diphenyl-p-phenylendiamin, N,N'-Di-2-naphthyl-p-phenylendiamin, N,N'-Di-p-tolyl-p-phenylendiamin, N-1,3-Dimethylbutyl-N'-phenyl-p-phenylendiamin und N-1,4-Dimethylpentyl-N'-phenyl-p-phenylendiamin; Amine, wie zum Beispiel Thiodiphenylamin und Phenothiazin; Kupferdialkyldithiocarbamate, wie zum Beispiel Kupferdimethyldithiocarbamate, Kupferdiethyldithiocarbamate und Kupferdibutyldithiocarbamate; Nitrosoverbindungen, wie zum Beispiel Nitrosodiphenylamin, Isoamylnitrit, N-Nitrosocyclohexylhydroxylamin, N-Nitroso-N-phenyl-N-hydroxylamin und deren Salze; und N-Oxylverbindungen, wie zum Beispiel 2,2,4,4-Tetramethylazetidin-1-oxyl, 2,2-Dimethyl-4,4-dipropylazetidin-1-oxyl, 2,2,5,5-Tetramethylpyrrolidin-1-oxyl, 2,2,5,5-Tetramethyl-3-oxopyrrolidin-1-oxyl, 2,2,6,6-Tetramethylpiperidin-1-oxyl, 4-Hydroxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidin-1-oxyl, 6-Aza-7,7-dimethylspiro[4,5]decan-6-oxyl, 2,2,6,6-Tetramethyl-4-acetoxypiperidin-1-oxyl und 2,2,6,6-Tetramethyl-4-benzoyloxypiperidin-1-oxyl; Methylenblau, Nigrosin Base BA, 1,4-Benzochinon, sterisch gehinderte Phenole, beispielsweise 2,4-dimethyl-6-tert-butylphenol und/oder Tocopherol-Verbindungen, vorzugsweise α-Tocopherol.The preparation of ethylenically unsaturated alkylene oxide derivatives, which are preferably derived from (meth) acrylic acid, can be carried out in the presence of polymerization inhibitors, and these can in many cases already be used for the preparation of the unsaturated compounds. Particularly preferred polymerization inhibitors include phenolic compounds such as hydroquinones, hydroquinone ethers such as hydroquinone monomethyl ether, tert-butylhydroquinone, 2,6-di-tert-butylhydroquinone, 2,5-di-tert-butylhydroquinone, 2,4-dimethyl-6 tert-butylphenol or di-tert-butylcatechol; p-phenylenediamines, such as N, N'-diphenyl-p-phenylenediamine, N, N'-di-2-naphthyl-p-phenylenediamine, N, N'-di-p-tolyl-p-phenylenediamine, N- 1,3-dimethylbutyl-N'-phenyl-p-phenylenediamine and N-1,4-dimethylpentyl-N'-phenyl-p-phenylenediamine; Amines, such as thiodiphenylamine and phenothiazine; Copper dialkyldithiocarbamates such as copper dimethyldithiocarbamates, copper diethyldithiocarbamates and copper dibutyldithiocarbamates; Nitroso compounds such as nitrosodiphenylamine, isoamyl nitrite, N-nitrosocyclohexylhydroxylamine, N-nitroso-N-phenyl-N-hydroxylamine and their salts; and N-oxyl compounds such as 2,2,4,4-tetramethylazetidine-1-oxyl, 2,2-dimethyl-4,4-dipropylazetidin-1-oxyl, 2,2,5,5-tetramethylpyrrolidin-1 oxyl, 2,2,5,5-tetramethyl-3-oxopyrrolidin-1-oxyl, 2,2,6,6-tetramethylpiperidine-1-oxyl, 4-hydroxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine-1 oxyl, 6-aza-7,7-dimethylspiro [4,5] decane-6-oxyl, 2,2,6,6-tetramethyl-4-acetoxypiperidine-1-oxyl and 2,2,6,6-tetramethyl 4-benzoyloxypiperidine-1-oxyl; Methylene blue, nigrosine base BA, 1,4-benzoquinone, hindered phenols, for example 2,4-dimethyl-6-tert-butylphenol and / or tocopherol compounds, preferably α-tocopherol.

Die Polymerisationsinhibitoren können einzeln oder in Form von Mischungen eingesetzt werden und sind im Allgemeinen kommerziell erhältlich. Für weitere Details wird auf die gängige Fachliteratur, insbesondere auf das Römpp-Lexikon Chemie; Herausgeber: J. Falbe, M. Regitz; Stuttgart, New York; 10. Auflage (1996); Stichwort ”Antioxidantien” und die an dieser Stelle zitierten Literaturstellen verwiesen.The polymerization inhibitors may be used singly or in the form of mixtures and are generally available commercially. For further details on the usual specialist literature, in particular on the Römpp-Lexikon Chemistry; Publisher: J. Falbe, M. Regitz; Stuttgart, New York; 10th edition (1996); Keyword "antioxidants" and references cited at this point.

Überraschende Vorteile können insbesondere durch Reaktionsmischungen erzielt werden, die vorzugsweise 1 bis 5000 ppm, besonders bevorzugt 5 bis 1000 ppm und ganz besonders bevorzugt 10 bis 100 ppm Polymerisationsinhibitor enthalten.Surprising advantages can be achieved, in particular, by reaction mixtures which preferably contain from 1 to 5000 ppm, particularly preferably from 5 to 1000 ppm and very particularly preferably from 10 to 100 ppm of polymerization inhibitor.

Die Reaktionstemperatur bei der Herstellung von Alkylenoxid-Derivaten der (Meth)acrylsäure liegt bevorzugt im Bereich von 50°C bis 100°C, besonders bevorzugt im Bereich von 60 bis 80°C. Der absolute Druck im Reaktorgefäß dieser Reaktion kann bevorzugt im Bereich von 0 bis 6 bar, insbesondere im Bereich von 1 bis 5 bar, besonders bevorzugt im Bereich von 2 bis 3 bar liegen. The reaction temperature in the preparation of alkylene oxide derivatives of (meth) acrylic acid is preferably in the range of 50 ° C to 100 ° C, more preferably in the range of 60 to 80 ° C. The absolute pressure in the reactor vessel of this reaction may preferably be in the range from 0 to 6 bar, in particular in the range from 1 to 5 bar, particularly preferably in the range from 2 to 3 bar.

Zur Umsetzung werden vorzugsweise Katalysatoren eingesetzt. Bevorzugte Katalysatoren sind unter anderem in EP-A-1 231 204 , eingereicht am 31.01.2002 beim Europäischen Patentamt mit der Anmeldenummer EP 02002363.6 dargelegt, wobei die Offenbarung dieses Dokuments, insbesondere die darin beschriebenen Katalysatoren und Verfahren zur Herstellung von Hydroxyalkyl(meth)acrylaten in die vorliegende Anmeldung zu Zwecken der Offenbarung eingefügt werden.For the implementation of catalysts are preferably used. Preferred catalysts are inter alia in EP-A-1 231 204 , filed on 31.01.2002 at the European Patent Office with the application number EP 02002363.6 wherein the disclosure of this document, in particular the catalysts and methods for producing hydroxyalkyl (meth) acrylates described therein, are incorporated into the present application for the purpose of disclosure.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform können Alkohole als Edukte zur Herstellung von Alkylenoxid-Derivaten eingesetzt werden. Zu den bevorzugten Alkoholen zählen unter anderem Methanol, Ethanol und Propanol, wobei auch Etherderivate dieser Alkohole eingesetzt werden können, wie zum Beispiel Methyltriglykol (MTG).According to a further embodiment, alcohols can be used as starting materials for the preparation of alkylene oxide derivatives. Among the preferred alcohols include methanol, ethanol and propanol, although also ether derivatives of these alcohols can be used, such as methyl triglycol (MTG).

Die Reaktionstemperatur bei der Herstellung von Alkylenoxid-Ethern liegt bevorzugt im Bereich von 50 bis 200°C, besonders bevorzugt im Bereich von 120°C bis 150°C. Der absolute Druck im Reaktorgefäß dieser Reaktion kann bevorzugt im Bereich von 0 bis 6 bar, besonders bevorzugt im Bereich von 2 bis 3 bar liegen.The reaction temperature in the production of alkylene oxide ethers is preferably in the range of 50 to 200 ° C, more preferably in the range of 120 ° C to 150 ° C. The absolute pressure in the reactor vessel of this reaction may preferably be in the range from 0 to 6 bar, more preferably in the range from 2 to 3 bar.

Vorzugsweise kann die Reaktion von Alkoholen mit Alkylenoxiden unter Katalyse erfolgen. Zu den bevorzugten Katalysatoren zählen unter anderem starke Basen, wie zum Beispiel Alkoholate, Oxide und Hydroxide von Alkalimetallen. Zu diesen gehören beispielsweise NaOH, KOH, NaOCH3, und NaOC2H5.Preferably, the reaction of alcohols with alkylene oxides can be carried out under catalysis. Preferred catalysts include, but are not limited to, strong bases such as alcoholates, oxides and hydroxides of alkali metals. These include, for example, NaOH, KOH, NaOCH 3 , and NaOC 2 H 5 .

Je nach Art des herzustellenden Ether-Derivate der Alkylenoxide kann das molare Verhältnis von Alkylenoxid zu Alkohol in einem weiten Bereich liegen. Bei einer Herstellung von Produkten mit einer Alkylenglykol-Gruppe im Molekül können überraschende Vorteile dadurch erzielt werden, dass das molare Verhältnis von Alkylenoxid zu Alkohol im Bereich von 1:1 bis 1000:1, besonders bevorzugt im Bereich von 5:1 bis 100:1 liegt. Diese Werte beziehen sich auf die Gesamtmenge an zugesetzten Edukten, da das Alkylenoxid vorzugsweise über die Eduktzuleitung in die Reaktionsmischung eingeleitet wird, die in Gaszuführung der Injektor-Mischdüse vorgesehen ist.Depending on the nature of the ether derivatives of the alkylene oxides to be prepared, the molar ratio of alkylene oxide to alcohol can be within a wide range. When producing products having an alkylene glycol group in the molecule, surprising advantages can be achieved by the molar ratio of alkylene oxide to alcohol in the range from 1: 1 to 1000: 1, particularly preferably in the range from 5: 1 to 100: 1 lies. These values relate to the total amount of educts added, since the alkylene oxide is preferably introduced into the reaction mixture via the educt feed line, which is provided in the gas feed of the injector mixing nozzle.

Eine bevorzugte Ausführungsform einer Anlage zur Durchführung des zuvor dargelegten Verfahrens ist in 1 dargelegt.A preferred embodiment of a plant for carrying out the method set forth above is in 1 explained.

1 zeigt eine Anlage zur Umsetzung von Alkylenoxiden 1, die ein Reaktorgefäß 2, eine Eduktzuleitung 3, eine Umwälzleitung 4 mit einer Pumpe 5 und eine Injektor-Mischdüse 6 umfasst, wobei die Gaszuführung der Injektor-Mischdüse 6 mit dem Gasraum des Reaktorbehälters über eine Gasleitung 7 verbunden ist. Erfindungswesentlich ist, dass die Gasleitung 7 mit mindestens einer Eduktzuleitung 3 in Verbindung steht. 1 shows a plant for the conversion of alkylene oxides 1 holding a reactor vessel 2 , an educt feed line 3 , a circulation line 4 with a pump 5 and an injector mixing nozzle 6 wherein the gas supply of the injector mixing nozzle 6 with the gas space of the reactor vessel via a gas line 7 connected is. Essential to the invention is that the gas line 7 with at least one educt feed 3 communicates.

Das Reaktorgefäß 2 ist vorzugsweise als Druckreaktor ausgestaltet und kann eine Temperierung, beispielsweise eine Mantelkühlung 8 aufweisen. Weiterhin können überraschende Vorteile mit einem Rührer 9 erzielt werden, welcher im Reaktorgefäß vorgesehen ist.The reactor vessel 2 is preferably designed as a pressure reactor and can be a temperature, for example, a jacket cooling 8th exhibit. Furthermore, surprising advantages can be achieved with a stirrer 9 be achieved, which is provided in the reactor vessel.

Die Reaktionsmischung wird in einem Kreislauf über eine Umwälzleitung 4 geführt, so dass dieselbe aus dem Reaktorgefäß 2 über eine Pumpe 5 zur Injektor-Mischdüse 6 gepumpt wird. Zur Ableitung von Wärme kann die Umwälzleitung 4 mit einem Wärmetauscher 10 ausgestattet sein. Durch das Einleiten von Flüssigkeit in die entsprechende Zuleitung der Injektor-Mischdüse 6 kann ein Unterdruck in der Gaszuführung der Injektor-Mischdüse 6 erzeugt werden, so dass Gas aus dem Gasraum des Reaktorgefäßes 2 über die Gasleitung 7 abgezogen wird. Zur Steuerung des Gasstromes bzw. des Unterdruckes in der Gasleitung 7 kann ein Drosselventil 11 in derselben vorgesehen sein.The reaction mixture is circulated through a recirculation line 4 led, so that the same from the reactor vessel 2 via a pump 5 to the injector mixing nozzle 6 is pumped. For the dissipation of heat, the circulation line 4 with a heat exchanger 10 be equipped. By introducing liquid into the corresponding supply line of the injector mixing nozzle 6 may be a negative pressure in the gas supply of the injector mixing nozzle 6 be generated, allowing gas from the gas space of the reactor vessel 2 over the gas line 7 is deducted. For controlling the gas flow or the negative pressure in the gas line 7 can be a throttle valve 11 be provided in the same.

In die Gasleitung 6 führt eine Eduktzuleitung 3, die vorzugsweise zur Einleitung einer Flüssigkeit in die Gasleitung 7 geeignet ist. Vorzugsweise kann daher die Eduktzuleitung 3 mit einem Druckhalteventil 12 ausgestattet sein. Weiterhin kann zur Dosierung des Edukts, welches vorzugsweise in flüssiger Phase vorliegt in der Eduktzuleitung 3 eine Pumpe 13 vorgesehen sein. Die Eduktzuleitung 3 verbindet bevorzugt einen Eduktvorratsbehälter 14 mit der Gasleitung 7. Zwischen der Verbindungsstelle der Eduktzuleitung 3 mit der Gasleitung 7 und der Injektor-Mischdüse 6 befindet sich eine Mischstrecke 15.In the gas line 6 leads a feedstock 3 , preferably for introducing a liquid into the gas line 7 suitable is. Preferably, therefore, the educt feed 3 with a pressure relief valve 12 be equipped. Furthermore, for metering of the educt, which is preferably present in the liquid phase in the educt feed 3 a pump 13 be provided. The educt feed line 3 preferably connects an educt reservoir 14 with the gas line 7 , Between the connection point of the educt feed line 3 with the gas line 7 and the injector mixing nozzle 6 there is a mixing section 15 ,

2 zeigt eine bevorzugte Ausgestaltung einer Injektor-Mischdüse 6 im Detail. Diese bevorzugte Injektor-Mischdüse 6 ist mit der Umwälzleitung 4 verbunden, so dass ein Umwälzstrom gebildet werden kann. Durch die Zuführung einer Flüssigkeit unter Druck in diese Zuleitung 4 und der Ableitung desselben über den Düsenaustritt 61 wird im Düsenkörper 62 ein Unterdruck erzeugt, der zum Ansaugen eines Gasstromes über die Gaszuleitung 7 genutzt werden kann. In die Gaszuleitung 7 führt eine Eduktzuleitung 3, die mit einem Druckhalteventil 12 ausgestattet ist. Der Einspeisepunkt der Eduktzuleitung 3 mit dem Druckhalteventil 12 wird vorzugsweise so gewählt, dass eine Mischstrecke 15 zwischen Einspeisepunkt 63 und Düseneintritt 64 erhalten wird. 2 shows a preferred embodiment of an injector-mixing nozzle 6 in detail. This preferred injector mixing nozzle 6 is with the circulation line 4 connected, so that a recirculation flow can be formed. By supplying a liquid under pressure in this supply line 4 and the derivative thereof via the nozzle exit 61 is in the nozzle body 62 generates a negative pressure, which is used to suck in a gas stream via the gas supply line 7 can be used. In the gas supply line 7 leads a feedstock 3 that with a pressure-holding valve 12 Is provided. The feed point of the educt feed line 3 with the pressure-holding valve 12 is preferably chosen so that a mixing section 15 between entry point 63 and nozzle entry 64 is obtained.

Nachfolgend soll die vorliegende Erfindung anhand von Beispielen und Vergleichsbeispielen erläutert werden, ohne dass hierdurch eine Beschränkung erfolgen soll.Hereinafter, the present invention will be explained with reference to examples and comparative examples, without thereby limiting it.

Beispiel 1example 1

In einer Anlage gemäß 1 wurde Methacrylsäure mit Ethylenoxid umgesetzt. Hierzu wurden 5300 kg (61,6 kmol) Methacrylsäure in das Reaktorgefäß gegeben und mit 12 kg (52,4 mol) Chromacetat und 2,5 kg (20,1 mol) HQME versetzt und auf eine Temperatur von 70°C erwärmt. Anschließend wurde die Mischung über eine Pumpe in die Injektor-Mischdüse geleitet, wobei ein Umwälzvolumenstrom von ca. 70 m3/h eingestellt wurde. Nachfolgend wurden 2720 kg (61,7 kmol) Ethylenoxid über die Eduktzuleitung in die Gaszuführung der Injektor-Mischdüse gegeben. Die Dosiermenge wurde so gewählt, dass eine Reaktionstemperatur von 70°C nicht überschritten wurde und betrug ca. 900 kg/h (20,4 kmol/h).In a plant according to 1 Methacrylic acid was reacted with ethylene oxide. For this purpose, 5300 kg (61.6 kmol) of methacrylic acid were added to the reactor vessel and treated with 12 kg (52.4 mol) of chromium acetate and 2.5 kg (20.1 mol) of HQME and heated to a temperature of 70 ° C. Subsequently, the mixture was passed through a pump in the injector mixing nozzle, wherein a circulating volume flow of about 70 m 3 / h was set. Subsequently, 2720 kg (61.7 kmol) of ethylene oxide were added via the educt feed line into the gas feed of the injector mixing nozzle. The dosage was chosen so that a reaction temperature of 70 ° C was not exceeded and was about 900 kg / h (20.4 kmol / h).

Nach der Zugabe der vorgesehenen Menge wurde die Reaktionsmischung weitere 5 Stunden bei einer Temperatur von 70°C im Kreislauf geführt.After the addition of the intended amount, the reaction mixture was recirculated for a further 5 hours at a temperature of 70 ° C.

Die Gesamtreaktionsdauer der Reaktion betrug 8 Stunden. Die erhaltene Reaktionsmischung wurde analysiert, wobei der Anteil an 2-Hydroxyethylmethacrylat ca. 95,4% betrug, bestimmt mit GC-FID (Gaschromatographie kombiniert mit einem Flammenionisationsdetektor). Der größte Anteil an Nebenprodukt wurde durch Diethylenglykolmethacrylat mit einem Anteil von ca. 3,60% gebildet. Ein besonders kritisches Nebenprodukt ist Ethylenglykoldimethacrylat mit einem Anteil von ca. 0,11%.The total reaction time of the reaction was 8 hours. The resulting reaction mixture was analyzed with the proportion of 2-hydroxyethyl methacrylate being about 95.4% as determined by GC-FID (gas chromatography combined with a flame ionization detector). The largest proportion of by-product was formed by diethylene glycol methacrylate at a level of about 3.60%. A particularly critical byproduct is ethylene glycol dimethacrylate with a proportion of about 0.11%.

Vergleichsbeispiel 1Comparative Example 1

Das Beispiel 1 wurde im Wesentlichen wiederholt, wobei 2740 kg (62,2 kmol) Ethylenoxid direkt in das Reaktorgefäß gegeben wurden.Example 1 was substantially repeated, with 2740 kg (62.2 kmol) of ethylene oxide added directly to the reactor vessel.

Die Dosiermenge wurde so gewählt, dass eine Reaktionstemperatur von 70°C nicht überschritten wurde und betrug ca. 800 kg/h (20,4 kmol/h). Die Gesamtreaktionsdauer der Reaktion betrug 8,5 Stunden.The dosage was chosen so that a reaction temperature of 70 ° C was not exceeded and was about 800 kg / h (20.4 kmol / h). The total reaction time of the reaction was 8.5 hours.

Die erhaltene Reaktionsmischung wurde analysiert, wobei der Anteil an 2-Hydroxyethylmethacrylat ca. 95,1% betrug, bestimmt mit GC-FID (Gaschromatographie kombiniert mit einem Flammenionisationsdetektor). Der größte Anteil an Nebenprodukt wurde durch Diethylenglykolmethacrylat mit einem Anteil von ca. 3,83% gebildet. Ein besonders kritisches Nebenprodukt ist Ethylenglykoldimethacrylat mit einem Anteil von ca. 0,14%.The resulting reaction mixture was analyzed with the proportion of 2-hydroxyethyl methacrylate being about 95.1% as determined by GC-FID (gas chromatography combined with a flame ionization detector). The largest proportion of by-product was formed by diethylene glycol methacrylate at a level of about 3.83%. A particularly critical byproduct is ethylene glycol dimethacrylate with a proportion of about 0.14%.

Die dargelegten Versuche zeigen, dass durch die erfindungsgemäße Anlage der Verbrauch an Alkylenoxid gesenkt, die Bildung von kritischen Nebenprodukten, insbesondere von Dimethacrylaten minimiert und die Reaktionsdauer verringert werden kann.The experiments set out show that the inventive system reduces the consumption of alkylene oxide, minimizes the formation of critical byproducts, in particular of dimethacrylates, and reduces the reaction time.

Beispiel 2Example 2

In einer Anlage gemäß 1 wurde Hydroxypropylmethacrylat mit Propylenoxid umgesetzt. Hierzu wurden 577 kg (4 kmol) Hydroxypropylmethacrylat in das Reaktorgefäß gegeben und mit 13,4 kg Bortrifluorid-Essigsäurekomplex und 750 g (6,04 mol) HQME versetzt und auf eine Temperatur von 50°C erwärmt. Anschließend wurde die Mischung über eine Pumpe in die Injektor-Mischdüse geleitet, wobei ein Umwälzvolumenstrom von ca. 10 m3/h eingestellt wurde. Nachfolgend wurden 976 kg (16,8 kmol) Propylenoxid über die Eduktzuleitung in die Gaszuführung der Injektor-Mischdüse gegeben. Die Dosiermenge wurde so gewählt, dass ein Reaktionsüberdruck von 3,5 bar nicht überschritten wurde und betrug ca. 120 kg/h (2,07 kmol/h).In a plant according to 1 hydroxypropyl methacrylate was reacted with propylene oxide. For this purpose, 577 kg (4 kmol) of hydroxypropyl methacrylate were added to the reactor vessel and treated with 13.4 kg of boron trifluoride-acetic acid complex and 750 g (6.04 mol) of HQME and heated to a temperature of 50 ° C. Subsequently, the mixture was passed through a pump in the injector mixing nozzle, wherein a circulating volume flow of about 10 m 3 / h was set. Subsequently, 976 kg (16.8 kmol) of propylene oxide were introduced via the educt feed line into the gas feed of the injector mixing nozzle. The metered amount was chosen so that a reaction overpressure of 3.5 bar was not exceeded and was about 120 kg / h (2.07 kmol / h).

Nach der Zugabe der vorgesehenen Menge wurde die Reaktionsmischung weitere 2 Stunden bei einer Temperatur von 50°C im Kreislauf geführt.After the addition of the intended amount, the reaction mixture was recirculated for a further 2 hours at a temperature of 50.degree.

Die Gesamtreaktionsdauer der Reaktion betrug 10 Stunden. Die Neutralisation der Reaktionsmischung erfolgt anschließend bei 70°C unter Zugabe von 45,5 kg Natriumcarbonat-Dekahydrat. Nach der Neutralisationszeit von 4 Stunden wurde die Reaktionsmischung abgekühlt und filtriert. Es werden ca. 1500 kg an Polypropylenglykolmonomethacrylat erhalten, welches eine OH-Zahl von 133 mg KOH/g besitzt, was einem Propoxylierungsgrad von 5,3 entspricht. The total reaction time of the reaction was 10 hours. The neutralization of the reaction mixture is then carried out at 70 ° C with the addition of 45.5 kg of sodium carbonate decahydrate. After the neutralization time of 4 hours, the reaction mixture was cooled and filtered. There are obtained about 1500 kg of polypropylene glycol monomethacrylate, which has an OH number of 133 mg KOH / g, which corresponds to a Propoxylierungsgrad of 5.3.

Beispiel 3Example 3

In einer Anlage gemäß 1 wurde Methyltriglykol mit Ethylenoxid umgesetzt. Hierzu wurden 1300 kg (7,92 kmol) Methyltriglykol in das Reaktorgefäß gegeben und mit 40 kg (0,74 kmol) NaOCH3 versetzt und auf eine Temperatur von 125°C erwärmt. Anschließend wurde die Mischung über eine Pumpe in die Injektor-Mischdüse geleitet, wobei ein Umwälzvolumenstrom von ca. 70 m3/h eingestellt wurde. Nachfolgend wurden 7630 kg (173,21 kmol) Ethylenoxid über die Eduktzuleitung in die Gaszuführung der Injektor-Mischdüse gegeben. Die Dosiermenge wurde so gewählt, dass ein Reaktionsüberdruck von 0,61 bar nicht überschritten wurde und betrug ca. 950 kg/h (21,57 kmol/h).In a plant according to 1 Methyltriglycol was reacted with ethylene oxide. To this end, 1300 kg (7.92 kmol) of methyltriglycol were added to the reactor vessel and treated with 40 kg (0.74 kmol) NaOCH 3 and heated to a temperature of 125 ° C. Subsequently, the mixture was passed through a pump in the injector mixing nozzle, wherein a circulating volume flow of about 70 m 3 / h was set. Subsequently, 7630 kg (173.21 kmol) of ethylene oxide were added via the educt feed line into the gas feed of the injector mixing nozzle. The metered amount was chosen so that a reaction overpressure of 0.61 bar was not exceeded and was about 950 kg / h (21.57 kmol / h).

Nach der Zugabe der vorgesehenen Menge wurde die Reaktionsmischung weitere 2 Stunden bei einer Temperatur von 125°C im Kreislauf geführt.After the addition of the intended amount, the reaction mixture was recirculated for a further 2 hours at a temperature of 125 ° C.

Die Gesamtreaktionsdauer der Reaktion betrug 10 Stunden. Es werden ca. 6300 kg an Methoxypolyethylenglykolverbindung erhalten, welches eine OH-Zahl von 55 mg KOH/g besitzt, was einem Molgewicht von 1018 g/mol entspricht.The total reaction time of the reaction was 10 hours. About 6300 kg of methoxypolyethylene glycol compound are obtained, which has an OH number of 55 mg KOH / g, which corresponds to a molecular weight of 1018 g / mol.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • JP 2008143814 [0003] JP 2008143814 [0003]
  • JP 2008127302 [0003] JP 2008127302 [0003]
  • EP 0070797 [0006] EP 0070797 [0006]
  • EP 1231204 A [0053] EP 1231204A [0053]
  • EP 02002363 [0053] EP 02002363 [0053]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • Dubbel – Taschenbuch für den Maschinenbau. 22. Auflage. Springer, Berlin 2007. ISBN 978-3-540-49714-1 [0017] Dubbel - Paperback for Mechanical Engineering. 22nd edition. Springer, Berlin 2007. ISBN 978-3-540-49714-1 [0017]
  • VDI-Wärmeatlas VDI-Wärmeatlas VDI Gesellschaft (Hrsg.) 10., bearb. u. erw. Aufl., 2006, ISBN: 978-3-540-25504-8 [0017] VDI-Wärmeatlas VDI-Wärmeatlas VDI Gesellschaft (ed.) 10., edit. u. ext. Ed., 2006, ISBN: 978-3-540-25504-8 [0017]
  • Dubbel – Taschenbuch für den Maschinenbau. 22. Auflage. Springer, Berlin 2007. ISBN 978-3-540-49714-1 [0019] Dubbel - Paperback for Mechanical Engineering. 22nd edition. Springer, Berlin 2007. ISBN 978-3-540-49714-1 [0019]
  • VDI-Wärmeatlas VDI-Wärmeatlas VDI Gesellschaft (Hrsg.) 10., bearb. u. erw. Aufl., 2006, ISBN: 978-3-540-25504-8 [0019] VDI-Wärmeatlas VDI-Wärmeatlas VDI Gesellschaft (ed.) 10., edit. u. ext. Ed., 2006, ISBN: 978-3-540-25504-8 [0019]
  • Römpp-Lexikon Chemie; Herausgeber: J. Falbe, M. Regitz; Stuttgart, New York; 10. Auflage (1996); Stichwort ”Antioxidantien” [0050] Römpp-Lexikon Chemistry; Publisher: J. Falbe, M. Regitz; Stuttgart, New York; 10th edition (1996); Keyword "antioxidants" [0050]

Claims (15)

Anlage zur Umsetzung von Alkylenoxiden 1, umfassend mindestens ein Reaktorgefäß 2, mindestens eine Eduktzuleitung 3, mindestens eine Umwälzleitung 4 mit einer Pumpe 5 und eine Injektor-Mischdüse 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Gaszuführung der Injektor-Mischdüse 6 mit dem Gasraum des Reaktorgefäßes 2 über eine Gasleitung 7 verbunden ist, die mit mindestens einer Eduktzuleitung 3 verbunden ist.Plant for the conversion of alkylene oxides 1 comprising at least one reactor vessel 2 , at least one educt feed 3 , at least one circulation line 4 with a pump 5 and an injector mixing nozzle 6 , characterized in that the gas supply of the injector mixing nozzle 6 with the gas space of the reactor vessel 2 via a gas line 7 is connected, which with at least one Eduktzuleitung 3 connected is. Anlage gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Umwälzleitung 4 mindestens ein Wärmeaustauscher 10 vorgesehen ist.Plant according to claim 1, characterized in that in the circulation line 4 at least one heat exchanger 10 is provided. Anlage gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Druckhalteventil 12 in der Eduktzuleitung 3 vorgesehen ist.Installation according to claim 1 or 2, characterized in that a pressure-holding valve 12 in the educt feed line 3 is provided. Anlage gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Reaktorgefäß 2 ein Rührer vorgesehen ist.Plant according to at least one of the preceding claims, characterized in that in the reactor vessel 2 a stirrer is provided. Anlage gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Injektor-Mischdüse ein Saugverhältnis im Bereich von 0,5 bis 20 erzielt.Plant according to at least one of the preceding claims, characterized in that the injector mixing nozzle achieves a suction ratio in the range of 0.5 to 20. Verfahren zur Herstellung von Alkylenoxid-Derivaten, dadurch gekennzeichnet, dass zur Durchführung des Verfahrens eine Anlage gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5 eingesetzt wird.Process for the preparation of alkylene oxide derivatives, characterized in that a plant according to at least one of claims 1 to 5 is used for carrying out the process. Verfahren gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Alkylenoxid in flüssiger Phase in der Eduktzuleitung der Reaktionsmischung zugeführt wird, die in der Gasleitung zur Injektor-Mischdüse vorgesehen ist.A method according to claim 6, characterized in that at least one alkylene oxide is fed in the liquid phase in the feedstock of the reaction mixture, which is provided in the gas line to the injector mixing nozzle. Verfahren gemäß mindestens einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren mit einem Dosierverhältnis im Bereich von 5 bis 500 durchgeführt wird.A method according to any one of claims 6 or 7, characterized in that the method is carried out with a metering ratio in the range of 5 to 500. Verfahren gemäß mindestens einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck, bei dem die Reaktion stattfindet, im Bereich von 1 bis 5 bar liegt.A method according to any one of claims 6 to 8, characterized in that the pressure at which the reaction takes place in the range of 1 to 5 bar. Verfahren gemäß mindestens einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass Ethylenoxid und/oder Propylenoxid als Edukt eingesetzt wird.A method according to any one of claims 6 to 9, characterized in that ethylene oxide and / or propylene oxide is used as starting material. Verfahren gemäß mindestens einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass (Meth)acrylsäure und/oder mindestens ein Hydroxyalkyl(meth)acrylat als Edukt eingesetzt wird.A method according to any one of claims 6 to 10, characterized in that (meth) acrylic acid and / or at least one hydroxyalkyl (meth) acrylate is used as starting material. Verfahren gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das molare Verhältnis von Alkylenoxid zu (Meth)acrylsäure im Bereich von 1,1:1 bis 1:1 liegt.A method according to claim 11, characterized in that the molar ratio of alkylene oxide to (meth) acrylic acid in the range of 1.1: 1 to 1: 1. Verfahren gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das molare Verhältnis von Alkylenoxid zu (Meth)acrylsäure und/oder Hydroxyalkyl(meth)acrylat im Bereich von 2:1 bis 100:1 liegt.A method according to claim 11, characterized in that the molar ratio of alkylene oxide to (meth) acrylic acid and / or hydroxyalkyl (meth) acrylate in the range of 2: 1 to 100: 1. Verfahren gemäß mindestens einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Alkohol als Edukt eingesetzt wird.A method according to any one of claims 6 to 10, characterized in that an alcohol is used as starting material. Verfahren gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das molare Verhältnis von Alkylenoxid zu Alkohol im Bereich von 5:1 bis 100:1 liegt.A method according to claim 14, characterized in that the molar ratio of alkylene oxide to alcohol in the range of 5: 1 to 100: 1.
DE201110005003 2011-03-03 2011-03-03 Plant for the conversion of alkylene oxides Withdrawn DE102011005003A1 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201110005003 DE102011005003A1 (en) 2011-03-03 2011-03-03 Plant for the conversion of alkylene oxides
PCT/EP2012/051722 WO2012116870A1 (en) 2011-03-03 2012-02-21 Facility for reacting alkylene oxides
TW101106534A TW201306936A (en) 2011-03-03 2012-02-29 Plant for conversion of alkylene oxides

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201110005003 DE102011005003A1 (en) 2011-03-03 2011-03-03 Plant for the conversion of alkylene oxides

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102011005003A1 true DE102011005003A1 (en) 2012-09-06

Family

ID=45581857

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE201110005003 Withdrawn DE102011005003A1 (en) 2011-03-03 2011-03-03 Plant for the conversion of alkylene oxides

Country Status (3)

Country Link
DE (1) DE102011005003A1 (en)
TW (1) TW201306936A (en)
WO (1) WO2012116870A1 (en)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106390868A (en) * 2016-11-30 2017-02-15 南京右转信息科技有限公司 Gas-liquid reactor
CN107413291A (en) * 2017-06-22 2017-12-01 江苏凌飞科技股份有限公司 A kind of ethoxylation device
CN109293512A (en) * 2018-12-10 2019-02-01 杭州若水化学科技有限公司 Esters of acrylic acid product production device
CN111957272A (en) * 2020-08-04 2020-11-20 中机国能炼化工程有限公司 Polyether polyol production system and process
CN114225882A (en) * 2021-12-15 2022-03-25 红宝丽集团泰兴化学有限公司 Reaction kettle, preparation system and preparation method of polyether polyol
RU217076U1 (en) * 2023-01-09 2023-03-16 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ярославский государственный технический университет" ФГБОУВО "ЯГТУ" Device for gas-liquid contact
WO2023213700A1 (en) 2022-05-06 2023-11-09 Röhm Gmbh Preparation of terminally unsaturated (meth)acrylate crosslinkers
CN117358162A (en) * 2023-09-26 2024-01-09 山东滨化聚禾新材料科技有限公司 Continuous production process and device for high-activity low-odor short-period polyether polyol

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106390842B (en) * 2016-08-31 2019-04-12 宁波保润石化有限公司 A kind of ester water mixing apparatus
CN110358070B (en) * 2019-06-12 2021-11-09 佳化化学科技发展(上海)有限公司 Production process and system of low-odor polyether polyol
EP3904327A1 (en) 2020-04-30 2021-11-03 Röhm GmbH Method for the preparation of hydroxyalkyl-(meth) acrylic acid esters by oxidative cleavage of methacrolein acetals
CN114768743B (en) * 2022-05-24 2022-12-02 云南云天化股份有限公司 Method and reaction device for synthesizing oligomeric alkyl phosphate by one-pot method

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0070797A2 (en) 1981-07-16 1983-01-26 Buss Ag Installation using a loop-type reactor and process by which a liquid educt is subjected to a chemical reaction in a circulatory manner
EP1231204A2 (en) 2001-02-09 2002-08-14 Nippon Shukubai Co.,Ltd. Process for preparing hydroxyalkyl esters
JP2008127302A (en) 2006-11-17 2008-06-05 Nippon Shokubai Co Ltd Method for producing hydroxyalkyl (meth)acrylate and production system
JP2008143814A (en) 2006-12-07 2008-06-26 Nippon Shokubai Co Ltd Method for producing hydroxyalkyl (meth)acrylate
EP2002363A1 (en) 2007-04-03 2008-12-17 Cvon Innovations Ltd Network invitation arrangement and method

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5159092A (en) * 1989-09-22 1992-10-27 Buss Ag Process for the safe and environmentally sound production of highly pure alkylene oxide adducts
DE19640554A1 (en) * 1996-10-01 1998-04-02 Basf Ag Process for the production of phthalides
DE19937911A1 (en) * 1999-08-11 2001-02-15 Cognis Deutschland Gmbh Process for the preparation of esters from unsaturated carboxylic acids and polyhydric alcohols

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0070797A2 (en) 1981-07-16 1983-01-26 Buss Ag Installation using a loop-type reactor and process by which a liquid educt is subjected to a chemical reaction in a circulatory manner
EP1231204A2 (en) 2001-02-09 2002-08-14 Nippon Shukubai Co.,Ltd. Process for preparing hydroxyalkyl esters
JP2008127302A (en) 2006-11-17 2008-06-05 Nippon Shokubai Co Ltd Method for producing hydroxyalkyl (meth)acrylate and production system
JP2008143814A (en) 2006-12-07 2008-06-26 Nippon Shokubai Co Ltd Method for producing hydroxyalkyl (meth)acrylate
EP2002363A1 (en) 2007-04-03 2008-12-17 Cvon Innovations Ltd Network invitation arrangement and method

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Dubbel - Taschenbuch für den Maschinenbau. 22. Auflage. Springer, Berlin 2007. ISBN 978-3-540-49714-1
Römpp-Lexikon Chemie; Herausgeber: J. Falbe, M. Regitz; Stuttgart, New York; 10. Auflage (1996); Stichwort "Antioxidantien"
VDI-Wärmeatlas VDI-Wärmeatlas VDI Gesellschaft (Hrsg.) 10., bearb. u. erw. Aufl., 2006, ISBN: 978-3-540-25504-8

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106390868A (en) * 2016-11-30 2017-02-15 南京右转信息科技有限公司 Gas-liquid reactor
CN107413291A (en) * 2017-06-22 2017-12-01 江苏凌飞科技股份有限公司 A kind of ethoxylation device
CN109293512A (en) * 2018-12-10 2019-02-01 杭州若水化学科技有限公司 Esters of acrylic acid product production device
CN111957272A (en) * 2020-08-04 2020-11-20 中机国能炼化工程有限公司 Polyether polyol production system and process
CN114225882A (en) * 2021-12-15 2022-03-25 红宝丽集团泰兴化学有限公司 Reaction kettle, preparation system and preparation method of polyether polyol
CN114225882B (en) * 2021-12-15 2024-03-26 红宝丽集团泰兴化学有限公司 Reaction kettle, polyether polyol preparation system and preparation method
WO2023213700A1 (en) 2022-05-06 2023-11-09 Röhm Gmbh Preparation of terminally unsaturated (meth)acrylate crosslinkers
RU217076U1 (en) * 2023-01-09 2023-03-16 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ярославский государственный технический университет" ФГБОУВО "ЯГТУ" Device for gas-liquid contact
CN117358162A (en) * 2023-09-26 2024-01-09 山东滨化聚禾新材料科技有限公司 Continuous production process and device for high-activity low-odor short-period polyether polyol

Also Published As

Publication number Publication date
TW201306936A (en) 2013-02-16
WO2012116870A1 (en) 2012-09-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102011005003A1 (en) Plant for the conversion of alkylene oxides
EP0419419B1 (en) Process for the safe and pollution-free preparation of highly pure alkylene oxide adducts
EP3218353B1 (en) Continuous process for producing a tenside in a tube reactor
EP2079680B1 (en) Method for producing fatty acid alkanol amides
EP1824901B2 (en) Method for producing pure alpha-alkoxy-omega-hydroxy-polyalkylene glycols
DE3923394A1 (en) ALCOXYLATION PRODUCTS OF OH GROUP-CONTAINING CARBONIC ACID DERIVATIVES AND / OR CARBONIC ACIDS
WO1991015441A1 (en) Use of hydrophobised hydrotalcites as catalysts for ethoxylation or propoxylation
EP2714640B1 (en) Process for preparing methacrylic acid
EP2205658B1 (en) Process for preparing polyether alcohols from unsaturated starters with active hydrogen atoms
WO2014067600A1 (en) Method for the production of neopentyl glycol
WO2007096228A1 (en) Process for preparing alkoxypolyoxyalkylene (meth)acrylates
EP2137233B1 (en) Method and device for the production of alkylene oxide addition products
EP0167872A2 (en) Process for the production of amines
EP2059494B1 (en) Method for producing alkylene oxide addition products
EP2456748A1 (en) Method for producing hydroxyalkyl (meth)acrylates
DE2450667A1 (en) Glycol ether prepn. from glycols - by reacting with olefins in presence of strongly acid cation exchange catalysts
EP0718270A2 (en) Process for the preparation of polyol alkyl ethers
WO1995013260A1 (en) Method of producing mixtures of low-foaming non-ionic surfactants with an acetal structure
EP1008582B1 (en) Process for the preparation of unsaturated ketones
WO2015124403A1 (en) Method for producing (meth)acrylic acid esters of polyalkoxy group-containing alcohols
DE3522906A1 (en) METHOD FOR THE COMMON PRODUCTION OF ETHYLENCYANHYDRINE AND ITS ETHERS
EP1625107A2 (en) Continuous method for producing methyl vinyl ether
EP4341238A1 (en) Process for preparing a polymerization-prone compound
WO2011003669A2 (en) Method and system for purifying reaction mixtures comprising polyalkylene glycol mono(meth)acrylate
DE10235623A1 (en) Production of hydroxyalkyl carboxylate ester for use as monomer or paint raw material, e.g. hydroxyethyl acrylate, involves reacting carboxylic acid with alkylene oxide in presence of a supported iron oxide catalyst

Legal Events

Date Code Title Description
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee

Effective date: 20131001