DE1128420B - Process for the preparation of boric acid alkyl esters - Google Patents

Process for the preparation of boric acid alkyl esters

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DE1128420B
DE1128420B DEO6517A DEO0006517A DE1128420B DE 1128420 B DE1128420 B DE 1128420B DE O6517 A DEO6517 A DE O6517A DE O0006517 A DEO0006517 A DE O0006517A DE 1128420 B DE1128420 B DE 1128420B
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Charles O Wilson Jun
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07FACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F5/00Compounds containing elements of Groups 3 or 13 of the Periodic System
    • C07F5/02Boron compounds
    • C07F5/04Esters of boric acids

Description

Verfahren zur Herstellung von Borsäurealkylestern Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Borsäurealkylestern aus Salzen der Borsäure.Process for the preparation of boric acid alkyl esters The invention relates to a process for the preparation of boric acid alkyl esters from salts of boric acid.

Borhaltige, z. B. Borax enthaltende Erze werden üblicherweise derart aufbereitet, daß man aus dem Erz eine wäßrige Lösung herstellt, die unlösliche Gangart abfiltriert und Borax auskristallisiert. Alkylborate stellt man im allgemeinen durch Umsetzung von Borsäure oder Boroxyd mit einem Alkohol wie Methanol her. Diese Arbeitsweise wird dadurch kompliziert, daß beim Abtrennen des Methylborats aus dem azeotropen Gemisch mit Wasser und Methanol Schwierigkeiten auftreten. Andere Erze, die keinen Borax enthalten, werden zunächst mit einer wäßrigen Mineralsäure behandelt und filtriert; die Borsäure wird durch fraktionierte Kristallisation abgetrennt. Die quantitative Gewinnung der Borgehalte aus Erzen nach bekannten Verfahren ist bisher wirtschaftlich nicht durch führbar. Boron-containing, e.g. B. Borax containing ores are usually such processed so that an aqueous solution is made from the ore, the insoluble gangue filtered off and borax crystallized out. Alkyl borates are generally put through Reaction of boric acid or boron oxide with an alcohol such as methanol. This way of working is complicated by the fact that when separating the methyl borate from the azeotropic Difficulties occur when mixed with water and methanol. Other ores that do not have any Containing borax are first treated with an aqueous mineral acid and filtered; the boric acid is separated off by fractional crystallization. The quantitative Extraction of the boron content from ores by known processes has been economical up to now not feasible.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren können Borsalze bequem praktisch quantitativ in Alkylborate umgewandelt werden. Das neue Verfahren vermeidet die mit der geregelten fraktionierten Kristallisation und Abtrennung der Alkylborate aus den azeotropen Gemischen mit Wasser und Alkohol einhergehenden Schwierigkeiten. Das Verfahren bedient sich billiger, leicht verfügbarer saurer Substanzen. Primär einbeschließt das neue Verfahren die Verwendung eines mehrwertigen Alkohols unter Bildung hochsiedender plastischer Polyborate durch Umsetzung mit Boroxyd und Entfernung von Wasser aus der Erzaufschlämmung vor der Umesterung mit einem niedrigersiedenden Alkohol zu dem erwünschten Alkylborat. Wenn Borsäure das erwünschte Endprodukt ist, kann das azeotrope Gemisch aus Trimethylborat und Methanol, welches nach einer Ausführungsform der Erfindung erhalten wird, hydrolysiert werden; Borsäure wird abfiltriert und Methanol durch Destillation der Mutterlauge für dieKreislaufführung zurückgewonnen. According to the method of the present invention, boron salts can be conveniently made practical can be converted quantitatively into alkyl borates. The new process avoids that with the regulated fractional crystallization and separation of the alkyl borates difficulties associated with the azeotropic mixtures with water and alcohol. The process makes use of cheap, readily available acidic substances. Primary the new process includes the use of a polyhydric alcohol Formation of high-boiling plastic polyborates by reaction with boron oxide and removal of water from the ore slurry prior to transesterification with a lower boiling point Alcohol to the desired alkyl borate. If boric acid is the desired end product, can be the azeotropic mixture of trimethyl borate and methanol, which according to one embodiment of the invention, are hydrolyzed; Boric acid is filtered off and Methanol recovered by distillation of the mother liquor for recycle.

DieBorsäure kann dann gegebenenfalls nach bekannten Verfahren in Boroxyd übergeführt werden. Die vor liegende Arbeitsweise bedient sich billiger und leicht verfügbarer Stoffe, welche großenteils zurückgewonnen und zur Behandlung von weiterem Borsalz wiederverwendet werden können.The boric acid can then optionally by known methods in boron oxide be transferred. The present way of working is cheaper and easier to use available substances, which are largely recovered and used for further treatment Boron salt can be reused.

Nach dem vorliegenden Verfahren geht man in der Weise vor, daß man ein Gemisch aus Natrium- und bzw. oder Calciumborat mit einem im Bereich von 175 bis 375"C bei Atmosphärendruck siedenden mehrwertigen, vorzugsweise zweiwertigen Alkohol unter Zusatz von Ammoniumchlorid oder Natriumbisulfat herstellt, das Gemisch bis zu vollständigen Entwässerung verestert und das wasserfreie Gemisch mit einem gesättigten aliphatischen einwertigenAlkohol mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen unter Abdestillieren des gebildeten Borsäureesters umestert. According to the present process one proceeds in such a way that one a mixture of sodium and / or calcium borate with a range of 175 Polyvalent, preferably divalent, boiling up to 375 "C at atmospheric pressure Alcohol with the addition of ammonium chloride or sodium bisulfate produces the mixture esterified to complete dehydration and the anhydrous mixture with a saturated aliphatic monohydric alcohol having 1 to 3 carbon atoms below Distilling off the boric acid ester formed transesterified.

Es ist bekannt, Borsäure mit Methylalkohol und anderen aliphatischen Alkoholen unmittelbar zu verestern. It is known to combine boric acid with methyl alcohol and other aliphatic To esterify alcohols directly.

Ferner ist die Herstellung niederer Alkylborate auf dem Wege über höhere Alkylborate durch Alkoholyse bekannt; jedoch sind hier die als Zwischenprodukte dienenden höheren Ester Ester der Borsäure mit einwertigen Alkoholen, wie Propylalkohol, Isopropylalkohol, Butylalkohol, Amylalkohol und Hexylalkohol. Furthermore, the production of lower alkyl borates is on the way higher alkyl borates known from alcoholysis; however, here are those as intermediates serving higher esters, esters of boric acid with monohydric alcohols, such as propyl alcohol, Isopropyl alcohol, butyl alcohol, amyl alcohol, and hexyl alcohol.

Das wesentliche Merkmal der vorliegenden Erfindung ist die Alkoholyse auf dem Wege über einen Borsäureester eines mehrwertigen Alkohols, der im Bereich von 175 bis 3750 C siedet. Bei dieser Veresterung mit einem mehrwertigen Alkohol entstehen als primäre Umsetzungsprodukte hochsiedende plastische Polyborate, wodurch die vollständige Veresterung durch Abtreiben des Reaktionswassers aus dem Reaktionsgemisch wesentlich erleichtert wird. The essential feature of the present invention is alcoholysis by way of a boric acid ester of a polyhydric alcohol, which is in the area boils from 175 to 3750 C. In this esterification with a polyhydric alcohol The primary reaction products are high-boiling plastic polyborates, which complete esterification by driving off the water of reaction from the reaction mixture is made much easier.

Die Bildung hochsiedender polymerer Borsäureester als Zwischenprodukte ist also ein wesentliches Verfahrensmerkmal, welches den vollständigen Verlauf der Umsetzung bedeutend vereinfacht.The formation of high-boiling polymeric boric acid esters as intermediate products is therefore an essential procedural feature, which the complete course of the Implementation significantly simplified.

Die folgenden Beispiele dienen der Erläuterullg der Erfindung. The following examples serve to illustrate the invention.

Beispiel 1 Dieses Beispiel veranschaulicht ein kontinuierliches Verfahren zur Herstellung von Trimethylborat, wobei man Borax, Ammoniumchlorid und Äthylenglykol miteinander umsetzt, Wasser und Ammoniak über Kopf destillativ entfernt, Methanol in das Reaktionsgemisch einträgt und Trimethylborat über Kopf abdestilliert. Example 1 This example illustrates a continuous process for the production of trimethyl borate, where one borax, ammonium chloride and ethylene glycol reacts with one another, water and ammonia by distillation overhead removed, methanol enters the reaction mixture and trimethyl borate overhead distilled off.

Die hierfür bennutzte Vorrichtung bestand aus einem Dreihalskolben zu 1000 ml mit einem Rührwerk. In den einen hals des Kolbens wurde ein Beschickungstrichter eingesetzt. eine kurze, mit Glasperlen gefüllte Destillationskolonne, ein veränderlicher Destillationskopf, ein Vakuum-Verbindungsstück und eine Vorlage wurden in Sereienschaltung an einen anderen Hals des Kolbens angeschlossen. Ein U-Rohr wurde mit dem zum- Vakuum führenden Auslaß - verbunden; es enthielt eine genormte Säurelösung während der Destillation von Wasser und Ammoniak, um die Menge des in Freiheit gesetzten Ammoniaks zu bestimmen, die nicht in dem wäßrigen Destillat gelöst war. The device used for this consisted of a three-necked flask 1000 ml with a stirrer. A hopper was placed in one neck of the flask used. a short distillation column filled with glass beads, a changeable one The distillation head, a vacuum connector and a receiver were connected in series connected to another neck of the flask. A U-tube was attached to the vacuum leading outlet - connected; it contained a standardized acid solution during the Distillation of water and ammonia to measure the amount of ammonia released to determine which was not dissolved in the aqueous distillate.

Ein Gemisch von 95,4 g (0,25 Mol) Borax, ein körniges Reagens einer Korngröße von etwa 0,3 mm der Firma Merck & Co., 26, 8 g (0,50 Mol) körniges Ammoniumchlorid, Reagens der Firma Mallinckrodt, und 372 g (338 ml, 6,0 Mol) handlesübliches Äthylenglykol der Firma Carbide and Carbon Chemicals Co. wurde in den Kolben eingebracht. Durch Zusatz von 241 g destilliertem Wasser zum Gemisch wurde eine 10%ige wäßrige Ammoniumchloridlösung, entsprechend der von einer Ammoniaksodaanlage stammen- den Lung; hergestellt. Nach dem Zusatz des Wassers sertzte das Umrühren und Erwärmen ein. Das Gemisch wurde bei 98 bis 100°C unter Atmosphärendruck de-@@iliert um Wasser und Ammoniak über Kopf zue entfernen. Das entfernte Wasser setzte sich zusammen aus (1) dem Zusatzwasser, (2) dem Kristallwasser aus dem Erz, (3) dem Veresterungswasser. Nach Abkühlen des Gemisches auf Zimmertemperatur wurden 268 g (8 38 Mol) absolutes Methanol eingetragen. Danach wurde das Gemisch gerührt und erhitzt, um das azeotrope Gemisch aus Trimethylborat und Methanol (Temperatur 54°C) über Kopf abzudestillieren. Wenn die Dampftemperatur des Destillates 60°C erreichte, wurde die Destillation abgebrochen: Natriumchlorid wurde dann in Form gut ausgebildeter Kristalle von dem Rückstand aus Glykol und Methanol durch Abfiltrieren leicht entfernt. Überschüssiges Methanol und restliches Trimethylborat wurden von dem Filtrat des Rückstandes abfiltriert und zur weiteren Verwendung bereitgestellt; es verblieb Glykol mit etwas gelöstem Natriumchlorid. A mixture of 95.4 g (0.25 moles) of borax, a granular reagent of a Grain size of about 0.3 mm from Merck & Co., 26.8 g (0.50 mol) of granular Ammonium chloride, reagent from Mallinckrodt, and 372 g (338 ml, 6.0 mol) of the commercially available Ethylene glycol from Carbide and Carbon Chemicals Co. was added to the flask. By adding 241 g of distilled water to the mixture, it became 10% aqueous Ammonium chloride solution, corresponding to that coming from an ammonia soda plant - the Lung; manufactured. After adding the water, stirring and heating continued a. The mixture was de - @@ ilated with water at 98 to 100 ° C. under atmospheric pressure and remove ammonia overhead. The removed water composed from (1) the additional water, (2) the crystal water from the ore, (3) the esterification water. After cooling the mixture to room temperature, 268 g (838 mol) were absolute Methanol entered. Thereafter, the mixture was stirred and heated to make the azeotropic Mixture of trimethyl borate and methanol (temperature 54 ° C) to be distilled off overhead. When the vapor temperature of the distillate reached 60 ° C, the distillation stopped canceled: Sodium chloride was then in the form of well-formed crystals from the The residue from glycol and methanol was easily removed by filtering off. Excess Methanol and residual trimethyl borate were filtered off from the filtrate of the residue and made available for further use; there remained glycol with some dissolved Sodium chloride.

Die Menge des zurückgewonnenen Glykols wurde in Zyklus II zusammen mit zusätzlichem Borax und wäßrigem Ammoniumchlorid eingesetzt. Für Zyklus II wurde Zusatzmethanol zur Ergänzung des Methanols verwendet, das aus dem Glykol-Methanol-Rückstand des Zyklus I destillativ gewonnen war. The amount of glycol recovered was related in cycle II used with additional borax and aqueous ammonium chloride. For cycle II was Additional methanol is used to supplement the methanol that is produced from the glycol-methanol residue of cycle I was obtained by distillation.

Tabelle I zeigt die Versuchsergebnisse von sieben Zyklen; die Mol sind in Grammol wiedergegeben. Tabelle Zusatz- Zusatz Entferntes Gebildetes Gebildetes Trimethylborat Zyklus Äthylenglykol Methanol borax NH4Cl Wasser NH3 NaCl (als Azeotrop) Nr. Mol Mol Mol Mol ml Mol Mol Mol I 0,25 0,50 6,00 8,38 314 0,42 0,96 0,77 II 0,25 0,50 6,00 3,76 332 0,47 0,46 0,88 (Kreislauf) (ergänzt) -III 0,25 0,50 6,00 5,00 330 0,44 0,41 0,93 (Kreislauf) (ergänzt) IV 0,25 0,50 6,00 6,63 380 - 0,55 0,62 1,28 (Kreislauf) (ergänzt) V 0,25 0,50 6,00 6,25 25 387 0,52 0,46 1,14 (Kreislauf) (ergänzt) VI 0,25 0,50 6,00 8,13 355 0,51 0,50 0,97 (Kreislauf) (ergänzt) - VII 0,25 0,50 6,00 2,75 336 : 0,52 0,54 0,96 (Kreislauf) (ergänzt) Insgesamt 1,75 3,50 42,00 40,90 2434 : 3,43 3,09 6,93 (Ausbeute an Trime- thylborat: 99,0 01o) Bei der Durchführung der sieben Zyklen gemäß Tabelle I wurden für die Entfernung des Wassers innerhalb eines jeden Zyklus im Mittel 41/2 Stunden, für die Entfernung des azeotropen Gemisches aus Trimethylborat und Methanol im Mittel etwa 5 Stunden und für die Entfernung des überschüssigen Methanols von dem Rückstand aus Glykol und Methanol im Mittel 2½ Stunden benötigt, Die Ausbeute an Ammoniak, Natriumchorid und Trimethylborat waren für jeden Zyklus nach dem fünften Zyklus praktisch quantitativ.Table I shows the test results for seven cycles; the moles are given in gramoles. Tabel Additive Additive Removed Formed Trimethylborate Ethylene glycol methanol cycle borax NH4Cl water NH3 NaCl (as azeotrope) No. Mole mole mole mole ml mole mole mole I 0.25 0.50 6.00 8.38 314 0.42 0.96 0.77 II 0.25 0.50 6.00 3.76 332 0.47 0.46 0.88 (Cycle) (supplemented) -III 0.25 0.50 6.00 5.00 330 0.44 0.41 0.93 (Cycle) (supplemented) IV 0.25 0.50 6.00 6.63 380 - 0.55 0.62 1.28 (Cycle) (supplemented) V 0.25 0.50 6.00 6.25 25 387 0.52 0.46 1.14 (Cycle) (supplemented) VI 0.25 0.50 6.00 8.13 355 0.51 0.50 0.97 (Cycle) (supplemented) - VII 0.25 0.50 6.00 2.75 336: 0.52 0.54 0.96 (Cycle) (supplemented) Total 1.75 3.50 42.00 40.90 2434: 3.43 3.09 6.93 (Yield of trim ethyl borate: 99.0 01o) When carrying out the seven cycles according to Table I, an average of 41/2 hours was required for the removal of the water within each cycle, an average of about 5 hours for the removal of the azeotropic mixture of trimethyl borate and methanol and for the removal of the excess methanol from the Residue from glycol and methanol required an average of 2½ hours. The yield of ammonia, sodium chloride and trimethyl borate were practically quantitative for each cycle after the fifth cycle.

Die chemischen Reaktionen, die hierbei vor sich gingen, können mutmaßlich durch folgende Gleichungen wiedergegeben werden: Na2B4O7-10H2O + 2NH4Cl + 12HOCH2CH2OH # # 4B(OCH2CH2OH)32NaCl + 17H2O + 2NH3 (1) 4B(OCH2CH2OH3 + 16CH3OH # # 4B(CH3)3 # CH3OH + 12HOCH2CH2OH (2) Gesamtgleichung: Na2B4O7 # 10H2O + 2NH4Cl + 16CH3OH # # 4B(OCH3)3CH3OH + 2NaCl + 17H2O + 2NH3 (3) Das Produkt aus Boroxyd und Glykol ist ein vernetztes, plastisches Polymeres. Zur Vereinfachung der Erläuterung wurden die oben angegebenen Formeln benutzt.The chemical reactions that took place here can be presumed can be represented by the following equations: Na2B4O7-10H2O + 2NH4Cl + 12HOCH2CH2OH # # 4B (OCH2CH2OH) 32NaCl + 17H2O + 2NH3 (1) 4B (OCH2CH2OH3 + 16CH3OH # # 4B (CH3) 3 # CH3OH + 12HOCH2CH2OH (2) total equation: Na2B4O7 # 10H2O + 2NH4Cl + 16CH3OH # # 4B (OCH3) 3CH3OH + 2NaCl + 17H2O + 2NH3 (3) The product made from boron oxide and glycol is a cross-linked, plastic polymer. To simplify the explanation the formulas given above were used.

Beispiel 2 Tabelle II, in der die Mol in Grammol ausgedrückt sind, bringt die Ergebnisse verschiedener anderer Ausführungsformen der Erfindung. Bei jedem Versuch wurden die Borverbindung, Ammoniumchlorid und Äthylenglykol oder Diäthylenglykol zu Beginn vermischt; das Reaktionsgemisch wurde dann destilliert, um Wasser und Ammoniak über Kopf abzutreiben, bis es praktisch wasserfrei war. Methanol wurde dann in das Reaktionsgemisch eingetragen und dieses nochmals destilliert, um das azeotrope Gemisch aus Methanol und Trimethylborat zu entfernen. Tabelle II Trimethyl- Borverbindung Lösungsmittel Methanol Ammoniak Versuch Mol borat Nr. Mol Mol Mol %Ausbeute %Ausbeute 1 0,25 Borax 1,0 NH4Cl 5,3 Diäthylenglykol 3,11) 86,0 2 0,25 Borax 1,0 NH4Cl 8,3 Äthylenglykol 3,11) 63,5 89,0 3 0,25 Na2B4O7 0,50 NH4Cl2) 6,4 Äthylenglykol 6,4 97,0 86,5 4 0,25 Borax 0,50 NH4C12) - 6,0 Äthylenglykol - 8,0 84,5 84,0 1) Das Volumen von Methanol wurde während der Destillation durch Einführung von Methanol konstant gehalten.Example 2 Table II, in which moles are expressed in gramoles, gives the results of various other embodiments of the invention. In each experiment, the boron compound, ammonium chloride and ethylene glycol or diethylene glycol were initially mixed; the reaction mixture was then distilled to drive off water and ammonia overhead until it was essentially anhydrous. Methanol was then added to the reaction mixture and this was distilled again to remove the azeotropic mixture of methanol and trimethyl borate. Table II Trimethyl Boron compound solvent methanol ammonia Try mol borate No. Mole mole mole% yield% yield 1 0.25 Borax 1.0 NH4Cl 5.3 Diethylene glycol 3.11) 86.0 2 0.25 Borax 1.0 NH4Cl 8.3 Ethylene glycol 3.11) 63.5 89.0 3 0.25 Na2B4O7 0.50 NH4Cl2) 6.4 Ethylene glycol 6.4 97.0 86.5 4 0.25 Borax 0.50 NH4C12) - 6.0 Ethylene glycol - 8.0 84.5 84.0 1) The volume of methanol was kept constant during the distillation by introducing methanol.

2) 10%ige wäßrige Lösung.2) 10% aqueous solution.

Beispiel 3 Der für diesen Versuch benutzte Ulexit wurde von der Pacific Coast Borax Company als » Gerstley-Borat« (in einer Kdorngröße von 0,074 mm) bezogen. Nach den Angaben der Lieferfirma hat Ulexit folgende Zusammensetzung: Äquivalent des Bestandten % lements, % B2O3 .............................. 32,97 B: 10,26 Na2O .............................. 4,89 Na: 3,63 CaO .............................. 15,94 Ca: 11,39 H2O und organische Teile .... 28,04 SiO2 .............................. 9,52 MgO .............................. 3,54 CO2 3, 24 3,24 Al2O3 .............................. 1,10 Fe2O3 .............................. 0,30 SO3 .............................. 0,14 P2O5 .............................. 0,066 Cl .............................. 0,008 A2O3 .............................. 0,006 Unbestimmt .................... 0,241 Die mitgeteilte Zusammensetzung wurde überprüft.EXAMPLE 3 The ulexite used for this experiment was obtained from the Pacific Coast Borax Company as "Gerstley borate" (with a grain size of 0.074 mm). According to the information provided by the supplier, Ulexit has the following composition: equivalent to of Consisted% lements, % B2O3 .............................. 32.97 B: 10.26 Na2O .............................. 4.89 Na: 3.63 CaO .............................. 15.94 Ca: 11.39 H2O and organic parts ... 28.04 SiO2 .............................. 9.52 MgO .............................. 3.54 CO2 3, 24 3.24 Al2O3 .............................. 1.10 Fe2O3 .............................. 0.30 SO3 .............................. 0.14 P2O5 .............................. 0.066 Cl .............................. 0.008 A2O3 .............................. 0.006 Undetermined .................... 0.241 The reported composition was checked.

Es wurde gefunden, daß das Erz 10,22 0/o Bor, 4,31 01o Natrium, 12,96 0/o Calcium und eine Gesamtbasizität (als Natriumhydroxyd) von 30,77 01o besaß. Reiner Ulexit nach der Formel na CaB5O9 # 8H2O enthält 13,34% Bor, 5,67% natrium, 9,87% Calcium und 35,500/0 Kristallwasser. Das Erz hatte mithin, bezogen auf den Borgehalt (10,24 0/o), einen Reinheitsgrad von 76,8 °/o.The ore was found to have 10.22% boron, 4.31,010 sodium, 12.96 Possessed 0 / o calcium and a total basicity (as sodium hydroxide) of 30.77 01o. Pure ulexite according to the formula na CaB5O9 # 8H2O contains 13.34% boron, 5.67% sodium, 9.87% calcium and 35,500 / 0 crystal water. The ore therefore had, based on the Boron content (10.24%), a purity of 76.8%.

Die Versuchseinrichtung bestand aus einem Dreihalsrundkolben zu 1000 ml, der mit einem Rührwerk (Quecksilber-Verschlußrührwerk) ausgestattet war. In einen anderen Seitenhals waren ein Thermometerstutzen sowie ein Beschickungstrichter eingesetzt. Der Thermometerstutzen reichte bis zu 5,1 cm vom Kolbenboden. In den Stutzen wurden einige ml einer hochsiedenden organischen Flüssigkeit (Mittel zur Wärmeübertragung) und ein Thermometer eingebracht. Eine Destillationseinrichtung wurde in den anderen Seiten- hals des Kolbens eingesetzt; sie bestand aus einer Destillationskolonne, einem verstellbaren Destillationsaufsatz, einem geraden Vakuumverbindungsstück und einem als Vorlage dienenden Beschickungstrichter; alle Teile waren in Serie geschaltet. Zwei Destillationskolonnen wurden gebraucht: Eine Kolonne von 30,5 cm Länge und 18,9 mm Durchmesser mit einer Füllung aus Glasperlen wurde während der Destillation von Wasser und Ammoniak verwendet. Andererseits wurde eine Snyder-Kolonne (»Floating-ball«-Typ mit sechs einzelnen kugelförmigen Abschnitten) während der Destillation des azeotropen Gemisches aus Trimethylborat und Methanol verwendet. Ein U-Rohr wurde an den Auslaß des Vakuumverbindungsstückes mittels eines Tygon-Röhrenstückes angeschlossen. The experimental set-up consisted of a three-necked round bottom flask of 1000 ml, which was equipped with a stirrer (mercury plug stirrer). In another side neck was a thermometer connector and a feed funnel used. The thermometer neck reached up to 5.1 cm from the bottom of the flask. In the A few ml of a high-boiling organic liquid (means for Heat transfer) and a thermometer. A distillation device was in the other pages neck of the piston inserted; it consisted of a distillation column, an adjustable distillation attachment, a straight vacuum connector and a feed hopper serving as a template; all parts were connected in series. Two distillation columns were needed: a column 30.5 cm long and 18.9 mm in diameter with a filling of glass beads became during the distillation used by water and ammonia. On the other hand, a Snyder column ("floating ball" type with six individual spherical sections) during the distillation of the azeotropic Mixture of trimethyl borate and methanol used. A U-tube was attached to the outlet of the vacuum connector by means of a Tygon tube piece.

Während der Destillation von Wasser und Ammoniak enthielt es genormte Säure, während der Destillation des azeotropen Gemisches destilliertes Wasser. Ein Glascol-Heizmantel wurde als Wärmequelle für die Destillationsvorgänge gebraucht. During the distillation of water and ammonia, it contained standardized Acid, water distilled during the distillation of the azeotropic mixture. A Glascol heating mantle was used as a heat source for the distillation processes.

Das Verfahren ging folgendermaßen vor sich: Ein Gemisch von etwa 100 g Erz, 25 bis 30 g Ammoniumchlorid, 250 bis 300 ml destilliertem Wasser und 400 ml Äthylenglykol wurde in dem Kolben gerührt und erhitzt. Während etwa 5 Stunden bei einer Kolbentemperatur von 112 bis 182°C und einer Kopftemperatur von 97 bis 100°C destillierten Wasser und Ammoniak über Das wäßrige Destillat (etwa 320 bis 370 ml) enthielt das Veresterungswasser, Erzkristallwasser und das ursprünglich zur Bereitung der etwa 10 0/0igen wäßrigen Ammoniumchloridlösung zu gesetzte Wasser. The procedure was as follows: A mixture of about 100 g of ore, 25 to 30 g of ammonium chloride, 250 to 300 ml of distilled water and 400 ml of ethylene glycol was stirred and heated in the flask. For about 5 hours at a bulb temperature of 112 to 182 ° C and a head temperature of 97 to 100 ° C distilled water and ammonia over the aqueous distillate (about 320 to 370 ml) contained the esterification water, ore crystal water and the original water added to prepare the approximately 10 0/0 aqueous ammonium chloride solution.

Das Reaktionsgemisch verblieb während der Destillation von Wasser und Ammoniak in Form einer Aufschlämmung. The reaction mixture remained during the distillation of water and ammonia in the form of a slurry.

400 ml Methanol wurden in die abgekühlte nichtwäßrige Glykolaufschlämmung eingetragen und diese sodann erhitzt. Bei 75°C zeigte der Rückfluß des aeotropen Gemisches aus Trimethylborat und Methanol eine Temperatur von 54°C. Das azeotrope Gemisch destillierte in einer Menge von etwa 25 ml je Stunde über. Als die Temperatur des Rückflußdampfes auf 58°C stieg, wurde die Destillation abgebrochen und das Destillat (etwa 150 ml) auf seinen Gehalt an Trimethylborat analysiert. Ziemlich zum Schluß der Destillation des azeotropen Gemisches wurde weiteres -Methanol (etwa 100 bis 150ml) eingebracht, so daß schließlich das Verhältnis der Volumen von Äthylenglykol zu Methanol etwa 1:1 betrug. 400 ml of methanol was added to the cooled non-aqueous glycol slurry entered and then heated. At 75 ° C the reflux showed the aeotropic Mixture of trimethyl borate and methanol has a temperature of 54 ° C. The azeotropic Mixture distilled over in an amount of about 25 ml per hour. Than the temperature of the reflux vapor rose to 58 ° C, the distillation was stopped and the distillate (about 150 ml) analyzed for its trimethyl borate content. Pretty much at the end the distillation of the azeotropic mixture continued -Methanol (about 100 to 150ml) introduced, so that finally the ratio of the volume ethylene glycol to methanol was about 1: 1.

Die entstehende Aufschlämmung aus glykol und Methanolwurde auf20°C abgekühlt und durch Balstonfiltrierpapier Nr. 2 filtriert. Die Filtration dauerte l/2 Stunde. Der Filterkuchen wurde mit einer Portion von 100 ml Methanol gewaschen und im Vakuumofen bei 700 C und etwa 300 mm Druck getrocknet; er bestand aus nicht gelöstem Erz und ausgefälltem Calcium-und Natriumchlorid. Das Filtrat wurde der Destilla- tion unterworfen. Während 4 Stunden destillierten bei 64 bis 65°C etwa 500 ml Methanol mit einem kleinen Anteil an Trimethylborat über. Methanol und Äthylenglykol, welches bei 20°C mit Calcium- und Natriumchlorid gesättigt ist, wurden für die Verwendung in weiteren Zyklen bereitgestellt. Das für die Bildung des azeotropen Gemisches verbrauchte Methanol wurde durch frisches Methanol von einem zum anderen Zyklus ergänzt. The resulting glycol / methanol slurry was brought to 20 ° C cooled and filtered through # 2 Ballston filter paper. The filtration continued l / 2 hour. The filter cake was washed with a 100 ml portion of methanol and dried in a vacuum oven at 700 C and about 300 mm pressure; it consisted of not dissolved ore and precipitated calcium and sodium chloride. The filtrate became the Destilla subject. Distilled at 64 to 65 ° C for about 4 hours 500 ml of methanol with a small amount of trimethyl borate over. Methanol and ethylene glycol, which is saturated with calcium and sodium chloride at 20 ° C were approved for use provided in further cycles. That for the formation of the azeotropic mixture spent methanol was replaced by fresh methanol from one cycle to another added.

In Tabelle III sind die Werte für alle Zyklen der Behandlung von Ulexit zusammengestellt: Tabelle III Wasser (ml) Ammoniak Trimethylborat Ulexit Äthylen- Zyklus NH4Cl Methanol glykol %Aus- %Aus- Bemerkungen ein- ab- Bor Mol beute (je Mol beute (je g Mol Mol ml geleitet ml Zylklus) Zyklus) I 105,6 1,0 0,55 400 265 332 700 0,510 96,3 0,869 86,9 0,020 Mol NH3 im 150 147 0,020 zweiten Wasser- destillat (147 ml). Kein N H3im azeo- tropen Gemisch. II 105,6 1,0 0,55 265 335 200 0,496 94,8 0,918 91,8 8 0,003 Mol NH3 im 100 100 (Ergän- 0,024 azeotropen Ge- zung) 0,003 misch. 0,024 Mol NH3 im zweiten Wasserdestillat (100 ml). III 105,6 1,0 0,50 350 430 210 0,442 103,8 0,809 94,0 0,077 Mol NH3 im (Ergän- 0,077 0,131 azeotropen Ge- zung) misch. 0,131 Mol B(OCH3)3 (dest.) als Komplex mit NH3 in CH30H. IV 52,8 0,5 0,26 200 263 212 0,246 100,0 0,475 95,0 0,014 Mol NH3 im (Ergän- 0,014 azeotropen Ge- zung) misch. v 105,6 1,0 0,53 390 450 330 0,434 98,4 0,940 95,5 0,088 Mol NH3 im (Ergän- 0,088 0,015 azeotropen Ge- zung) misch. 0,015 Mol B(OCH3)3 (dest.) als Komplex mit NH3 in CH3OH. VI 105,6 1,0 0,50 300 380 375 0,429 96,8 0,996 99,6 0,055 Mol NH3 im (Ergän- 0,055 azeotropen Ge- zung) misch. Insge- samt 580,8 5,5 2,89 400 2020 2437 2027 2,838 97,9 5,153 93,7 Gesamtmenge des eingeleiteten Was- sers einbeschließt nicht das Vereste- rungs- und Kri- stallwasser. Table III gives the values for all cycles of treatment of ulexite: Table III Water (ml) ammonia trimethyl borate Ulexite ethylene Cycle NH4Cl methanol glycol% Aus% Aus Remarks on off Boron mole booty (per mole booty (each g mole mole ml passed ml cycle) cycle) I 105.6 1.0 0.55 400 265 332 700 0.510 96.3 0.869 86.9 0.020 mol NH3 im 150 147 0.020 second water distillate (147 ml). No N H3im azeo- tropical mixture. II 105.6 1.0 0.55 265 335 200 0.496 94.8 0.918 91.8 8 0.003 mol NH3 im 100 100 (additional 0.024 azeotropic tongue) 0.003 mixed. 0.024 moles NH3 in the second Water distillate (100 ml). III 105.6 1.0 0.50 350 430 210 0.442 103.8 0.809 94.0 0.077 mol NH3 im (Supplementary 0.077 0.131 azeotropic tongue) mix. 0.131 moles B (OCH3) 3 (dist.) as a complex with NH3 in CH30H. IV 52.8 0.5 0.26 200 263 212 0.246 100.0 0.475 95.0 0.014 mol NH3 im (Supplementary 0.014 azeotropic tongue) mix. v 105.6 1.0 0.53 390 450 330 0.434 98.4 0.940 95.5 0.088 mol NH3 im (Supplementary 0.088 0.015 azeotropic tongue) mix. 0.015 moles B (OCH3) 3 (dist.) as a complex with NH3 in CH3OH. VI 105.6 1.0 0.50 300 380 375 0.429 96.8 0.996 99.6 0.055 mol NH3 im (Supplementary 0.055 azeotropic tongue) mix. Overall total 580.8 5.5 2.89 400 2020 2437 2027 2.838 97.9 5.153 93.7 total amount of introduced water sers includes not the rest and criticism stall water.

Die Spalte in Tabelle III mit der Überschrift »Ammoniak« zeigt, daß im Mittel etwa 90,3 0/o Ammoniak in jedem Zyklus während der Entfernung des Wassers abdestilliert sind. Der Rest der theoretischen Ammoniakmenge wurde beim Destillieren von Methanol und Trimethylborat erhalten. Ziemlich am Schluß der Destillation des azeotropen Gemisches (54° C) bildete sich ein weißer Feststoff (wahrscheinlich die Komplexverbindung (H3N: B(OCH3)3) auf dem kalten Einsatzstab. Das Kühlwasser wurde abge- lassen, und der heiße Methanoldampf diente zum Waschen des Ammoniaks und Trimethylborats aus dem Feststoff in das Destillat durch den Druckausgleicherarm auf dem Destillationsaufsatz. Um Ammoniak quantitativ zu erhalten, wurden gewöhrlich etwa 3 oder 4 Stunden für den Rückfluß und das Auswaschen benötigt. The column in Table III entitled "Ammonia" shows that averaged about 90.3% ammonia in each cycle during the removal of the water are distilled off. The remainder of the theoretical amount of ammonia was removed from the distillation obtained from methanol and trimethyl borate. Almost at the end of the distillation of the azeotropic mixture (54 ° C) formed a white solid (probably the Complex compound (H3N: B (OCH3) 3) on the cold insert stick. The cooling water was departed and the hot methanol vapor was used to wash the ammonia and trimethyl borate from the solid into the distillate through the pressure equalizer arm on the distillation attachment. To obtain ammonia quantitatively, it usually took about 3 or 4 hours for requires reflux and washout.

Die aus ungelöstem Erz und ausgefällten Chloriden bestehenden Feststoffe wurden von Zyklus I bis VI vereinigt, pulverisiert und für Analysenproben verwendet. Die vereinigten Feststoffe wogen 201,4 g. The solids consisting of undissolved ore and precipitated chlorides were combined from cycle I through VI, pulverized and used for analysis samples. the combined solids weighed 201.4 g.

Die Analyse zeigte an, daß die Feststoffe 0,16% Bor, 17,11% Chlorid, 12,68% Kohlendioxyd, 13,81% Calcium und 10,80 % Natrium enthielten.Analysis indicated that the solids were 0.16% boron, 17.11% chloride, Contained 12.68% carbon dioxide, 13.81% calcium and 10.80% sodium.

Eine Stoffbilanz für Bor während der sechs Zyklen zeigte, daß innerhalb experimentell bedingter Fehler grenzen (1) der feste Abfall 0,56%, (2) die mutterlauge des letzten Zyklus 9% und (3) das Trimethylborat- destillat 94% des in das System als Ulexit eingeführten Borgehaltes enthielt. Die summe beträgt etwa 103%. A material balance for boron during the six cycles showed that within Experimental error limits (1) the solid waste 0.56%, (2) the mother liquor of the last cycle 9% and (3) the trimethyl borate distillate 94% of that in the system contained boron content introduced as ulexite. The total is around 103%.

Der Grund für diese Abweichung liegt wahrscheinlich in derAddition experimentellerAnalysenfehler während der sechs Zyklen. Die in Tabelle III mitgeteilte Ammoniakausbeute bezieht sich auf die Beschickung an Ammoniumchlorid für jeden Zyklus nach folgender Gleichung: Beispiel 4 Es wurde Colemanite der Pacific Coast Borax Company (Handelsmarke » Debeley Colemanite «) ver- wendet. Für dieses Produkt wird folgende Zusammen- setzung angegeben: Bestandteil % Äquivalent- element B2O3 .............................. 34,25 B: 10,66 CaO .............................. 35,17 Ca: 5,10 Na2O .............................. 0,39 MgO .............................. 0,96 SiO2 . .................... ... 2,04 A1203 + Fe2O3 .......... 0,59 CO2 .............................. 12,30 H2O und organische Teile 14,02 S O3 0, 26 .............................. 0,01 Unbestimmt .................... 0,01 Gesamtbasizität als NaOH ... 27,05 Die mitgeteilte Zusammensetzung wurde überprüft.The reason for this deviation is likely to be the addition of experimental analytical errors during the six cycles. The ammonia yield reported in Table III relates to the ammonium chloride feed for each cycle according to the following equation: Example 4 It became Colemanite of the Pacific Coast Borax Company (trademark »Debeley Colemanite«) turns. The following combination is used for this product setting specified: Component% equivalent element B2O3 .............................. 34.25 B: 10.66 CaO .............................. 35.17 Ca: 5.10 Na2O .............................. 0.39 MgO .............................. 0.96 SiO2. .................... ... 2.04 A1203 + Fe2O3 .......... 0.59 CO2 .............................. 12.30 H2O and organic parts 14.02 S O3 0.26 .............................. 0.01 Indefinite .................... 0.01 Total basicity as NaOH ... 27.05 The reported composition was checked.

Es wurde gefunden, daß das Erz 9,82% Bor, 21,24% Calcium, 8,64% CO2 und eine Gesamtbasizität (als Natriumhvdroxvd) von 27,05% besaß. Ein Wert von 9,82 wurde als Prozentsatz für Bor im Colemanit angenommen. Dieser Wert wurde in der Weise bestimmt, daß eine Erzprobe mit starker Salzsäure behandelt, mit Natriumhydroxyd neutralisiert, mit Mannit versetzt und auf Borsäure mit einer genormten Base titriert wurde. Reiner Colemanit von der Formel Ca2b6O11 zu 5 H2 Oenthält 15,80 0/0Bor, 19,500/o Calcium und 21,9% Wasser. »Debeley Colemanite« hat mithin, bezogen auf den Borgehalt (9,82%), einen Reinheitsgrad von 62,20 0/o.The ore was found to have 9.82% boron, 21.24% calcium, 8.64% CO2 and had an overall basicity (as sodium hydroxide) of 27.05%. A value of 9.82 was taken as the percentage of boron in the colemanite. This value was in the Manner determined that an ore sample treated with strong hydrochloric acid, with sodium hydroxide neutralized, treated with mannitol and titrated for boric acid with a standardized base became. Pure colemanite of the formula Ca2b6O11 to 5 H2 O contains 15.80 0/0 boron, 19.500 / 0 Calcium and 21.9% water. "Debeley Colemanite" therefore has, based on the boron content (9.82%), a purity of 62.20 0 / o.

Die für dieses Beispiel benutzte Apparatur entsprach der des Beispiels 3, mit der Abweichung, daß ein Tru-Bor-Rührwerk an Stelle des Quecksilberrührwerks benutzt wurde. Die Arbeitsweise entsprach der des Beispiels 3. Die Werte für jeden Zyklus des Versuches sind in Tabelle IV mitgeteilt. Tabelle IV Äthyl- Wasser (ml) Ammoniak Trimethylborat Colemanit Zyklus NH4Cl len- Methanol Aus- %Aus- Bemerkungen Nr. glykol ein- ab- beute(je beute(je bor Mol Mol g Mol Mol ml gelitet ml zyjklus) Zyklus) I 100,0 0,907 0,530 400 256 305 700 0,481 96,2 0,782 86,2 0,029 Mol NH3 im 100 100 zweiten Wasserdestil- lat (100 ml). II 100,0 0,907 0,530 350 405 256 0,424 95,2 0,703 90,4 0,081 Mol NH3 im (Ergän- 0,081 0,117 azeotropen Ge-misch zung) 0,117 Mol B (OCH3)3 (dest.), getrennt mit NH3 und CH3OH. Nach Destillieren des azeotropen Gemi- sches. III 50,0 0,454 0,265 200 260 112 0,236 96,9 0,392 86,3 Colemanit wurde 4 Std. (Ergän- 0,021 in Kugelmühle zer- zung) kleinert. IV 100,0 0,907 0,500 350 423 338 0,443 111,0 0,811 89,5 0,112 Mol NH3 im (Ergän- 0,112 azeotropen Gemisch. zung) V 100,0 0,907 0,500 300 350 395 0,389 100,6 0,756 83,4 Etwas Bor und Glykol (Ergän- 0,114 spritzten aus dem zung) Kolben über. Insge- samt 450,0 4,082 2,325 400 1556 1843 1801 2,330 100,1 3,561 87,2 Gesamtmenge des ein- geleiteten Wassers einbeschließt nicht dasVeresterungs- und Kristallwasser. The apparatus used for this example corresponded to that of Example 3, with the difference that a Tru-Bor stirrer was used in place of the mercury stirrer. The procedure corresponded to that of Example 3. The values for each cycle of the experiment are given in Table IV. Table IV Ethyl water (ml) ammonia trimethyl borate Colemanite Cycle NH4Cl len- methanol Out% remarks No. Glycol prey (per prey (per boron mole mole g mole mole ml led ml cycle) cycle) I 100.0 0.907 0.530 400 256 305 700 0.481 96.2 0.782 86.2 0.029 mol NH3 im 100 100 second water style lat (100 ml). II 100.0 0.907 0.530 350 405 256 0.424 95.2 0.703 90.4 0.081 mol NH3 im (Supplementary 0.081 0.117 azeotropic mixture zung) 0.117 mol B (OCH3) 3 (dest.), separated with NH3 and CH3OH. After distilling the azeotropic mixture sches. III 50.0 0.454 0.265 200 260 112 0.236 96.9 0.392 86.3 Colemanite was 4 hrs. (Supplement - 0.021 crushed in a ball mill tongue). IV 100.0 0.907 0.500 350 423 338 0.443 111.0 0.811 89.5 0.112 mol NH3 im (Add-0.112 azeotropic mixture. tongue) V 100.0 0.907 0.500 300 350 395 0.389 100.6 0.756 83.4 Some boron and glycol (Supplementary 0.114 splashed out of the tongue) piston over. Overall total 450.0 4.082 2.325 400 1556 1843 1801 2.330 100.1 3.561 87.2 total amount of directed water does not include the esterification and Crystal water.

In jedem Zyklus wurden im Mittel etwa 14,58 0/o der theoretischen Menge Ammoniak während der Destillation von Trimethylborat und Methanol entfernt, nachdem mit Wasser im Mittel 85, 42 °/e Ammoniak destillativ entfernt waren. Daher trat bei der Aufbereitung das gleiche Problem der Bildung des Komplexes, wahrscheinlich HN: B(OCHa)3, wie bei der des Ulexits auf. In each cycle, the mean was about 14.58% of the theoretical Amount of ammonia removed from trimethyl borate and methanol during the distillation, after an average of 85.42 ° / e of ammonia had been removed by distillation with water. Therefore the same problem of the formation of the complex occurred during processing, probably HN: B (OCHa) 3, as in that of the ulexite.

159,4 g Feststoffe der Zyklen I, II, IV, V wurden miteinander vermischt, pulverisiert und daraus Proben -für die Analyse entnommen. Die Ergebnisse zeigten 2,040/o Bor, 0,620/o Chlorid, 19,24 0/e CO2 und 25,69 O/o Calcium an, jedoch keine Ammonlum- oder Natriumsalze. - 16,8 g Feststoff des dritten Zyklus wurden getrennt analysiert, weil der nicht umgesetzte Colemanit in einer Kugelmühle 4 Stunden vor dem Einsatz in dem Bemühen mehr Bor zu extrahieren, vermahlen war. 159.4 g solids from cycles I, II, IV, V were mixed together, pulverized and samples taken from it for analysis. The results showed 2.040% boron, 0.620% chloride, 19.24% CO2 and 25.69% calcium, but none Ammonium or sodium salts. 16.8 g of solid from the third cycle were separated analyzed because the unreacted colemanite in a ball mill 4 hours ago the insert was ground in an effort to extract more boron.

Der Feststoff des Zyklus III enthielt 0,81 0/o Bor, 0,34 °/Ó Chlorid, 23,92 O/o Calcium, aber keine Natrium-oder Ammoniumsalze. Insgesamt enthielten die Salze der fünf Zyklen ein Äquivalent von 0,313 Mol Bor oder 7, 0/o der Erzbeschickung.The solids of cycle III contained 0.81% boron, 0.34% chloride, 23.92% calcium, but no sodium or ammonium salts. Overall, the Salts of the five cycles an equivalent of 0.313 moles of boron or 7.0 per cent of the ore charge.

Eine Stoffbilanz für die fünf Zyklen wies aus, - daß innerhalb experimentell bedingter Fehler (1) der feste Abfall 8%, (2) die Mutterlauge des letzten Zyklus 11 0/, und (3) das Trimethylboratdestillat 87 0/o des in das System als Colemanit aufgegebenen Bors enthielt. A material balance for the five cycles showed - that within experimental conditional error (1) the solid waste 8%, (2) the mother liquor from the last cycle 11 0 /, and (3) the trimethyl borate distillate 87 0 / o des in the system as colemanite Contained Bors.

Für die Summe von 106°/o gibt es zwei Erklärungen: Erstens lagen verschiedene Bestimmungen des Borgehaltes des Colemanits vor; das Mittel aus den beiden niedrigsten Werten wurde als Wert für den Borgehalt im Colemanit (9,82 0/o) eingesetzt. Vielleicht enthielt das Erz mehr Bor als aus obigen Angaben hervorgeht. Zweitens mögen sich experimentelle Fehler bei der Analyse der azeotropen Destillate während der fünf Zyklen addiert haben. Die Ausbeute an Ammoniak gemäß Tabelle IV bezieht sich auf den Einsatz des Ammoniumchlorids für jeden Zyklus nach der Gleichung Die Arbeitsweise der obenerwähnten Beispiele kann verschiedenartig abgewandelt werden. So können Borax, wasserfreies Natriumtetraborat und Colemanit als Ausgangsstoffe durch andere Natrium- oder Calciumborate bzw. Natrium- oder Calciumborate z. B. Natriumborat enthaltende Erze wie Ulexit (Bornatriumcalcit), Kernit und Probertit ersetzt werden.There are two explanations for the total of 106 per cent. First, there were various determinations of the boron content of the colemanite; the mean of the two lowest values was used as the value for the boron content in the colemanite (9.82%). Perhaps the ore contained more boron than indicated above. Second, experimental errors in the analysis of the azeotropic distillates may have accumulated over the five cycles. The yield of ammonia according to Table IV relates to the use of ammonium chloride for each cycle according to the equation The operation of the above-mentioned examples can be modified in various ways. So borax, anhydrous sodium tetraborate and colemanite can be used as starting materials by other sodium or calcium borates or sodium or calcium borates z. B. ores containing sodium borate such as ulexite (boron sodium calcite), kernite and probertite are replaced.

Ammoniumchlorid kann gegen äquimolekulare Menge von Natriumbisulfat (sodium acid sulfate) ausgetauscht werden. Äthylenglykol und Diäthylenglykol können durch eine äquimolekulare Menge eines mehrwertigen Alkohols, der bei Atmosphärendruck im Bereich von etwa 175 bis 3750 C siedet, ersetzt werden, z. B. Propylenglykol, Trimethylenglykol, 1, 3-Butandid, 1, 4-Butandiol, 2,3-Butandioll 2,4-Pentandiol, 1 ,5-Pentandiol, 1,6-Hexandiol, 2,5-Hexandiol, 2-Methyl-1,3-pentandiol, 2-Methyl-2,4-pentandiol, 2,4-Heptandiol, 2,2-Diäthyl- 1,3 -propandiol, 2-Äthyl- 1, 3-hexandiol, Triäthylenglykol, Dipropylenglykol, Glykol, Triäthanolamin usw.Ammonium chloride can counteract an equimolecular amount of sodium bisulfate (sodium acid sulfate). Ethylene glycol and diethylene glycol can by an equimolecular amount of a polyhydric alcohol at atmospheric pressure boiling in the range of about 175 to 3750 C, be replaced, e.g. B. propylene glycol, Trimethylene glycol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 2,3-butanediol, 2,4-pentanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 2,5-hexanediol, 2-methyl-1,3-pentanediol, 2-methyl-2,4-pentanediol, 2,4-heptanediol, 2,2-diethyl 1,3-propanediol, 2-ethyl-1,3-hexanediol, triethylene glycol, Dipropylene glycol, glycol, triethanolamine, etc.

Die Beispiele zeigen, daß die verhältnismäßigen Mengen von Natrium- oder Calciumborat,Ammoniumchlorid oder Natriumbisulfat und Alkohol, in dem Ausgangsreaktionsgemisch im Rahmen der Erfindung etwas schwanken können. WennAmmoniumchlorid als Ausgangsstoff gewählt wird, soll der Chlorgehalt annähernd äquivalent dem Natrium- oder Calciumgehalt des angewandten Natrium- oder Calciumborats sein. Wenn Natriumbisulfat Ausgangsstoff ist, soll der Sulfatgehalt dem Natrium- oder Calciumgehalt des als Ausgangsstoff eingesetzten Natrium- oder Calciumborats annähernd äquivalent sein. Der Alkoholanteil (Äthylenglykol oder einÄquivalent) soll im allgemeinen etwa 4 bis 20 Grammol je Grammatom Bor des im Ausgangsstoff vorhandenen Natrium- oder Calciumborats betragen. Schließlich kann Methylalkohol durch andere niedere gesättigte aliphatische einwertige Alkohole mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen, z. B. Äthylalkohol oder einen Propylalkohol, ersetzt werden. Die Menge des jeweiligen Alkohols kann beträchtlich schwanken, im allgemeinen werden etwa 8 Grammol je Grammatom Bor des Natrium- oder Calciumborats benutzt. - Die Zeichnung zeigt ein Fließbild eines Verfahrens, welches in den Rahmen der Erfindung zur Erzeugung von Trimethylborat fällt. The examples show that the relative amounts of sodium or calcium borate, ammonium chloride or sodium bisulfate and alcohol, in the starting reaction mixture can vary somewhat within the scope of the invention. If ammonium chloride as a starting material is chosen, the chlorine content should be approximately equivalent to the sodium or calcium content of the sodium or calcium borate used. If sodium bisulphate is a raw material the sulphate content should match the sodium or calcium content of the raw material used sodium or calcium borate be approximately equivalent. The alcohol content (Ethylene glycol or equivalent) is generally said to be about 4 to 20 gram mol each Gram atom boron of the sodium or calcium borate present in the starting material. Finally, methyl alcohol can be substituted by other lower saturated aliphatic monohydric alcohols Alcohols having 1 to 3 carbon atoms, e.g. B. ethyl alcohol or a propyl alcohol, be replaced. The amount of alcohol used can vary considerably generally about 8 gram mol per gram atom of boron of the sodium or calcium borate will be used used. - The drawing shows a flow diagram of a process which is carried out in the frame of the invention for the production of trimethyl borate falls.

Boraxdecahydrat, Äthylenglycol und eine 10 gewichtsprozentige wäßrige Ammoniumchloridlösung werden in ein Reaktionsgefäß 1 durch Leitung 2 mit Rücklaufäthylenglykol, der etwas Natriumchlorid gelöst enthält, aus dem Destillationsgefäß 3 durch Leitung 4 aufgegeben. Im Reaktionsgefäß 1 wird das Reaktionsgemisch destillativ entwässert; ein Gemisch aus Wasser und Ammoniak zieht über Kopf durch Leitung 5 und ein Gemisch aus Natriumchlorid, Äthylenglykol, Borat und überschüssigem Äthylenglykol als Bodenprodukt durch Leitung 6 ab. Das Produkt zieht in das Reaktionsgefäß 7 durch Leitung 6 zusammen mit dem über Kopf aus dem Destillationsgefäß 3 übergegangenen Methanol, Methanolbodenprodukt des Scheidegefäßes 8 und frischem Methanol aus dem (nicht dargestellten) Lagerbehälter; alle Methanolströme treten durch Leitung 9 in - das Reaktionsgefäß 7 ein. Aus dem Reaktionsgefäß 7 destilliert das azeotrope Gemisch aus Trimethylborat und Methanol über Kopf durch Leitung 10 in das Scheidegefäß 8 über, in dem Trimethylborat über Kopf durch Leitung 11 und Methanol als Bodenprodukt durch Leitung 12 entfernt werden; die Trennung in dem Scheidegefäß 8 vollzieht sich in bekannter Weise. Borax decahydrate, ethylene glycol and a 10 weight percent aqueous Ammonium chloride solution is poured into a reaction vessel 1 through line 2 with reflux ethylene glycol, which contains some dissolved sodium chloride, from the distillation vessel 3 through line 4 abandoned. In the reaction vessel 1, the reaction mixture is dehydrated by distillation; a mixture of water and ammonia passes overhead through line 5 and a mixture from sodium chloride, ethylene glycol, borate and excess ethylene glycol as a bottom product through line 6. The product contracts into the reaction vessel 7 through line 6 with the methanol passed overhead from the distillation vessel 3, methanol bottom product the separating vessel 8 and fresh methanol from the storage container (not shown); all methanol streams enter the reaction vessel 7 through line 9. From the Reaction vessel 7 distills the azeotropic mixture of trimethyl borate and methanol overhead through line 10 in the separating vessel 8 over, in the trimethylborate over Removing overhead through line 11 and methanol as bottoms through line 12; the separation in the separating vessel 8 takes place in a known manner.

Aus dem Reaktionsgefäß 7 gelangt die Reaktionsaufschlämmung durch Leitung 13 zum Filter 14, wo festes Natriumchlorid abgetrennt wird, das durch Rohr 15 abzieht; ein Gemisch aus Äthylenglykol und Methanol zieht über Leitung 16 in das Destillationsgefäß 3. Methanol wird aus dem Destillationsgefäß 3 über Kopf durch Leitung 17 und Äthylenglykol als Bodenprodukt durch Leitung 4 entfernt.The reaction slurry passes from the reaction vessel 7 Line 13 to filter 14, where solid sodium chloride is separated, which is passed through pipe 15 deducts; a mixture of ethylene glycol and methanol is drawn in via line 16 the distillation vessel 3. Methanol is passed from the distillation vessel 3 overhead Line 17 and ethylene glycol removed as bottom product through line 4.

Claims (1)

PATENTANSPRÜCHE : 1. Verfahren zur Herstellung von Borsäurealkylestern aus Salzen der Borsäure durch Veresterung mit einem höhersiedenden Alkohol und Umesterung des gebildeten Borsäureesters mit einem niedrigersiedenden Alkohol, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Gemisch aus Natrium-und bzw. oder Calciumborat mit einem im Bereich von 175 bis 375"C siedenden mehrwertigen Alkohol unter Zusatz von Ammoniumchlorid oder Natriumsulfat bis zur vollständigen Entwässerung verestert und das wasserfreie Gemisch mit einem gesättigten aliphatischen einwertigen Alkohol mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen unter Abdestillieren des gebildeten Borsäureesters umestert. -2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Boratsalz Borax, Colemanit, ein Gemisch von Calcium- und Natriumsalzen oder Ulexit ist. PATENT CLAIMS: 1. Process for the preparation of boric acid alkyl esters from salts of boric acid by esterification with a higher-boiling alcohol and transesterification of the boric acid ester formed with a lower boiling alcohol, characterized in that a mixture of sodium and / or calcium borate is used with a polyhydric alcohol boiling in the range from 175 to 375 "C with added Esterified by ammonium chloride or sodium sulfate until completely drained and the anhydrous mixture with a saturated aliphatic monohydric alcohol with 1 to 3 carbon atoms with distilling off the boric acid ester formed transesterified. -2. Method according to claim 1, characterized in that the borate salt Borax, colemanite, a mixture of calcium and sodium salts or ulexite. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der mehrwertige Alkohol ein zweiwertiger Alkohol, insbesondere Monoäthylenglykol, ist. 3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that the polyhydric alcohol is a dihydric alcohol, especially monoethylene glycol. 4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der gesättigte aliphatische einwertige Alkohol Methylalkohol ist. 4. The method according to claim 1 to 3, characterized in that the saturated aliphatic monohydric alcohol is methyl alcohol. In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschrift Nr. 2 088 935; Journal of the American Chemical Society, 75 (1953), S. 213; Journal of the Applied Chemistry, 4 (1954), S. 93 bis 96. References considered: U.S. Patent No. 2,088 935; Journal of the American Chemical Society, 75: 213 (1953); Journal of the Applied Chemistry, 4 (1954), pp. 93 to 96.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1768933A1 (en) * 1967-04-13 1972-04-20 Olin Mathieson Hydraulic fluids insensitive to water

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2088935A (en) * 1935-08-14 1937-08-03 Union Carbide & Carbon Corp Manufacture of alkyl borates

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