DE1129160B - Verfahren zur Trennung von AEthylendiamin und Wasser - Google Patents

Verfahren zur Trennung von AEthylendiamin und Wasser

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DE1129160B
DE1129160B DEB53478A DEB0053478A DE1129160B DE 1129160 B DE1129160 B DE 1129160B DE B53478 A DEB53478 A DE B53478A DE B0053478 A DEB0053478 A DE B0053478A DE 1129160 B DE1129160 B DE 1129160B
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ethylenediamine
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Dr Herwig Hoffmann
Dr Hans Joachim Waldmann
Dr Walter Simon
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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Description

DEUTSCHES
PATENTAMT
B53478IVb/12q
ANMELDETAG: 4. JUNI 1959
BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UNDAUSGABE DER AUSLEGESCHRIFT: 10. MAI 1962
Äthylendiamin und Wasser bilden ein bei 118,5° C/ 760 Torr siedendes Azeotrop mit 15,25 Gewichtsprozent Wasser und sind daher durch einfache Destillation nicht zu trennen. Nach dem Verfahren der deutschen Auslegeschrift 1023 466 läßt sich Äthylendiamin entwässern, wenn man die wasserhaltigen Dämpfe mit wenigstens 65%iger Alkalilauge behandelt. Nach einer bevorzugten Ausführungsform destilliert man den wasserhaltigen Ausgangsstoif über eine Siebbodenkolonne, in deren oberem Teil sich stückiges Alkalihydroxyd, z. B. Natriumhydroxyd, befindet. Dieses bindet den Wasserdampfund geht dabei selbst in eine hochprozentige Natronlauge über, die den aufsteigenden Dämpfen entgegen fließt und diese schon weitgehend entwässert. Die Natronlauge, die unten aus der Kolonne entnommen wird, ist 58- bis 62%ig und kann wieder konzentriert werden. Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß alle Teile der Apparatur, die mit der abfließenden konzentrierten Natronlauge in Berührung kommen, auf etwa 65° C geheizt werden müssen, damit kein Natriumhydroxyd auskristallisiert. Außerdem sammeln sich in der Natronlauge nach und nach die Destillationsrückstände an, die in wirtschaftlicher Weise kaum zu entfernen sind, so daß die Natronlauge schließlich verworfen werden muß. Darüber hinaus ist auch das Nachfüllen von stückigem Alkalihydroxyd in die Kolonne umständlich und gefährlich.
Es wurde nun gefunden, daß sich Äthylendiamin und Wasser durch extraktive Destillation unter Zusatz eines Hilfsstoffes in vorteilhafter Weise trennen lassen, wenn man einen Zusatzstoff aus der Gruppe der aliphatischen Diole und der aliphatischen Aminoalkohole verwendet, der in dem zu trennenden Gemisch zumindest bei dessen Siedetemperatur löslich ist, dessen Siedepunkt oberhalb des Siedepunktes des Äthylendiamins hegt, zweckmäßig um mindestens 20° C, und der mit Wasser und bzw. oder mit Äthylendiamin kein Azeotrop bildet.
Nach dem Verfahren läßt sich das azeotrope Gemisch aus Äthylendiamin und Wasser vorteilhaft entwässern. Es ist selbstverständlich auch möglich, aus wasserärmeren oder wasserreicheren Produkten wasserfreies oder nur geringe Mengen an Wasser enthaltendes Äthylendiamin herzustellen. Die geeigneten Zusatzstoffe sind aliphatische zweiwertige Alkohole und aliphatische Aminoalkohole, insbesondere Monoaminoalkanole und Dialkanolamine.
Geeignete Zusatzstoffe sind beispielsweise Äthylenglykol, Propandiol-(1,2), Propandiol-(1,3), 2-Methylpropandiol-(l,2), Butandiol-(1,2), Butandiol-(1,3), Verfahren zur Trennung von Äthylendiamin und Wasser
Anmelder:
Badische Anilin- & Soda-Fabrik Aktiengesellschaft, Ludwigshafen/Rhein
Dr. Herwig Hoffmann, Dr. Hans Joachim Waldmann,
Ludwigshafen/Rhein,
und Dr. Walter Simon, Neckargemünd, sind als Erfinder genannt worden
Butandiol-(1,4), Butandiol-(2,3), Pentandiol-(1,5), Hexandiol-(1,3), Hexandiol-(1,6), Äthanolamin, Isopropanolamin, 3-Aminopropanol-(l), 1-Aminobutanol-(2), N-Methyläthanolamin, N-Äthyläthanolamin, Diäthanolamin, Di-isopropanolamin, N-Methyldiäthanolamin und N-Äthyldiäthanolamin.
Die Eignung der genannten Verbindungen als Zusatzstoffe ergibt sich aus ihrem Siedepunkt und aus einer einfachen Blasendestillation. Wenn man nämlich ein azeotropes Gemisch aus Äthylendiamin und Wasser mit einem der genannten Zusatzstoffe vermischt und das Gemisch destilliert, geht zunächst das Wasser über und dann das Äthylendiamin. Zur Feststellung der günstigsten Bedingungen einer Trennung sind kontinuierliche Kolonnenversuche und Gleichgewichtsbestimmungen empfehlenswert.
Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich diskontinuierlich und kontinuierlich durchführen. Im ersteren Falle versetzt man das zu zerlegende Gemisch mit dem Zusatzstoff in einer Menge, die von der Art des Zusatzstoffes und davon abhängt, wie weitgehend das Äthylendiamin entwässert werden soll. Im allgemeinen wird die 1- bis 5fache Gewichtsmenge verwendet. Man destilliert über eine wirksame Kolonne unter gutem Rückfluß zunächst das Wasser und dann das Äthylendiamin ab. Das erforderliche Trennvermögen der Kolonne hängt von dem Grade der Herabminderung der Aktivität des Äthylendiamins, d. h. also von der Art des Zusatzstoffes sowie vom Unterschied der Siedepunkte des Äthylendiamins und des Zusatzstoffes ab. Im allgemeinen verwendet man Kolonnen mit 10 bis 50 theoretischen
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Böden. Eine Abtrennung des Äthylendiamins von dem Zusatzstoff unter vermindertem Druck ist namentlich dann empfehlenswert, wenn der Zusatzstoff erheblich höher siedet als das Äthylendiamm. Man kann dann beispielsweise bei 100 Torr arbeiten. Auch ist es nicht erforderlich, die letzten Reste an Äthylendiamin aus dem Zusatzstoff auszutreiben, wenn dieser zu einer neuen Trennung verwendet werden soll. In diesem Fall kann Äthylendiamin in Mengen bis zu mehreren Gewichtsprozenten im Zusatzstoff verbleiben.
Die kontinuierliche Trennung von Äthylendiamin und Wasser ist besonders empfehlenswert, wenn ein weitgehend wasserfreies Produkt gewünscht wird. Man führt dabei das Gemisch von Äthylendiamin und Wasser in den unteren Teil einer Kolonne ein, die von oben mit dem Zusatzstoff beschickt wird. Die Menge des Zusatzstoffes ist von Fall zu Fall unterschiedlich. So muß z, B. Glykol bei der Entwässerung von 75%igem Äthylendiamin in der ao Kolonne mindestens in einer Konzentration von 5 Molprozent vorhanden sein, um eine wirksame Trennung von Äthylendiamin und Wasser zu gewährleisten. Man benötigt jedoch einen geringeren apparativen Aufwand und kommt mit einem günstigeren Rücklaufverhältnis aus, wenn man eine Äthylenglykolkonzentration von etwa 10 bis 50 Molprozent in der Kolonne aufrechterhält.
Das Wasser geht über Kopf, und das wasserfreie oder wasserarme Gemisch von Äthylendiamin und Zusatzstoff wird am Fuß der Kolonne abgezogen. In einer zweiten Kolonne nimmt man dann die Abtrennung des Äthylendiamins vom Zusatzstoff und gegebenenfalls vom restlichen Wasser vor. Der Kolonne bei einem Rücklaufverhältnis von 1 : 5 rektifiziert. Man erhält folgende Fraktionen:
1. Kp.76o 100 bis 1010C, 80 g,
0,3"% Äthylendiamin enthaltend
2. Kp.76o 101 bis 117° C, 20 g,
47,0% Äthylendiamin enthaltend
3. Kp.76O 117° C, 360 g,
97,0% Äthylendiamin enthaltend
4. Kp.760 117 bis 119° C, 30 g,
85,0% Äthylendiamin enthaltend
Die 1. Fraktion ist praktisch reines Wasser, die 3. Fraktion praktisch reines Äthylendiamin, die 2. und 4. Fraktion werden einem neuen Ansatz zugefügt.
Beispiel 2
500 g 80%iges Äthylendiamin und 3000 g Äthylenglykol werden, wie im Beispiel 1 beschrieben, rektifiziert. Man erhält folgende Fraktionen:
1. Kp.76O 100 bis 1020C, 83 g,
0,5% Äthylendiamin enthaltend 102 bis 117° C, 15 g,
36,3% Äthylendiamin enthaltend
117° C, 351g,
97,7% Äthylendiamin enthaltend 117 bis 1200C, 25g,
95,4% Äthylendiamin enthaltend
5. Kp.76O 120 bis 187° C, 22 g,
87,4% Äthylendiamm enthaltend
Der Rückstand enthält noch 0,5% Äthylendiamin.
Beispiel 3
Eine Mischung von 500 g 80%igem Äthylendiamin
2. Kp,
•760
3. Kp.76O
4. Kp..
•760
3. Kp.76o
Zusatzstoff wird in die erste Kolonne zurückgeführt 35 und 3000 g Propylenglykol wird, wie im Beispiel 1 und nur von Zeit zu Zeit durch eine Destillation von " ' ' - - - - - - - - —
den angereicherten schwerer flüchtigen Verunreinigungen befreit.
Es ist an sich bekannt, daß sich azeotrope Gemische durch extraktive Destillation unter Zusatz eines Hilfsstoffes trennen lassen. Mit den Zusatzstoffen, die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden, erzielt man jedoch eine zusätzliche, nicht vorhersehbare Wirkung, nämlich die Abtrennung von Verunreinigungen, die dem Äthylendiamin sonst hartnäckig folgen. Für die Verwendung auf dem pharmazeutischen Gebiet muß Äthylendiamin so rein sein, daß seine Salze mit schwachen organischen Säuren praktisch geruchfrei sind. Im Äthylendiamin, wie man es beispielsweise aus Glykolsäurenitril und Ammoniak unter hydrierenden Bedingungen erhält, finden sich jedoch Verunreinigungen, die entweder nichtbasischen Charakter besitzen oder aber so schwache Basen sind, daß sie keine beständigen beschrieben, rektifiziert. Man erhält folgende Fraktionen:
1. Kp.76O 100 bis 102°C, 82 g,
0,3% Äthylendiamin enthaltend
2. Kp.76O 102 bis 117° C, 18 g,
16,4% Äthylendiamin enthaltend 117° C, 369 g,
98,8% Äthylendiamin enthaltend 117 bis 1200C, 20 g,
90,2% Äthylendiamin enthaltend 120 bis 180° C, 42 g,
25,0% Äthylendiamin enthaltend
Die Rückstände enthalten noch 0,2% Äthylendiamin.
Beispiel 4
4. Kp,
■760
5. Kp,
■760
Die kontinuierliche Trocknung von Äthylendiamin wird in einer Apparatur vorgenommen, die durch die Salze mit schwachen organischen Säuren, wie Essig- 55 Zeichnung schematisch wiedergegeben wird. In die
säure, bilden. Solche Produkte sind für dieHerstellung von Pharmazeutika ungeeignet. Bei Verwendung der erfindungsgemäßen Zusatzstoffe erhält man nun ein Äthylendiamin, das mit schwachen organischen Säuren, wie Essigsäure, geruchfreie Salze liefert und daher für die Verwendung auf dem pharmazeutischen Sektor hervorragend geeignet ist.
Beispiel 1
500 g 80%iges wäßriges Äthyldiamin und 2000 g N-Methyldiäthanolamin werden aus einem Kolben über eine 60 cm hohe, mit Drahtnetzringen gefüllte Entwässerungskolonne 1 (1200 mm hoch, 30 mm weit, mit Drahtnetzringen gefüllt) werden durch den Zulauf 2 (300 mm oberhalb des Kolonnenfußes) stündlich 100 g 75%iges Äthylendiamin und durch
^0 den Zulauf 3 (100 mm unterhalb des Kolonnenkopfes) 50 g Äthylenglykol als Zusatzstoff eingeführt. Man hält ein Rücklaufverhältnis von 1 : 4 ein und nimmt am Kolonnenkopf 4 stündlich 25 g äthylendiaminfreies Wasser ab. Aus dem Sumpf 5 der Ent-
e5 Wässerungskolonne werden stündlich 125 g eines Gemisches von Äthylendiamin und Glykol abgezogen und über eine Pumpe 6 dem unteren Drittel der Äthylendiaminkolonne 7 zugeführt. Die Äthylen-
diaminkolonne ist 600 mm lang, 30 mm weit und ebenfalls mit Drahtnetzringen gefüllt. Man stellt ein Rücklaufverhältnis von 1 : 3 ein und entnimmt am Kopf 8 der Äthylendiaminkolonne stündlich 74 g mindestens 99%iges Äthylendiamin. Aus dem Sumpf9 der Äthylendiaminkolonne werden stündlich 50 g Glykol, das weniger als 1 Gewichtsprozent Äthylendiamin enthält, entnommen und mittels der Pumpe 10 der Entwässerungskolonne als Zusatzstoif wieder zugeführt.
Beispiel 5
Man verfährt wie im Beispiel 4, benutzt jedoch als Zusatzstoff 60 g Propandiol-(1,2), die im Kreis geführt werden. Man erhält stündlich 74 g praktisch wasserfreies Äthylendiamin.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH:
    Verfahren zur Trennung von Äthylendiamin und Wasser durch extraktive Destillation unter Zusatz eines Hilfsstoffes, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Zusatzstoif aus der Gruppe der aliphatischen Diole und der aliphatischen Aminoalkohole verwendet, der in dem zu trennenden Gemisch zumindest bei dessen Siedetemperatur löslich ist, dessen Siedepunkt oberhalb des Siedepunktes des Äthylendiamins liegt, zweckmäßig um mindestens 20° C, und der mit Wasser und bzw. oder mit Äthylendiamin kein Azeotrop bildet.
    In Betracht gezogene Druckschriften:
    Kortüm, Theorie der Destillation und Extraktion von Flüssigkeiten (1952), S. 330 ff.
    Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
DEB53478A 1959-06-04 1959-06-04 Verfahren zur Trennung von AEthylendiamin und Wasser Pending DE1129160B (de)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2410330A1 (de) * 1973-03-07 1974-09-19 Modokemi Ab Verfahren zur herstellung von aethylendiamin mit niedrigem wassergehalt
DE2929841A1 (de) * 1979-06-14 1980-12-18 American Cyanamid Co Verfahren zur herstellung von n-alkylaethylendiaminen

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