DE1181203B - Vorrichtung zur Reinigung von roher Sorbinsaeure durch Extraktion mit elektrolythaltigem Wasser - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. KL: C 07 c;

C07b

Deutsche Kl.: 12 ο - 21

Nummer: 1181203

Aktenzeichen: F 25502IV b /12 ο

Anmeldetag: 16. April 1958

Auslegetag: 12. November 1964

Die Herstellung von Sorbinsäure aus Crotonaldehyd und Keten über Zwischenprodukte führt zu einer Rohsäure, die noch gewisse Anteile an Verunreinigungen enthält. Diese teils hochmolekularen, teils niedermolekularen Nebenprodukte begleiten die Sorbinsäure teilweise sehr zäh durch die verschiedenartigsten Reinigungsverfahren. Das Umkristallisieren aus organischen Lösungsmitteln, wie aus Alkoholen, Ketonen, Kohlenwasserstoffen, führt zu einer Säure, die den hohen Reinheitsanforderungen nicht genügt.

Verfahren zur Reinigung von Sorbinsäure durch Destillation erfordern ein hohes Vakuum und bzw. oder die Mitverwendung von Schleppmitteln und somit einen erhöhten Aufwand an Vorrichtungen bzw. erhöhte Energiekosten, da zwangläufig die Verdampfungsenergie für das Schleppmittel verlorengeht.

Es ist bekannt, rohe Sorbinsäure, die in kleinen Mengen im Laboratorium aus Keten und Crotonaldehyd hergestellt wurde, durch Umlösen aus siedendem Wasser zu reinigen. Die heiße wäßrige Lö- ao sung wird zur Abtrennung öliger und teerartiger Tröpfchen filtriert. Aus der wäßrigen Lösung kristallisiert beim Erkalten die Sorbinsäure aus. Abgesehen davon, daß es bei diesem Verfahren nur mit erheblicher Sorgfalt gelingt, die teerigen Anteile zurückzuhalten, setzen sich die Filter sehr bald zu oder werden für einen Teil der öligen Verunreinigungen durchlässig. Im technischen Betrieb ist ein solches Reinigungsverfahren nicht anwendbar.

Es wurde nun gefunden, daß man eine Reinigung der rohen Sorbinsäure vornehmen kann, wenn man das Verfahren der Wasserextraktion in geeigneter Weise in einer besonderen Vorrichtung anwendet und an diese eine Kristallisation aus wasserhaltigen organischen Lösungsmitteln anschließt. Auch eine solche Sorbinsäure, die einen hohen Anteil an pechartigen Stoffen enthält, läßt sich nach dem Verfahren der Erfindung ohne nennenswerte Verluste reinigen.

Die Reinigung der Sorbinsäure wird in einer aus der Zeichnung erkennbaren Vorrichtung durchgeführt. Sie besteht aus einem Löse- und Extraktionsturm 1 mit der Rühreinrichtung 2, der Heizeinrichtung 3 und aus einer Füllkörpersäule 4, deren unterer Teil über den Abscheider 5 mit der unteren Austrittsöffnung des Löse- und Extraktionsturms 1 verbunden ist. Die Vorrichtung 6 dient zum Zuführen der rohen Sorbinsäure, der Stutzen 7 zum Anschluß eines Rückflußkühlers bekannter Art und das Rohr 8 der Zufuhr des auf den pH-Wert zwischen 0,5 und 7, vorzugsweise zwischen 2,5 und 3,5 eingestellten elektrolythaltigen Wassers als Extraktionsmittel. Durch das Überlaufrohr 9 läuft die Lösung ab in eine kontinu-Vorrichtung zur Reinigung von roher Sorbinsäure durch Extraktion mit elektrolythaltigem
Wasser

Anmelder:

Farbwerke Hoechst Aktiengesellschaft vormals

Meister Lucius & Brüning, Frankfurt/M.

Als Erfinder benannt:

Dr. Emmerich Päszthory, Frankfurt/M.-Höchst,

Dr. Otto Probst, Hofheim (Taunus)

ierlich arbeitende Kristalhsiervorrichtung bekannter Art. Durch das Rohr 10 bzw. 11 wird das Heizmittel, ζ. B. Dampf, ein- bzw. abgeleitet. An den Stutzen 12 kann eine Ablaß- oder Abzugseinrichtung zum Ableiten der Verunreinigungen angeschlossen werden.

Die beschriebene Vorrichtung kann außer zur Extraktion der rohen Sorbinsäure auch zu der sich anschließenden Umlösung der gereinigten Sorbinsäure aus wasserhaltigen organischen Lösungsmittehi benutzt werden. Man kann aber auch zur Umlösung eine zweite gleichartige Vomchtung verwenden, um die Extraktion mit Wasser und das sich anschließende Umlösen als kontinuierliche Arbeitsweise zu ermöglichen. In diesem Fall kam jeder der beiden Vorrichtungen eine Kris.taUisiervorrichtung bekannter Bauart und eine Entwässerungsvorrichtung, ζ. Β. eine kontinuierlich arbeitende Schleuder, nachgeschaltet werden.

Zur Durchführung der Extraktion der rohen Sorbinsäure mit Wasser wird die in der Zeichnung dargestellte Vorrichtung durch das Rohr 8 mit siedendem Wasser gefüllt, das z. B. mit Schwefelsäure auf den erforderlichen pH-Wert angesäuert worden ist. Nach dem Einschalten des am Stutzen 7 angeschlossenen Rückflußkühlers und der Rühreinrichtung 2 ist die Vorrichtung betriebsbereit.

Dann wird durch die Einrichtung 6, z. B. eine Schnecke, kontinuierlich zweckmäßig pulverförmige rohe Sorbinsäure in den Turm 1 eingeführt, und durch das Rohr 8 fließt fortlaufend heißes, auf den erforderlichen pH-Wert angesäuertes Wasser. Die Wassermenge und die Sorbinsäuremenge werden der Löslichkeit der Sorbinsäure im Wasser entsprechend

-.:· . .' . ; . ;·. ■■!.;. 409 727/460

aufeinander eingestellt. Es wird zweckmäßig ein geringer Wasserüberschuß von z. B. 10 bis 30 % zugeführt. Die Heizeinrichtung 3 hält die Temperatur des angesäuerten Wassers nahe unter dessen Siedepunkt. Durch die Rühreinrichtung 2 wird das angesäuerte Wasser in Bewegung gehalten und dadurch die zugeführte rohe Sorbinsäure verteilt, die sich in dem heißen angesäuerten Wasser löst, wodurch sich die pechähnlichen Verunreinigungen zusammenlagern und als ölige Tröpfchen zum weiträumigen Abscheider 5 sinken. Die wäßrige Sorbinsäurelösung steigt mit geringer Geschwindigkeit durch die Füllkörperschicht der Säule 4 und fließt durch das Uber-Iaufrohr9 ab. In der Füllkörperschicht vereinigen sich die restlichen etwa mitgeführten feinsten Tropfchen zu größeren Tropfen, die in den Abscheider 5 zurücksinken. Vom Überlaufrohr 9 strömt die wäßrige Sorbinsäurelösung in eine Kristallisiervorrichtung bekannter Bauart. Die Sorbinsäurekristalle werden auf mechanischem Wege, z. B. in einer kontinu- ao ierlich arbeitenden Schleuder abgetrennt. Die Mutterlauge kann wieder durch das Rohr 8 in den Turm 1 zurückgeführt werden.

Die feste, von den pechähnlichen Verunreinigungen befreite Sorbinsäure kann in eine zweite Vorrichtung der beschriebenen Bauart eingeführt werden und darin in wäßrigen organischen Lösungsmitteln gelöst werden. An Stelle des heißen angesäuerten Wassers fließt dazu durch das Rohr 8 das heiße, z. B. siedende organische Lösungsmittel im Gemisch mit Wasser ein. Nach der anschließenden Kühlung der Lösung wird in einer Schleuder eine kristalline Sorbinsäure gewonnen, die nach dem Trocknen sehr rein ist.

Zweckmäßig sorgt man dafür, daß die Menge der löslichen Verunreinigungen in dem Gemisch aus Sorbinsäure, Lösungsmittel und Wasser nicht so hoch ansteigt, daß diese Verunreinigungen mit der sich abscheidenden Sorbinsäure wieder ausgeschieden werden. Dies kann man beispielsweise dadurch erreichen, indem man einen Teil des im Kreislauf geführten Wassers oder Lösungsmittels abzweigt oder aufarbeitet.

Beispiel 1

45

Eine gelbbraungefärbte rohe Sorbinsäure, die neben 12«/» pechähnlicher Verunreinigungen unerwünschte, Farbe und Geruch beeinträchtigende Beimengungen enthält, wird kontinuierlich dem beschriebenen Turm 1 in einer Menge von 2,9 kg je Stunde zügeführt. Der Vorrichtung fließen gleichzeitig 751 bis nahe an den Siedepunkt erhitztes Wasser je Stunde zu, das durch einen Zusatz von Schwefelsäure auf den pH-Wert von 2,5 bis 3,5 angesäuert worden ist und das außerdem 1 bis 3 °/o Natriumsulfat enthält. Die aus der Füllkörperkolonne 4 durch das Rohr austretende nahezu farblose Lösung der Sorbinsäure wird abgekühlt. Die dadurch sich abscheidenden weißen Kristalle werden von der Mutterlauge abgetrennt und getrocknet. Man erhält eine Sorbinsäure, deren Titrationswert auf eine 99,0%ige Reinheit schließen läßt.

Diese Sorbinsäure wird nun in der gleichen oder in einer gleichartigen Vorrichtung der beschriebenen Art umgelöst. Als Lösungsmittel wird Aceton mit 30 Gewichtsprozent Wasser benutzt. Die Sorbinsäure wird in einer solchen Menge zugeführt, daß die Lösung unterhalb der Sättigungsgrenze, die unter den herrschenden Bedingungen bei 250 g je Liter liegt, bleibt. Die Lösung, die die Füllkörpersäule 4 verläßt, wird abgekühlt, die abgeschiedenen Kristalle werden abgeschleudert und getrocknet, wodurch man eine färb- und geruchfreie 99,7- bis 99,9%ige Sorbinsäure in einer Ausbeute von 92 °/o, bezogen auf die eingesetzte rohe Sorbinsäure, erhält. Die Bestimmung der Sorbinsäure erfolgt durch jodometrische Titration der Doppelbindung.

Beispiel 2

Rohe Sorbinsäure mit 8 °/o pechähnlichen Verunreinigungen wird in einer Menge von 2,5 kg je Stunde dem Löse- und Extrahierturm 1 zugegeben und wie im Beispiel 1 mit der entsprechenden Menge heißen Wassers vom gleichen pH-Wert, das Natriumsulfat und Schwefelsäure enthält, behandelt.

Man erhält nach der Aufarbeitung eine 99,7°/oige Sorbinsäure, die nicht umgelöst werden muß.

Beispiel 3

Eine schwach gelbgefärbte rohe Sorbinsäure, die neben 1,0 Gewichtsprozent pechähnlicher Verunreinigungen unerwünschte, Farbe und Geruch beeinträchtigende Beimengungen enthält, wird kontinuierlich dem Turml in einer Menge von 4,0 kg je Stunde zugeführt. In den Turm 1 fließen gleichzeitig stündlich 1001 auf 97⁰C vorgewärmtes Wasser, das durch den Zusatz von Schwefelsäure auf den pH-Wert von 3,5 angesäuert worden ist und außerdem 6 Gewichtsprozent Magnesiumsulfat (mit 1 Mol Kristallwasser) enthält. Die aus der Füllkörperkolonne 4 austretende nahezu farblose Lösung der Sorbinsäure wird abgekühlt. Es werden weiße Kristalle erhalten, die von der Mutterlauge abgetrennt und getrocknet werden. Die gewonnene Sorbinsäure, deren Titrationswert auf eine 99,99%ige Reinheit schließen läßt, muß nicht umgelöst werden.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Vorrichtung zur Reinigung von roher Sorbinsäure durch Extraktion mit elektrolythaltigem Wasser, das auf einen pH-Wert von 0,5 bis 7,0, besonders 2,5 bis 3,5 eingestellt wurde, bei erhöhter Temperatur und Auskristallisieren der Sorbinsäure aus dem elektrolythaltigen Wasser, gekennzeichnet durch den Löse- und Extraktionsturm (1) mit der Rühreinrichtung (2) sowie der Zufuhrvorrichtung (6) für die rohe Sorbinsäure und dem Zufuhrrohr (8) für das elektrolythaltige Wasser und die Füllkörpersäule (4), deren unteres Ende über den Abscheider (5) mit dem Unterteil des Turmes (1) verbunden ist.

   In Betracht gezogene Druckschriften: Belgische Patentschriften Nr. 558 202, 558 730.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   409 727/460 11.64 © Bundesdruckerei Berlin