DE1242597B

DE1242597B - Verfahren zur Abtrennung von Crotonalkohol aus einem Butanol/Crotonalkoholgemisch

Info

Publication number: DE1242597B
Application number: DEK54004A
Authority: DE
Inventors: Shiro Kudo; Seiichi Yada; Eiichi Fukasaku; Tatsuhito Seki; Kiyoshi Fukui
Original assignee: Kyowa Hakko Kogyo Co Ltd
Current assignee: KH Neochem Co Ltd
Priority date: 1964-03-14
Filing date: 1964-09-15
Publication date: 1967-06-22
Also published as: GB1083554A; US3331757A; BE653416A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

eutsches

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

C 07 c

Deutsche Kl.: 12 ο -19/03

Nummer: 1242597

Aktenzeichen: K 54004IV b/12 ο

Anmeldetag: 15. September 1964

Auslegetag: 22. Juni 1967

Crotonalkohol bildet zwei geometrische Isomere, den eis- und den trans-Typ. Die Siedepunkte dieser beiden Isomeren und #es Butanols sind in der folgenden Tabelle wiedergegeben.

Siedepunkt veschiedener Alkohole

cis-Crotonalkohol 123,6° C

trans-Crotonalkohol 121,2° C

Butanol 118⁰C

Die Tabelle zeigt, daß die Siedepunkte von cis- und trans-Crotonalkohol beide äußerst nahe an dem des Butanols liegen. Folglich ist es sehr schwierig, Crotonalkohol und Butanol aus ihren gegenseitigen Gemischen durch übliche Destillation zu trennen. Andererseits ist das Vorliegen einer geringen Menge von Butanol im Crotonalkohol unausbleiblich, wenn Crotonalkohol aus Crotonaldehyd durch katalytische Hydrierung oder durch Reduktion mit Lithiumaluminiumhydrid hergestellt wird. Außerdem liegt der nach diesen Methoden hergestellte Crotonalkohol vorwiegend in der trans-Form vor, und wie aus der obenerwähnten Tabelle hervorgeht, ist der trans-Crotonalkohol noch schwieriger von Butanol abzutrennen als die cis-Form.

Es ist daher ein Ziel der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung von sehr reinem Crotonalkohol aus einem Gemisch dieses Alkohols mit Butanol zu finden.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Abtrennung von Crotonalkohol aus einem Butanol-Crotonalkohol-Gemisch ist dadurch gekennzeichnet, daß man die Abtrennung durch extraktive Destillation mit Wasser als Extraktionsmittel durchführt, wobei die Wasserkonzentration mehr als 70 Molprozent, vorzugsweise etwa 90 Molprozent, beträgt.

Hierbei wird das Gemisch aus Crotonalkohol und Butanol in den mittleren Teil der Kolonne eingeführt, und die Wasserzufuhr erfolgt zu einem Boden, der oberhalb des Bodens angeordnet ist, dem das Gemisch zugeführt wird. Das verflüchtigte Butanol wird am Kopf der Kolonne abgenommen, und der vom Butanol befreite Crotonalkohol wird am Boden in Form einer wäßrigen Lösung abgezogen. Die oben angegebene Wasserkonzentration bezieht sich auf den inneren Flüssigkeitsrückfluß unter dem Wasserzuführungsboden.

Das Verständnis der theoretischen Gesichtspunkte der Erfindung wird durch die Diagramme erleichtert, welche das Verhältnis zwischen der Zusammensetzung und der relativen Flüchtigkeit zeigen:

Verfahren zur Abtrennung von Crotonalkohol
aus einem Butanol/Crotonalkoholgemisch

Anmelder:

Kyowa Hakko Kogyo Co., Ltd., Tokio

Vertreter:

Dr.-Ing. H. Ruschke und Dipl.-Ing. H. Agular,
Patentanwälte, München 27, Pienzenauer Str. 2

Als Erfinder benannt:

Shiro Kudo,

Seiichi Yada,

Eiichi Fukasaku,

Talsuhito Seki,

Kiyoshi Fukui, Sakai-shi (Japan)

Beanspruchte Priorität:

Japan vom 14. März 1964 (14061)

Fig. 1 ist ein Diagramm, welches den Einfluß der Wasserkonzentration in der flüssigen Phase auf die relative Flüchtigkeit von Butanol zu Crotonalkohol (cis-trans-Gemisch, die Konzentration der cis-Form beträgt etwa 13%) zeigt. Zur Vereinfachung wird im folgenden »die relative Flüchtigkeit von Butanol zu Crotonalkohol« einfach zu »die relative Flüchtigkeit« abgekürzt. Die beiden Kurven im Diagramm zeigen die relativen Flüchtigkeiten, unabhängig von der Wassermenge beim Grenzwert der Crotonalkoholkonzentration im Gemisch mit Butanol. In anderen Worten, diese Kurven zeigen die relativen Flüchtigkeiten bei Crotonalkoholkonzentrationen von 100 und 0 Molprozent im binären Gemisch aus Butanol und Crotonalkohol. Der schraffierte Bereich zwischen den beiden Kurven zeigt also die gesamten relativen Flüchtigkeiten, wenn die Konzentration des Wassers und die Konzentration des Crotonalkohols in einem Gemisch aus Crotonalkohol und Butanol verändert werden. Aus F i g. 1 ergibt sich, daß mit zunehmender Konzentration des Wassers die relative Flüchtigkeit zunimmt und die Trennung der beiden Kompo-

nenten einfacher wird. Der Grund dafür, daß die Flüchtigkeit des Butanols rascher ansteigt als die des Crotonalkohols, ist darauf zurückzuführen, daß die

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Claims

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Affinität von Wasser zu Butanol geringer ist als zu verwendet. Ein Gemisch aus 91,7 Gewichtsprozent

Crotonalkohol. Crotonalkohol und 8,3 Gewichtsprozent Butanol, das

F i g. 2 ist ein Diagramm, welches die Änderung vorher auf eine Temperatur von 90° C erhitzt worder relativen Flüchtigkeit auf Grund der geometri- den war, wurde durch eine mit dem vierzigsten sehen cis-trans-Isomeren wiedergibt. Die beiden 5 Boden vom Kopf der Kolonne verbundene Leitung Kurven dieses Diagramms wurden bei einer Croton- mit einer Geschwindigkeit von 6,8 kg/Std. eingeführt, alkoholkonzentration von 77 Molprozent im binären Wasser wurde durch eine mit dem zweiten Boden Gemisch aus Butanol und Crotonalkohol ermittelt. verbundene Leitung bei einer Geschwindigkeit von Das Diagramm zeigt, daß die relative Flüchtigkeit 65 kg/Std. eingeführt, nachdem es vorher auf eine geringer ist, wenn Crotonalkohol in dem Gemisch io Temperatur von 90° C erhitzt worden war. Das nur in der trans-Form vorliegt, als in dem Fall, da Rückflußverhältnis am Kopf der Kolonne betrug ein Gemisch aus eis- und trans-Form vorliegt. Daraus 26:1, wobei Wasser außer Betracht blieb. Die Begeht hervor, daß die relative Flüchtigkeit von trans- triebstemperaturen der Kolonne betrugen am Kopf Crotonalkohol geringer ist als die der cis-Form. 93° C bzw. am Boden 98° C. Am Kopf wurde ein

Die Durchführung der Erfindung wird unter Be- 15 wasserhaltiges Butanol mit einer Geschwindigkeit

zugnahme auf Fig. 3 näher erläutert, welche eine von 0,8 kg/Std. entnommen, und vom Boden

Destilliervorrichtung zur Durchführung des erfin- wurde wäßrige Crotonalkohollösung bei einer Ge-

dungsgemäßen Verfahrens schematisch wiedergibt. schwindigkeit von 71 kg/Std. abgezogen. Die analy-

Das Gemisch aus Crotonalkohol und Butanol wird tischen Daten des Kopf- und des Bodenproduktes

durch Leitung 1 auf einen geeigneten Boden der 20 (beim Standard, welcher Wasser außer Betracht läßt)

Kolonne 3 eingeführt (vgl. Fig. 3). Um die Wasser- waren folgende:

konzentration des inneren Flüssigkeitsrückflusses un- . Gewichts-

terhalb des Wasserzuführungsbodens auf einem ge- Kopfdestillat: Prozent

eigneten Wert zu halten, wird Wasser durch Leitung 2 Butanol 99,3

in die Kolonne eingeführt. Der Einlaß der Leitung 2 25 Crotonalkohol 0,7

befindet sich am Kopf oder an einem einige Stufen ,, ^ , , _,.. ...

unterhalb des Kopfes befindlichen Boden. Der Vom Boden abgezogene Flüssigkeit:

Dampf am Kopf der Destillierkolonne 3 besteht aus Crotonalkohol 99,8

Butanol und Wasser, er wird in einem Kühler 5 kon- Butanol 0,2

densiert und dann in einen Separator 6 eingeführt. 3°

Die im Separator abgetrennte obere Schicht, d. h. Während dieser Maßnahmen wurde die Wasser-

Butanol, welches Wasser in einer seiner Löslichkeit konzentration des inneren Flüssigkeitsrückflusses zwi-

entsprechenden Menge enthält, wird durch Leitung 8 sehen dem Boden der Wasserzuführung und dem

aus dem System abgezogen. Andererseits wird die Boden der Zuführung des Rohmaterials bei etwa

untere Schicht und der restliche Teil der oberen 35 95 Molprozent gehalten, während die Wasserkonzen-

Schicht in die Destillierkolonne 3 als Rücklauf durch tration des inneren Flüssigkeitsrückflusses unterhalb

Leitung 7 zurückgeführt. Die zum Betrieb der Destil- des Bodens der Rohmaterialzuführung bei etwa

lierkolonne 3 notwendige Wärme wird durch die 93 Molprozent gehalten wurde.

Heizvorrichtung 10 zugeführt. Von Butanol befreiter

Crotonalkohol wird vom Boden durch Leitung 9 zu- 40 Patentansprüche:

sammen mit einer großen Menge Wasser, das als

Trennmittel zugefügt wurde, abgezogen. 1. Verfahren zur Abtrennung von Croton-

Wenn die Bodenfiüssigkeit der Destillierkolonne, alkohol aus einem Butanol-Crotonalkohol-Ge-

die wäßrige Crotonalkohollösung, durch ein ge- misch, dadurch gekennzeichnet, daß

eignetes Verfahren getrocknet wird, erhält man als 45 man die Abtrennung durch extraktive Destil-

Produkt reinen Crotonalkohol. lation mit Wasser als Extraktionsmittel durch-

. führt, wobei die Wasserkonzentration mehr als

^{B e} * ^s P ¹ ^{e J} 70 Molprozent beträgt.

Zur Reinigung von Crotonalkohol wurde eine wie 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge-

in Fig. 3 beschriebene Destillierkolonne aus Kupfer 50 kennzeichnet, daß die Wasserkonzentration etwa

mit 70 Böden und einem Druckmesser von 30 cm 90 Molprozent beträgt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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