DE1260457B

DE1260457B - Verfahren zur Reinigung von rohem Phthalsaeureanhydrid

Info

Publication number: DE1260457B
Application number: DEC32811A
Authority: DE
Inventors: Herbert Furkert; Gerhard Keunecke; Hans Muehlenbein
Original assignee: Chemiebau Dr A Zieren GmbH and KG
Current assignee: Chemiebau Dr A Zieren GmbH and KG
Priority date: 1964-05-06
Filing date: 1964-05-06
Publication date: 1968-02-08

Description

Verfahren zur Reinigung von rohem Phthalsäureanhydrid Nach der katalytischen Oxydation von verdampftem Naphthalin oder o-Xylol erhält man durch indirekte Kühlung des Reaktionsgases ein unreines Phthalsäureanhydrid als Kondensationsprodukt. Dieses rohe Phthalsäureanhydrid enthält je nach dem Herstellungsverfahren neben anderen Substanzen wechselnde Mengen Maleinsäureanhydrid und Benzoesäure. Wenn man das, rohe Phthalsäureanhydrid mit oder ohne thermische Vorbehandlung einer ein-oder zweistufigen Vakuumdestillation unterzieht, erreicht man zwar mit steigendem Vakuum eine verbesserte Abtrennung der Maleinsäure, aber zugleich eine schlechtereAbtrennung der Benzoesäure. Diese Erscheinung beruht darauf, daß die mittlere relative Flüchtigkeit der Benzoesäure im Gemisch mit Phthalsäureanhydrid bei Normaldruck..................... 2 15 Torr........................... 1, 2 und für Maleinsäureanhydrid im Gemisch mit Phthalsäureanhydrid bei Normaldruck................. 6,1 15 Torr......................... 9,8 beträgt. Aus diesen Zahlen ergibt sich, daß die für das Phthalsäureanhydrid an sich vorteilhafte Vakuumdestillation hinsichtlich der Benzoesäureabtrennung nachteilig ist. Für ein hochreines Produkt soll der Gehalt an Maleinsäureanhydrid unter 0,02"/o und der Gehalt an Benzoesäure unter 0,05 °/0 liegen.
Es ist bekannt, das rohe Phthalsäureanhydrid mehrere Stunden lang unter Atmosphärendruck in Gegenwart geringer Mengen Alkalien thermisch zu behandeln und dabei periodisch Fraktionen überzudestillieren, die reich an Benzoesäure sind. Die Nachteile dieses Verfahrens sind die erhebliche Zeitdauer für die thermische Vorbehandlung und die Verluste an Phthalsäureanhydrid durch die Vorlauffraktionen, die etwa 4% der gesamten Beschickung betragen.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren werden diese Nachteile behoben, und zwar dadurch, daß man zur Reinigung von rohem Phthalsäureanhydrid aus der katalytischen Oxydation von Naphthalin oder o-Xylol in der Dampfphase durch Destillation bei vermindertem Druck unter Zusatz von Alkalien nach dem Abdestillieren eines Vorlaufs bei 15 bis 500 Torr dem verbleibenden Roh-Phthalsäureanhydrid Alkali-oder Erdalkalihydroxide,-oxide,-karbonate oder -phthalate in einer Menge, die mindestens dem Benzoesäuregehalt stöchiometrisch entspricht, zusetzt und dann erneut bei 15 bis 500 Torr destilliert.
Durch den Zusatz der Alkali-und Erdalkaliverbindungen wird die hohe Flüchtigkeit der Benzoesäure stark herabgesetzt, wodurch sich der Vorteil ergibt, daß man bei niedriger Temperatur unter Vakuum destillieren kann und trotzdem ein Phthalsäureanhydrid mit sehr geringem Benzoesäuregehalt als Destillationsprodukt erhält. Durch den Basenzusatz werden außerdem das in dem rohen Phthalsäureanhydrid aus der Naphthalinoxydation enthaltene Naphthochinon und Anthrachinon weitgehend zerstört. Die im wesentlichen aus Maleinsäureanhydrid bestehende Vorlaufmenge ist erheblich kleiner, und auch das Rücklaufverhältnis ist geringer als bei bekannten Verfahren.
Schließlich bietet die Destillation bei 15 bis 30 Torr den Vorteil, daß man die Destillationsblase mit Abdampf beheizen kann, der in der Phthalsäureanhydrid-Anlage erzeugt wird.
Vorzugsweise setzt man die Alkali-oder Erdalkaliverbindungen bis zur doppelten stöchiometrischen Menge, bezogen auf den Benzoesäuregehalt, ein. Mehr als die doppelte der Benzoesäure äquivalente Menge anzuwenden, bringt keinen Vorteil.
Nach der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung arbeitet man kontinuierlich. Man verwendet zwei Destillationskolonnen, wobei in der ersten Kolonne der leichter flüchtige Vorlauf von dem rohen Phthalsäureanhydrid abgetrennt und in der zweiten Kolonne das reine Phthalsäureanhydrid und der Rückstand abdestilliert wird. In beiden Stufen arbeitet man mit demselben Vakuum. Das die leichter flüchtigen Stoffe enthaltene Kopfprodukt der ersten Kolonne enthält etwa 40 bis 70°/0 Maleinsäureanhydrid.
Die Menge dieses Vorlaufs beträgt bei einem durch o-Xylol-Oxydation erzeugten rohen Phthalsäureanhydrid etwa 0,3 bis 0,6 Gewichtsprozent des eingesetzten Rohprodukts.
Beispiel Nach der Oxydation eines o-Xylol-Luft-Gemisches, das 40 g Xylol je Normalkubikmeter Luft enthält, erhält man durch Kondensation ein rohes Phthalsäureanhydrid, das 0,35% Maleinsäureanhydrid, 0,30°/0 Benzoesäure und 0,80°/o andere Verunreinigungen enthält. Es wird einer Vakuumdestillation bei einem Druck von 250 Torr unterworfen. Man arbeitet mit einem Rücklaufverhältnis von 5 und nimmt einen Vorlauf von nur etwa 0,66 Gewichtsprozent der eingesetzten Menge des rohen Phthalsäureanhydrids ab.
Der Vorlauf enthält fast das gesamte Maleinsäureanhydrid. Nach Abtrennung des Vorlaufs enthält das rohe Phthalsäureanhydrid noch 0,02 Gewichtsprozent Maleinsäureanhydrid und 0,20 Gewichtsprozent Benzoesäure. Man setzt dem Phthalsäureanhydrid jetzt 0,10 Gewichtsprozent Natriumhydrodroxid zu und destilliert mit einem Rücklaufverhältnis von 1 anschließend bei 30 Torr den Hauptlauf ab. Das so erhaltene reine Phthalsäureanhydrid enthält 0,02 Gewichtsprozent Maleinsäureanhydrid und 0,04 Gewichtsprozent Benzoesäure. Der Destillationsrückstand beträgt nur 1,1 Gewichtsprozent des eingesetzten rohen Phthalsäureanhydrids. Er enthält etwa 70 °j0 Phthalsäureanhydrid, Natriumbenzoat, Koblenstoff und höhersiedende Verunreinigungen, die zum Teil schon in dem rohen Phthalsäureanhydrid vorhanden waren, zum Teil sich erst nachträglich gebildet haben.
Das reine Phthalsäureanhydrid hat einen Erstarrungspunkt von 130,95°C. Nach 90minütigem Erhitzen auf 250° C hat das geschmolzene Phthalsäureanhydrid eine Farbzahl nach APHA von 25.

Claims

Patentansprüche : 1. Verfahren zur Reinigung von rohem Phthalsäureanhydrid aus der katalytischen Oxydation von Naphthalin oder o-Xylol in der Dampfphase durch Destillation bei vermindertem Druck unter Zusatz von Alkalien, d a d u r c h g e k e n nzeichnet, daß man nach dem Abdestillieren eines Vorlaufs bei 15 bis 500 Torr dem verbleibenden Roh-Phthalsäureanhydrid Alkali-oder Erdalkalihydroxide, oxide,-karbonate oder-phthalate in einer Menge, die mindestens dem Benzoesäuregehalt stöchiometrisch entspricht, zusetzt und dann erneut bei 15 bis 500 Torr destilliert.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennkennzeichnet, daß man die Alkali-oder Erdalkaliverbindungen bis zur doppelten stöchiometrischen Menge, bezogen auf den Benzoesäuregehalt, einsetzt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man kontinuierlich arbeitet.

In Betracht gezogene Druckschriften : Deutsche Auslegeschrift Nr. 1005 054.