DE1265757B - Stabilisieren von AEthanolaminen gegen Verfaerbung - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

C 07c

Deutsche KL: 12 q-32/01

Nummer: 1 265 757

Aktenzeichen: A 45921IV b/12 q

Anmeldetag: 30. April 1964

Auslegetag: 11. April 1968

Die_# vorliegende Erfindung betrifft die Stabilisierung von Äthanolaminen gegen Verfärbung bei Kontakt mit einem eisenhaltigen Metall.

Äthanolamine sind bekannte Verbindungen, die für verschiedenste Anwendungen brauchbar sind. Mono-, Di- und Triäthanolamine können durch Umsetzung von Äthylenoxyd mit wäßrigem Ammoniak hergestellt werden. Sie werden normalerweise auf diesem Weg und anderen bekannten Wegen in hohem Reinheitsgrad mit nur geringer oder keiner Färbung hergestellt und eignen sich zur sofortigen Verwendung zur Herstellung von ungefärbten Salzen, Seifen und Shampoos. Bei dem Transport oder der Lagerung über längere Zeitspannen in üblichen eisenhaltigen Behältern, wie beispielsweise Stahlkanistern und Tanks, färben sie sich jedoch leicht. Bei gewissen Anwendungen, bei denen stark gefärbte Produkte nicht zulässig sind, beispielsweise in Seifen und Shampoos, stellt dies ein ernstes Problem dar, das die Verwendbarkeit der Äthanolamine beschränkt. Unter einem eisenhaltigen Behälter ist ein Behälter gemeint, in welchem zumindest die innere, sich in Kontakt mit dem Äthanolamin befindliche Oberfläche aus Eisen oder einer Eisenlegierung besteht.

Erfindungsgemäß wird zu den Äthanolaminen ein Alkaliborhydrid zugegeben.

Werden die erhaltenen Zusammensetzungen in eisenhaltigen Behältern gelagert, so ist ihre Tendenz zur Farbentwicklung selbst bei langer Lagerung über viele Monate stark herabgesetzt oder völlig ausgeschaltet. Außerdem tritt nur eine geringe oder keine Farbvertiefung von Seifen, Salzen oder anderen Produkten, die aus den Äthanolaminen hergestellt sind, auf. Der Grund hierfür ist zwar nicht vollständig geklärt, doch kann vermutet werden, daß das Borhydrid entweder den Abbau in der Äthanolaminflüssigkeit selbst inhibiert oder die Oberfläche des eisenhaltigen Behälters passiviert. Es scheint, daß der Effekt nicht direkt einer chemischen Reduktion zugeschrieben werden kann, da die Zugabe von Natriumhydrid, Lithiumaluminiumhydrid oder Calciumhydrid (Materialien mit stärkerem und schwächerem Reduktionsvermögen als Alkaliborhydride) zu Diäthanolamin und Triethanolamin wirkungslos ist.

Zu verwendbaren Alkaliborhydriden gehören Natrium- und Kaliumborhydrid, wobei Natriumborhydrid wegen seiner leichten Zugänglichkeit bevorzugt ist.

Das Borhydrid kann zu dem Äthanolamin zugegeben werden, während sich dieses in dem eisenhaltigen Behälter befindet, oder bevor es in diesen eingeführt wird, und das System kann gegebenenfalls entweder Stabilisieren von Äthanolaminen gegen
Verfärbung

Anmelder:

Allied Chemical Corporation,

New York, N.Y. (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Chem. Dr. rer. nat. I. Ruch, Patentanwalt,
8000 München 5, Reichenbachstr. 51

Als Erfinder benannt:

William Percy Moore, Chester, Va. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 3. Mai 1963 (277 719) -

während oder kurz nach der Zugabe schwach bewegt

as werden, um ein gründliches Mischen der Komponenten zu erzielen. Das Borhydrid kann in Form eines trockenen Pulvers oder in Form von trockenen Körnern, als wäßrige Lösung oder als wäßrige alkalische Lösung verwendet werden. Wird es in fester Form, d. h. als trockenes Pulver oder in gekörnter Form, verwendet, so dauert es etwas länger, bis es durch das ganze Äthanolamin verteilt wird, als im Fall einer wäßrigen Lösung, so daß es vorzugsweise in Form einer solchen Lösung verwendet wird, die durch Auflösen des festen Borhydrids in Wasser in einer solchen Menge, daß eine Konzentration an Borhydrid in Wasser von etwa 20 bis 25 Gewichtsprozent erhalten wird, hergestellt wird.
Die zur wirksamen Stabilisierung des Äthanolamins erforderliche Menge Borhydrid schwankt und hängt von der Reinheit _des Äthanolamins ab. Bei einem technisch reinen Äthanolamin werden zufriedenstellende Ergebnisse im allgemeinen durch Verwendung von etwa 0,001 bis 0,05 Gewichtsprozent Borhydrid und vorzugsweise von etwa 0,005 bis 0,01 % erzielt. Es ist keine besondere Temperaturkontrolle des Äthanolamins für die Zugabe des Borhydrids erforderlich. Aus Gründen der Bequemlichkeit und Leichtigkeit des Mischens nimmt man die Zugabe und das Mischen vorzugsweise vor, während sich das Äthanolamin bei einer so hohen Temperatur, daß es verhältnismäßig flüssig ist, gewöhnlich bei 30 C oder darüber,

809 538/529

befindet. Da Äthanolamin, das sich im Kontakt mit Stahlkanistern bei und über etwa 70° C befindet, etwas zu Verfärbung neigt, selbst wenn es das Borhydrid in den obigen Mengenanteilen enthält, ist es zweckmäßig, Mischtemperaturen über etwa 70° C zu vermeiden. Ein leichtes, wirksames und schnelles Mischen wird bei Temperaturen von etwa 35 bis 50°C erzielt. Nach der Zugabe des Borhydrids ist das Äthanolamin zum Transport oder für längere Lagerung in eisenhaltigen Behältern geeignet.

Die Farbe der inhibierten Äthanolamine vor und nach Lagerung kann nach dem sogenannten »Zitronensäure-Test« bestimmt werden. Dieser Test wird in der Industrie in weitem Maß angewendet und durch Messung der Farbbildung in den Äthanolaminen bei längerem Erhitzen unter sauren Bedingungen in APHA-Nummern durchgeführt. Bei dem Verfahren werden normalerweise etwa 50 ml destilliertes Wasser mit einem Gehalt von etwa 6 g Zitronensäure zu etwa 30 g der Äthanolaminprobe in einen 150-ml-Rund- so kolben, der mit einem Rückflußkühler ausgestattet ist, zugegeben. Der Kolben wird anschließend erhitzt, und der Inhalt wird etwa eine halbe Stunde gelinde zum Rückfluß erhitzt. Die Lösung wird dann auf nahe Zimmertemperatur abgekühlt und in einen Hellige-Aqua-Tester für Farbmessung in APHA-Nummern eingebracht. Die APHA-Nummer wird durch Vergleich der Farbe der Flüssigkeit in dem Testzylinder mit der Farbe von genormten Farbscheiben bestimmt. Die APHA-Nummer der Flüssigkeit in dem Testzylinder ist hierbei diejenige der Normscheibe, mit der sie übereinstimmt. Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung.

B e i s ρ i e 1 1

227 kg Diäthanolamin wurden jeweils in drei 210-1-Kanister aus Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt bei 45 ⁰C und Atmosphärendruck eingebracht. Aus jedem Kanister wurden nach der Beschickung Proben entnommen, und die APHA-Nummern und Zitronensäurefarben wurden bestimmt. Die Kanister wurden numeriert und wie folgt behandelt.

Der Kanister 1 wurde verschlossen und gelagert. Zu dem Kanister 2 wurden 11,3 g NaBH₄, gelöst in 89,7 g destilliertem Wasser, zugegeben, das Gemisch wurde 15 Minuten bei 45°C in Bewegung gehalten und der, Kanister wurde dann verschlossen und gelagert. Zu dem Kanister 3 wurden 22,7 g NaBH₄, gelöst in 87,3 g destilliertem Wasser, zugesetzt, und der Kanister wurde 14 Minuten bei 45⁰C bewegt, verschlossen und gelagert. Die Kanister wurden zusammen bei 26 bis 38°C gelagert, wobei sich die Kanister ständig bei der gleichen Temperatur innerhalb 1°C befanden.

Aus den Kanistern wurden nach 0, 1, 2, 5 und 9 Monaten Proben entnommen. Die nachfolgende Tabelle zeigt die erhaltenen Versuchsergebnisse bezüglich Farbe (in APHA-Nummern) (A) vor dem Erhitzen mit Zitronensäure und (B) nach dem Erhitzen mit Zitronensäure.

	1	0 5	0,00 1 j 2 5 10	5 15	9	0 5	Kanister Nr. 2	0,005 2	5 10	9 10	0 5	1 5	3	5 5	9 5
Anfängl. NaBH4, Konz. Gewichtsprozent ... Lagerungsdauer, Monate Farbe (A)	10	I 15 ; 20	30	45	10	1	10	15	20	10	10	0,010 2 5	10	10
Farbe (B)		10				10

Beispiel 2

Drei 210-1-Kanister aus Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt wurden mit verschiedenen Mengen technischem (987OiSeHi) Triäthanolamin beschickt. Der Kanister 1 wurde mit 227 kg bei 45° C gefüllt, verschlossen und gelagert. In den Kanister 2, der 136 kg Triäthanolamin enthielt, wurden 13,6 g frisch in 45,6 g Wasser gelöstes NaBH₄ zugegeben, und der Kanister wurde 15 Minuten bei 40°C bewegt, verschlossen und gelagert. In den Kanister 3, der 227 kg Triäthanolamin enthielt, wurden 45,5 g NaBH₄, gelöst in 151,6 g Wasser, zugegeben und der Kanister wurde bei 50°C 15 Minuten bewegt, verschlossen und zusammen mit den Kanistern 1 und 2 gelagert. Die Lagertemperatur betrug 26 bis 38° C.

Vor und während der Lagerung wurden Proben zur Bestimmung entnommen. Die nachfolgende Tabelle zeigt die erhaltenen Farbdaten:

Kanister Nr.
2

Anfängl. NaBH₄,

Konz. Gewichtsprozent
Lagerungsdauer, Monate .

Farbe (A)

Farbe (B)

45 160

0,000	50	3	9	0,25	0,01	3	9
0,25! 1	180	60	70	15+	1	20	25
45		200	260	80	20	90	100
160			90

0,02

0,251

20 :

50 !

20 50

20 50

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Stabilisieren von Äthanolaminen gegen Verfärbung bei Kontakt mit einem eisenhaltigen Metall, dadurch gekennzeichnet, daß man zu dem Äthanolamin ein Alkaliborhydrid, insbesondere Natrium- oder Kaliumborhydrid, zusetzt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man 0,001 bis 0,05 ⁰I₀, vorzugsweise 0,005 bis 0,01 °/„ des Borhydride zu dem Äthanolamin zugibt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man das Borhydrid mit dem Äthanolamin bei einer Temperatur von 30 bis 70⁰C mischt.

809 538/529 4.68 © Bundesdruckerei Berlin