DE1768730B2 - Verfahren zur abtrennung des 2,6xylenols von begleitenden verunreinigungen - Google Patents

Description

Verfahren der vorliegenden Erfindung nicht nur in der angewandten Temperatur und in der Trennungsart — Ablassen der flüssigen Phase, die sich beim Schmelzen der Unreinigkeiten angesammelt hat —, sondern auch darin, daß beim erfindungsgemäßen Verfahren Mehrkomponentensysteme gereinigt werden können, und zwar auch solche Mehrkomponentensysteme, bei denen es zur Bildung der aus Verunreinigungen und dem gereinigten Stoff bestehenden Mischkristalle kommt.

Der Hauptvorteil des Verfahrens der Erfindung besteht darin, daß es sich um ein Raffinierverfahren handelt, welches auf rein physikalischen Grundlagen beruht und nur durch die Menge der in der Zeiteinheit zugeleiteten Wärme gesteuert wird.

Dieses Reinigungsverfahren des 2,6-Xylenols beseitigt völlig alle Nachteile des vorher erwähnten Kristallisationsverfahrens aus Lösungsmitteln, vor allem die Notwendigkeit einer Lösungsmittelrückgcwinnug, bei voller Erhaltung seiner hohen Wirksamkeit.

Beispiel 1

In einen Plattenkristallisator von 50 cm Länge, 0,6 cm Breite und 30 cm Höhe werden 1000 g rohes 2,6-Xylenol der Zusammensetzung 2,6-Xylenol 99,1 °/o, m+p-Kresol 0,75 % und o-Kresol 0,15 °/o eingesetzt. Dieser Kristallisator ist so konstruiert, daß eine gleichmäßige Verteilung der durch Umlauf von warmem Wasser in einem Heizmantel zugeleiteten Wärme durch den ganzen Inhalt des Kristallisators gesichert wird. Nach dem Erstarren der 2,6-Xylenolschmelze wird der Inhalt des Kristallisators 4 Stunden bei 42,5° C temperiert. In dieser Zeit werden aus dem Unterteil des Kristallisators 156 g flüssige Anteile abgezogen. (Zusammensetzung des flüssigen Anteils: m+p-Kresol 2,5%, o-Kresol 0,8¹Vu.) Nach dieser Zeit wird die Temperatur im Kristallisator binnen weiterer 4 Stunden auf 44,0° C erhöht, und weitere 164 g flüssige Anteile werden abgezogen. (Zusammensetzung: m+p-Kresol 1,8%, o-Kresol 0,15 %.) Bei nochmaliger Erhöhung der Temperatur im Kristallisator auf 45,0° C werden in einem 4-Stunden-Zeitraum weitere 130 g flüssige Anteile abgezogen, die 0,48% m + p-Kresol und 0,02% o-Kresol enthalten. Das raffinierte 2,6-Xylenol als Rückstand im Kristallisator (550 g) enthält rt'ir 0,008% m + p-Kresol und kein o-Kresol.

In die gleiche Einrichtung wie im Beispiel 1 trägt man 1000 g rohes 2,6-Xylenol ein. Dieses Rohprodukt enthält 1,1 % o-Kresol, 4,1 % m+p-Kresol und 0,2 °/o 2,4-Xylenol. Die Kristallmasse wird nach der Erstarrung auf eine Dauer von 4 Stunden auf die Temperatur 37,0° C temperiert und der flüssige Anteil aus dem Kristallisator abgezogen. Nach diesem Zeitintervall wird die Temperatur auf 50° C erhöht und das raffinierte 2,6-Xylenol in verflüssigter Form abgelassen. Der ganze Versuch wird nochmals mit der gleichen Menge des Ausgangsstoffes wiederholt, und die Fraktionen aus den beiden Versuchen werden vereinigt. Man erhält 770 g des flüssigen Anteils (A) (Zusammensetzung: 2,5 % o-Kresol, 9,2 % m+p-KresoI und 0,4 «/ο 2,4-Xylenoi) und 1230 g des raffinierten 2,6-Xylenols (B) (Prozentsatz der Beimischungen: 0,2 °/o o-Kresol, 0,9 % m+p-Kresol und 0,1% 2,4-Xylenol).

j)_ie Fraktion B (Raffinat) wird nochmals der fraktionierten Schmelze in einem 4stündigen Zeitraum bei einer Temperatur von 45° C unterzogen, und es bilden sich 632 g des flüssigen Anteils (C),

a₅ der 0,4 %> o-Kresol, 1,7 % m+p-Kresol und 0,2% 2,4-Xylenol enthäl*. Das raffinierte ^,6-Xylenol aus dieser Reinigungsstufe (D) in einer Menge von 598 g hat schon eine Reinheit von 99,992 °/o. Der flüssige Anteil (A) wird wiederum stufenweise bei einer Temperatur von 34,0° C geschmolzen, wobei sich 485 g des flüssigen Anteils (E) abtrennen. Dieser besteht aus 83,5 % 2,6-Xylenol, 12,4⁰O m + p-Kresol, 3,6% o-Kresol und 0,5% 2,4-Xylenol. Der kristallinische Anteil (F) aus dieser Trennung in einer Menge von

285 g 2,6-Xylenol weist folgenden Gehalt von Begleitstoffen auf: 0,8% o-Kresol, 3,8% m+p-Kresol und 0,2% 2,4-Xylenol. Die vereinigten Anteile C und F (917 g) mit einem durchschnittlichen Begleiisubstanzgeh alt von 0,5% o-Kresol, 2.3% m + p-Kresol und 0,15% 2,4-Xylenol werden zwecks weiterer Trennung nochmals bei 45° C geschmolzen, und die Ausbeute ergibt 452 g 2,6-Xylenol mit einem Reinheitsgrad von 99,993 % (G).

Im ganzen werden 1050 g hochreines Produkt (Anteile D und G) gewonr.jn.

Bei einer kontinuierlichen Arbeitsweise können die flüssigen Anteile zur weiteren Erhöhung der Ausbeute noch rationeller verarbeitet werden.

Claims (3)

1 O 2 Die Reinigung von 2,6-Xylenol durch Alkylierung Patentansprüche: zu 2,6-Dimethyl-4-tert butylphenol, das man aus dem Gemisch abdestillieren kann, und die Ent-

1. Verfahren zur Abtrennung des 2,6-Xylenols alkylierung des reinen Produktes zu 2,6-Xylenol von begleiten Verunreinigungen genetischer Her- 5 (niederländische Patentschrift 290 847) scheinen auch kunft, vorwiegend phenoüscher Natur, da- für den großtechnischen Betrieb ungeeignet zu sein, durch gekennzeichnet daß man das Durch dieses komplizierte Verfahren erhalt man ein rohe 2,6-Xylenol 1 bis 30 Stunden auf eine um Produkt von 95 % Reinheit, und zum Erzielen einer 0,02 bis 20° C unterhalb des gewünschten mit dem Kristallisationsverfahren vergleichbaren Schmelzpunkts des raffinierten Produktes liegende io Reinheit ist es nötig, eine Endraffination zu unter-Temperatur erwärmt und die Verunreinigungen nehmen.

in flüssiger Form abtrennt Die Erfindung vermeidet diese Nachteile.

2. Verfahren nach Anspruch 1. dadurch ge- Das Verfahren der Erfindung zur Abtrennung des kennzeichnet, daß man das 2,6-Xylenol 3 bis 2,6-Xylenols von begleitenden Verunreinigungen 15 Stunden auf eine 0,2 bis 10° C unterhalb des 15 genetischer Herkunft, vorwiegend phenolischer Natur, gewünschten Schmelzpunkts liegende Temperatur besteht darin, daß man das rohe 2,6-Xylenol 1 bis erwärmt. 30 Stunden auf eine um 0,02 bis 2O⁰C unterhalb

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch des gewünschten Schmelzpunkts des raffinierten gekennzeichnet, daß man die Reinigung in Produktes liegende Temperatur erwärmt und die mehreren Stufen durchführt. 20 Verunreinigungen in flüssiger Form abtrennt.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Er-

zeugung von 2,6-Xylenol hoher Reinheit wird die

Tatsache ausgenutzt, daß sich aus dem rohJn 2,6-Xylenol, das durch phenolische Stoffe ver-

Die Entwicklung chemischer Verfahren zur Her- 25 unreinigt ist, durch Erhitzung auf eine dem Schmek-

stellung von Ausgangsrohstoffen für Kunststoffe punkt nahe Temperatur ein flüssiger Teil abtrenn·.,

steht im Zusammenhang mit hohen Anforderungen in dem sich die Verunreinigungen konzentrieren, in

an die Reinheit der Ausgangsrohstoffe. Besonders dem festen kristallinen Bestandteil kommt nur das

die Monomeren werden praktisch chemisch rein ge- raffinierte 2,6-Xylenol vor.

fordert. Da zahlreiche Produkte mittels herkömm- 30 Das Verfahren der Erfindung nutzt mit Vorteil

licher Verfahren erzeugt und durch übliche Trenn- das physikalische Verhalten der beigemengten

verfahren isoliert werden, ist es bei steigenden Rein- Phenolisomeren aus. Diese Isomeren sind zwar durch

heitsbedürfnissen nötig, neue technische Reinigungs- Destillation und Rektifikation nicht abtrennbar,

verfahren auszuarbeiten. weisen aber im allgemeinen einen niedrigeren

2,6-Xylenol hat in letzter Zeit als Monomeres 35 Schmelzpunkt als reines 2,6-Xylenol auf. Beim Erzur Herstellung von Kunststoffen des Polyphenylen- starren des geschmolzenen rohen 2,6-Xylenols croxid-Typs Anwendung gefunden. Sämtliche Ver- starrt zuerst die Komponente mit dem höchsten fahren zur Gewinnung von 2,6-Xylenol, sei es die Schmelzpunkt, d. h. das reine 2,6-Xylenol. Die Vertraditionelle Isolation aus Teeren oder die synthe- unreinigungen mit niedrigerem Schmelzpunkt werden tischen Verfahren, mittels derer man 2,6-Xylenol er- 40 dann nach der Oberfläche der entstandenen Kristalle zeugt oder es als Nebenprodukt bei der Fabrikation stufenweise verdrängt. Nach vollständiger Erstarrung anderer Phenole, z. B. o-Kresol, gewinnt, stoßen der ganzen Kristallmasse sind die Verunreinigungen auf das Problem einer schwierigen Isolation des oberflächlich oder interkristallin durch adhäsive 2,6-Xylenols aus Gemischen mit anderen Phenolen, Kräfte (intermolekulare Kräfte) gebunden. Bei speziell mit Kresolen und 2,4-Xylenol. Diese Phenole 45 Wiedererwärmung der Kristallmasse auf eine dem begleiten immer in kleinen oder größeren Mengen Schmelzpunkt nahe Temperatur wird die Struktur das Hauptprodukt und können nicht völlig ab- der Schmelze gelockert, und der flüssige Anteil, der getrennt werden. So bekommt man durch die ein Konzentrat der Verunreinigungen darstellt, Destillation immer ein mehr oder weniger unreines scheidet sich ab. In der zweiten Phase lösen sich aus Produkt, das man erst bei weiterer Verarbeitung 50 der Oberflächenschicht der Kristalle weitere Anteile schwierig und mit hohem Aufwand reinigen muß. der verunreinigenden Phenolisomeren, die in flüssiger Im Falle der Anwendung von 2,6-Xylenol als Mono- Form abfließen.

meres für Kunststoffe ist es nötig, mit Rücksicht auf Denselben Raffinationseffekt erzielt man beim

die gewünschten Eigenschaften des Polymeren die stufenweisen Abkühlen der Schmelze von rohem

Verunreinigungen aus dem 2,6-Xylenol vorher zu 55 2,6-Xylenol auf eine dem Erstarrungspunkt nahe

entfernen und nur ein Monomeres hoher Reinheit Temperatur. Nach der Abscheidung der Kristalle von

weiterverarbeiten. reinem 2,6-Xylenol wird der verbleibende flüssige

Die aus der Literatur bekannten Reinigungs- Anteil von ihnen abgetrennt.

verfahren für 2,6-Xylenol haben eine Reihe von Gegenüber einem bekannten Verfahren (Berichte Nachteilen. Die mehrfache Kristallisation aus wässe- 60 der deutschen chemischen Gesellschaft, Bd. 74,1941, rigem Äthylenglykol (niederländische Patentschrift Seiten 231 bis 237), bei dem es sich um die Reini-293 612 [1965], französische Patentschrift 1 396 197 gung von Stoffpaaren, die keine Mischkristalle bzw. [1965]) ist ein sehr -,v'-lcsames Raffinationsverfahren, keine Molekularverbindungen bilden, handelt und mit dem man den Gehalt von Veiunreinigungen welches im Abschmelzen des überwiegenden Teils unter 0,002 °/o herabsetzen kann, jedoch ist es wegen 65 der Verunreinigungen gemeinsam mit einem Teil des der Notwendigkeit der Lösungsmittelrückgewinnung zu reinigenden Stoffes besteht, wobei die flüssige und einer Temperatursenkung bis auf — 20° C recht Phase durch porige Stoffe, wie Ton oder Filtrierkostspielig, papier, stetig abgesaugt wird, unterscheidet sich das