DE1793516B1

DE1793516B1 - Verfahren zur Reinigung von Aceton

Info

Publication number: DE1793516B1
Application number: DE19681793516
Authority: DE
Inventors: Wilfried Dr Jordan
Original assignee: Phenolchemie GmbH and Co KG
Current assignee: Ineos Phenol GmbH
Priority date: 1968-09-28
Filing date: 1968-09-28
Publication date: 1972-01-20
Also published as: YU32258B; LU59495A1; CS150663B2; YU34069A; CH509246A; GB1264481A; NL6902783A; BE730661A; BR6907519D0; FR2019094A1; ES363618A1; AT287666B

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung von Aceton von Methanol, Wasser sowie sonstigen Verunreinigungen durch Behandlung des Rohacetons mit einem Zeolith, der einen Porendurchmesser von 4 bis 5 A aufweist.

Bei der Herstellung von Aceton fällt im allgemeinen ein Rohaceton an, das noch Aldehyde, Ester, Säuren und Alkohole enthält. Es ist bekannt, ein solches Rohaceton in der Weise zu reinigen, daß man es zunächst einer chemischen Behandlung unterwirft und danach destilliert.

Es ist mit Hilfe der bisher bekannten Verfahren zur Reinigung von Aceton nicht möglich, sämtliche Verunreinigungen aus dem Rohaceton zu entfernen. Es hat sich jedoch herausgestellt, daß sich hinsichtlich bestimmter Verwendungszwecke die im Reinaceton noch verbleibenden geringen Verunreinigungen bei der Weiterverarbeitung nachteilig auswirken. Unter diesen Verunreinigungen sind geringe Gehalte an Methanol von besonderer Bedeutung. Die Entfernung des Methanols auf chemische oder destillative Art ist in wirtschaftlicher Weise bis heute nicht gelöst worden.

Methanol bildet mit Aceton ein azeotrop siedendes Gemisch, dessen Siedepunkt mit 55,59 C praktisch mit dem Siedepunkt des Acetons von 56,1 C übereinstimmt.

Entsprechende Untersuchungen haben gezeigt, daß man — ausgehend von gereinigtem Aceton — über eine hochwirksame Rektifikationssäule wenigstens 75% vom Einsatzprodukt abdestillieren muß, um eine methanolfreie Acetonfraktion zu erhalten. Wenn man wasserhaltiges Aceton, wie es nach dem üblichen Reinigungsverfahren vorliegt, als Einsatzprodukt in die Rektifikationssäule verwendet, gelingt die Abtrennung des Methanols überhaupt nicht.

Demgegenüber betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Reinigung von Aceton von Methanol, Wasser, sowie sonstigen Verunreinigungen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man Rohaceton etwa 5 Minuten mit einem Zeolith, dessen Porendurchmesser 4 bis 5 Ä beträgt, bei einer Temperatur unter 5O⁰C behandelt. Hierdurch wird eine Reinheit erzielt, die mit keinem der bisher bekannten Verfahren erreicht werden konnte.

Die Verwendung von Molekularsieben zur Entfernung verschiedener Verunreinigungen aus Lösungsmitteln, auch aus Aceton, ist an sich bekannt. Bei dem hier beschriebenen neuen Verfahren wird außerhalb des bekannten und üblichen Bereichs gearbeitet. Nur dadurch ist es möglich, ein Reinaceton herzustellen, das praktisch wasserfrei und frei von allen störend wirkenden chemischen Verunreinigungen ist. Weder auf chemische noch auf destillative Art ist es wirtschaftlich möglich, ein Aceton herzustellen, das einen Reinheitsgrad aufweist, wie es durch eine einfache und technisch leicht durchführbare Behandlung mit den Molekularsieben erhältlich ist.
Das erfindungsgemäß gereinigte Aceton übertrifft in jeder Beziehung die Qualitätsanforderung wie sie im Deutschen Arzneibuch VI festgelegt ist. Dieses vorzügliche Ergebnis ist überraschend.

Die Reinigung des Acetons erfolgt in der Weise, daß man Aceton mit pulverförmigen oder körnigen Zeolithen in einem Behälter in Kontakt bringt, indem man es mit dem Zeolith vermischt oder einfach überschichtet und nach genau einzuhaltender Einwirkungszeit aus dem Behälter abläßt, oder man verfährt in der Weise, daß man das zu reinigende Aceton kontinuierlich über ein Festbett des Zeoliths strömen läßt. Das Aceton, das eine genau einzuhaltende Zeit mit dem Zeolith in Kontakt war, läuft methanol- und wasserfrei und frei von anderen Nebenprodukten, die sich bei dem Kontakt mit Zeolithen bilden können, ab.

Es ist auch möglich, das Aceton dampfförmig, so wie es z. B. aus einer Destillationskolonne abdestilliert wird, über ein Zeolithbett zu leiten. Auch auf diese Weise kann eine entsprechende Reinigung erreicht werden. Dieses Aceton kann, wie es anfällt, sofort verarbeitet werden, im Gegensatz zu den allgemein üblichen Reinigungsverfahren, bei denen nach der chemischen oder physikalischen Behandlung stets eine zusätzliche nachfolgende Destillation erforderlich . ist.

Im Falle von Aceton war die Bildung von Mesityloxyd bzw. Diacetonalkohol zu erwarten. Unter Einhaltung bestimmter Verweilzeiten war es möglich, die Bildung von Mesityloxyd vollständig und die von Diacetonalkohol weitestgehend zu vermeiden. Unter speziellen Arbeitsbedingungen konnten überraschenderweise darüber hinaus das insgesamt vorhandene Methanol und sonstige noch unbekannte chemische Verunreinigungen einschließlich des gesamten Wassers aus dem Aceton entfernt werden. Die Behandlungstemperatur liegt unterhalb von 50³C, vorzugsweise zwischen 10 und 40 C. Die Verweilzeiten betragen etwa 5 Minuten.
Die zum Einsatz kommenden Zeolithe weisen einen Porendurchmesser von 4 bis 5 Ä auf.

Die in der nachfolgenden Tabelle 1 angeführten Werte lassen erkennen, daß erst nach Abdestillieren von acht Fraktionen, deren Gesamtmenge 73,8% vom eingesetzten Aceton beträgt, eine Fraktion gewonnen werden kann, die praktisch methanolfrei ist. Eine fraktionierte Destillation von Reinaceton mit einem Methanolgehalt von 540 ppm und einem Wassergehalt von 0,19 Gewichtsprozent wurde in einer 1,2-m-Kolonne von 2 cm 0, die mit Braunschweiger Wendeln 4x4 mm gefüllt war, vorgenommen. Das Rücklaufverhältnis betrug 1: 3. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 angeführt.

ORIGINAL INSPECTED

Tabelle 1
Destillation von Aceton

Proben	Menge (Gewichtsprozent)	Methanolgehalt (ppm)
Einsatzprodukt ... 1. Fraktion	100,0 8.3	540 1940
2. Fraktion	9,7 8,6 9,3 9,4 9,4 9,1 10,0 5,7 20,0	2260 370 350 260 230 190 140 Spuren
3 Fraktion
4. Fraktion
5. Fraktion
6. Fraktion
7. Fraktion
8. Fraktion
9. Fraktion
Sumpfprodukte ...

Eine fraktionierte Destillation von wasserhaltigem vorgereinigtem Aceton wurde in einer 1,2-m-Kolonne von 2 cm 0, die mit Braunschweiger Wendeln 4x4 mm gefüllt war, vorgenommen. Das Rücklaufverhältnis betrug 1 : 3. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 angeführt.

Tabelle 2

20

Die in der nachfolgenden Tabelle 2 zusammengestellten Versuchsergebnisse zeigen, daß es nicht möglich ist, eine methanolfreie Acetonfraktion zu erhalten, wenn man als Einsatzprodukt für die Destillation Aceton mit einem Wassergehalt von beispielsweise 5%, so wie es nach den üblichen Reinigungsverfahren anfällt, verwendet.

Destillation von Aceton

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Proben	(Gewicht	Wasser gehalt sprozentl	Methanol gehalt (ppm)
Einsatzprodukt	100,0 8,4 8,6 9,0 9,3 8,4 8,7	5,0 0,45 0,58 0,58 0,58 0.56 0,56	500 700 620 600 590 550 530
1. Fraktion	9,1 9,4 9,6 6,6 11,4	0,56 0,60 0,58 0,56 37,0	500 460 450 500
~> Fraktion
3. Fraktion
4. Fraktion
5. Fraktion
6. Fraktion
7 Fraktion ....
8. Fraktion
9 Fraktion
10. Fraktion
Sumpfprodukt

Beispiel

Aceton mit einem Methanolgehalt von 600 ppm und einem Wassergehalt von 0,18% wird bei einer Nach 5 Minuten sind im Aceton kein Methanol und kein Wasser mehr nachzuweisen. Das Aceton enthält

Temperatur von 20^: C mit 20% seines Gewichts an 35 kein Mesityloxyd und nur Spuren Diacetonalkohol.

einem im Handel erhältlichen zeolithischen Molekularsieb mit einem Porendurchmesser von 4 Ä versetzt.

Der KMnO₄-TeSt ist (nach ASTM D 1363-58) von 9 auf 11 Stunden verbessert.

Beispiel 2

Aceton aus Beispiel 1 wird mit 20% seines Gewichts an einem im Handel erhältlichen zeolithischen Molekularsieb mit einem Porendurchmesser von 5 Ä versetzt. Nach 5 Minuten sind im Aceton kein Methanol und kein Wasser mehr nachzuweisen. Das Aceton enthält kein Mesityloxyd und nur Spuren Diacetonalkohol.

Der KMnO₄-TeSt (nach ASTM D 1363-58) ist von 9 auf 11 Stunden verbessert.

Behandelt man dagegen das gleiche Rohaceton unter den gleichen Bedingungen 60 Minuten lang, so sind im Aceton zwar kein Methanol und Wasser mehr nachzuweisen, jedoch enthält das Aceton 15 ppm Mesityloxyd. Der KMnO₄-TeSt (nach ASTMD 1363-58) ist von ^c) auf 5 Stunden verschlechtert.

Behandelt man zum Vergleich das gleiche Rohaceton bei einer Temperatur von 50¹C mit 20% seines Gewichts an einem im Handel erhältlichen zeolithischen Molekularsieb mit einem Porendurchmesser von 4 Ä, so sind zwar nach 30 Minuten im Aceton kein Methanol und Wasser mehr nachweisbar, jedoch enthält das Aceton 65 ppm Mesityloxyd. Der KMnO₄-Test (nach ASTM D 1363-58) ist von 9 auf < 2 Stunden verschlechtert.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Reinigung von Aceton von Methanol. Wasser sowie sonstigen Verunreinigungen, dadurch gekennzeichnet, daß man Rohaceton etwa 5 Minuten mit einem Zeolith, dessen Porendurchmesser 4 bis 5 A beträgt, bei einer Temperatur unter 50 C behandelt.

2. Verfahren nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß man die Behandlung bei 10 bis 40 C durchgeführt.