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Verfahren zur Entwässerung von wasserhaltigem Äthylendiamin Gegenstand
der Erfindung ist ein Verfahren zur Entwässerung von Wasser enthaltendem Äthylendiamin
durch Destillation in Gegenwart von organischen Basen als Azeotropbildner.
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Bei der Herstellung von Äthylendiamin fällt dieses im allgemeinen
als wäßrige Lösung, z B. als 50 bis 85 gewichtsprozentige wäßrige Lösung an. Eine
einfache Trennung des Äthylendiamins von Wasser durch fraktionierte Destillation
gelingt nicht, da Äthylendiamin mit Wasser ein bei 1170C siedendes Azeotrop, das
19,7 Gewichtsprozent Wasser enthält, bildet. Man hat deshalb schon versucht, die
Entwässerung durch eine Druckdestillation zu erzielen, da durch Anwendung von Druck
während der Destillation die Azeotropverhältnisse zwischen Wasser und Äthylendiamin
verschoben werden. Das Verfahren hat jedoch den Nachteil, daß nicht das gesamte
Äthylendiamin entwässert werden kann. Außerdem ist diese Verfahrensweise sehr anfällig
für Störungen und zudem technisch aufwendig. Es ist auch bereits bekannt, die Entwässerung
durch Destillation in Gegenwart von Kohlenwasserstoffen, die mit Wasser ein konstant
siedendes Gemisch bilden, durchzuführen. Geeignete Kohlenwasserstoffe sind z.B Toluol,
Benzol oder Diisopropylbenzol. Auch nach diesem Verfahren gelingt jedoch die Entwässerung
nicht vollkommen. Sobald in der Destillationsblase ein Gemisch von Äthylendiamin
und Wasser, das 6 Gewichtsprozent Wasser enthält, vorhanden ist, erhält man als
Destillat Kohlenwasserstoff-Wasser-Äthylendiamin-Azeotrope mit einem Wassergehalt
bis zu etwa 2 Gewichtsprozent. Schließlich ist auch schon bekannt, die Entwässerung
von Äthylendiamin durch Destillation in Gegenwart organischer Basen, die mit Wasser
ein Azeotrop zu bilden vermögen, durchzuführenX Als organische Basen wurden verwendet
N-Methylpiperazin oder Diäthylamin. Auch mit diesen Stoffen konnte eine technisch
einwandfreie Entwässerung bisher noch nicht erzielt werden.
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Es wurde nun gefunden, daß man Wasser enthaltendes Äthylendiamin durch
Destillation in Gegenwart von organischen Basen als Azeotropbildner vorteilhafter
als bisher entwässert, wenn man Hexamethylenimin als Azeotropbildner verwendet.
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Das neue Verfahren hat den Vorteil, daß die Entwässerung von Wasser
enthaltendem Äthylendiamin auf einfache Weise und ohne großen technischen Aufwand
gelingt, wobei man Äthylendiamin mit einem Wassergehalt von weniger als 0,3 Gewichtsprozent
erhält.
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Vorteilhaft verwendet man als Ausgangsgemisch Wasser enthaltendes
Äthylendiamin, das einen Gehalt von mehr als 20 Gewichtsprozent Äthylendiamin, insbesondere
von 60 bis 90 Gewichtsprozent Äthylendiamin hat. Es ist jedoch auch Äthylendiamin
mit geringerem Wassergehalt geeignet. pur die Destillation eignen sich die üblichen
in der Technik verwendeten Kolinnnen, z.B. Fllllkörperkolonnen, Glockenbodenkolonnen
oder Siebbodenkolonnen. Vorteilhaft haben die verwendeten Kolonnen 5 bis 20 theoretische
Böden.
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Im allgemeinen wird technisch wasserfreies Rexamethylenimin als Azeotropbildner
eingesetzt. rech ch wasserfrei heißt, daß geringe Mengen an Wasser, z.B. bis su
a Sewichtsprozent, nicht schaden. Zweckmäßig verwendet man so Vit Hexamethylenimin,
wie benötigt wird, um durch das Azeotrop Hexamethylenimin-Wasserç das ca. 50 Gewichtsprozent
Hexamethylenimin enthält, alles Wasser aus dem Gemisch Äthylendiamin und Wasser
zu entfernen. In einer bevorzugten vorteilhaft kontinuierlich durchgeführten Arbeitsweise
verfährt man jedoch so, daß man-weniger Hexamethylenimin verwendet, als zur Entfernung
des gesamten Wassers als Azeotrop Hexamethylenimin-Wasser erforderlich ist. Das
als Kopfprodukt während der Destillation bei Normaldruck zuerst übergehende Azeotrop
Hexamethylenimin-Wasser wird dabei vorteilhaft bei 60 bis 960C, vorzugsweise 80
bis 90°C gehalten, wobei sich zwei Schichten bilden und die obere, aus Hexamethylenimin
bestehende Schicht wieder in die Kolonne geleitet wird. Dadurch läßt sich mit einer
verhältnismäßig geringen SengeX s.B. 10 bis 20 % der arforderlichen Menge an Hexamethyleniin5
das gesamte Wasser aus dem Äthylendiamin entfernen. Reines Äthylendiamin
erhält
man so als Sumpfprodukt, oder es kann auch nachträglich noch zur weiteren Reinigung
destilliert werden. Das Verfahren nach der Erfindung kann kontinuierlich oder diskontinuierlich
und unter Vakuum, bei Normaldruck oder bei Schwach erhöhtem Druck, z.B. bis zu 10
Atmosphären, durchgeführt werden.
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Das nach dem Verfahren der Erfindung gewonnene wasserfreie Äthylendiamin
wird für die Lack- und Kautschukindustrie, zur Herstellung von Leimen etc. verwendet.
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Die in dem folgenden Beispiel angegebenen Teile sind Gewichtsteile,
sie verhalten sich zu den Raumteilen wie Kilogramm zu Liter.
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Beispiel In die Destillierblase einer Kolonne von 20 theoretischen
BoJ-n werden 1000 Teile einer Lösung aus 85C Teilen Äthylendiamin, 150 Teilen Wasser
sowie 100 Teilen Hexamethylenimin vorgelegt.
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Die Destillation wird bei 760 Torr durchgeführt. Dabei erhält 0 man
als Destillat ei 90 0 das Azeotrop Hexamethylenimin-Wasser.
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Das Destillat Wq ; bei 85 bis 900C gehalten, wobei sich zwei Schichten
ausbilden. Die obere aus Hexamethylenimin entstehende Schicht wird wieder in den
Kolonnenkopf zurückgeleitet. Sobald alles Wasser ausgekreist ist, wird das Gemisch
Äthylendiamin und Hexamethylenimin durch fraktionierte Destillation bei 766 Torr
und einem Rücklauf-Verhältnis von 5 : 1 getrennt, wobei man als Destillat bei 1600C
845 Teile Äthylendiamin mit einer Aminzahl von 1865 und einem Wassergehalt von weniger
als 0,3 Gewichtsprozent erhält. Der verbleibende, aus Hexamethylenimin bestehende
Destillationsruckstand wird für die folgende Entwässerung eingesetzt.