DE2055892C3

DE2055892C3 - Verfahren zur Reinigung von Butandiol

Info

Publication number: DE2055892C3
Application number: DE2055892A
Authority: DE
Inventors: Axel Dr. 6700 Ludwigshafen Danneil; Erich Dr. 6741 Frankweiler Flickinger; Heinz Dr. Graefje; Reinhold Dr. Plass; Rudolf Dipl.-Ing. 6710 Frankenthal Schnur
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1970-11-13
Filing date: 1970-11-13
Publication date: 1979-08-16
Also published as: US3891511A; BE839538Q; DE2055892B2; DE2055892A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von hocnreinem Butandiol durch bestimmte Führung der Destillation des von Nieorigsiodenden und Wasser befreites Butandiols.

Bei der Herstellung von Butandiol durch Hydrierung von Butindiol erhält man ein Rohprodukt, das ungefähr 60% Wasser, 1% Methanol, 1,5% Propanol und 2% Butanol enthält. Ferner sind noch ungesättigte Verbindungen, Aldehyde, cyclische Äther, Acetale und Triole in kleinen Mengen in dem Rohbutandiol vorhanden. Aus Ulimanns Enzyklopädie der technischen Chemie, 4. Bd., 1953, S. 754 — 757 ist bekannt, rohes Butandiol, das zunächst entwässert wird von niedrigsiedenden Alkoholen befreit wurde, durch Gewinnung eines Vorlaufs bei einem Druck von 30 bis 40 mm Hg (40 bis 44 mbar) und schließlich Destillieren bei 10 bis 15 mm Hg (13 bis 20 mbar) zu reinigen. Das auf diese Weise erhaltene Butandiol weist als Reinheitskriterien eine Carboylzahl (CO-Zahl) von etwa 1 und eine Jodzahl von etwa 0,5 bis 1 auf.

Es wurde nun zunächst versucht, ein reineres Butandiol auf folgende Weise zu gewinnen, wobei ggf. auf die Anwendung verminderten Druckes verzichtet werden kann:

Zur Befreiung des Butandiols von diesen Nebenprodukten destilliert man in einer ersten Kolonne die leichtsiedenden Alkohole ab. Dann wird in einer zweiten Kolonne das Butandiol vom Wasser getrennt und in einer dritten Kolonne das Butandiol vom schwersiedenden Rückstand abdestilliert. In einer weiteren vierten Kolonne trennt man einen kleinen Vorlauf aus leichtsiedenden Nebenprodukten ;ib und befreit in einer fünften Kolonne das Butandiol nochmals von kleinen Mengen Rückstand.

Ils hat sich nun gezeigt, daß das auf diese Weise hergestellte Butandiol trot/, sorgfältiger Abtrennung der Nebenprodukte noch kleine Mengen Verunreinigungen enthält, die für die Weiterverarbeitung unerwünscht sind.

An die Reinheit von Butandiol werden nämlich, insbesondere bei Verwendung als Polyester- oder Polyurethan Komponente, hohe Anforderungen gestellt

Es bestand daher die Aufgabe mit einer einfachen Methode, d. h. ohne erhöhten Destillationsaufwand, ein Verfahren zu entwickeln, das es erlaubt, ein für die Polyester- bzw. Polyurethan-Herstellung besonders geeignetes, hochreines Butandiol herzustellen.

Diese Aufgabe wurde erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man rohes Butandiol, das durch Hydrierung von wäßrigem Butin-2-diol-1,4-Lösungen hergestellt ist, und aus dem in an sich bekannter Weise Wasser und Verbindungen mit einem Siedepunkt von weniger als 120° C abgetrennt worden sind, in einer ersten Kolonne in 60 bis 90 Gewichtsprozent einer Butandiol und niedriger als Butandiol siedende Komponenten enthaltende Fraktion A und 10 bis 40 Gewichtsprozent einer Butandiol und höher als Butandiol siedende Anteile enthaltende Fraktion B trennt, die Fraktion A in einer zweiten Kolonne in die niedriger als Butandiol siedenden Komponenten als Kopfprodukt und sehr reines Butandiol als Sumpf trennt und in einer dritten Kolonne die Fraktion B in Butandiol geringerer Reinheit und höher als Butandiol siedende Komponente destilliert.

Man erhält so ein sehr reines, wasserfreies Butandiol, das sich hervorragend für die Herstellung von Polyestern und Polyurethanen eignet.

Das aus der dritten Kolonne erhaltene Butandiol geringerer Reinheit ist für viele Zwecke geeignet und z. B. für die Herstellung von Tetrahydrofuran oder Butyrolacton rein genug.

Falls man die gesamte oder die überwiegende Menge des eingesetzten Rohbutandiols in sehr reines Butandiol überführen will, kann das in der dritten Kolonne erhaltene Butandiol geringerer Reinheit teilweise oder vollständig zur ersten Kolonne zurückgeführt und zusammen mit dem von Wasser und den Niedrigsiedenden befreiten Rohbutanol auf die Kolonne aufgegeben werden.

Im einzelnen geht man bei dem erfindungsgemäßen Verfahren z. B. so vor (vgl. Figur), daß man das aus der Hydrierung von Butindiol erhaltene Rohbutandiol 6 auf eine 20 bis 40 Böden enthaltende Glockenboilenkolonne 1 gibt und eine Fraktion 7 von unter 120°C siedenden Bestandteilen, wie Methanol, n-Propanol und n-Butanol abdestilliert. Das Sumpfprodukt 8 der Kolonne 1 wird dann der Kolonne 2, z. B. einer Glockenbodenkolonne mit 8 bis 15 Böden, zugeführt, aus der als Kopfprodukt 9 Wasser und als Sumpfprodukt 10 vorgereinigtes Rohbutandiol abgezogen werden. Dieses Rohbutandiol gelangt auf die erste Retifizierkolonne 3, die eine Kolonne üblicher Bauart mit 15 bis 30 Böden sein kann, aus der eine Kopffraktion 11 und eine Sumpffraktion 12 entnommen werden. Die Menge der Kopffraktion U ist 60 bis 90, vorzugsweise 65 bis 70 Gewichtsprozent des vorgereinigten Rohbutandiols, wobei der Gehalt dieser Fraktion 90 bis 98, vorzugsweise 95 bis 97 Gewichtsprozent Butandiol beträgt.

Die Kopffraktion 11 wird in der zweiten Kolonne 4 (etwa 25 bis 40 Böden) vollständig von den Niedtit'siedenden 13 befreit und das sehr reine Butandiol als Produkt 16 gewonnen.

Die Sunipffraktion 12, die 93 bis 97, vorzugsweise 95 bis 96 Gewichtsprozent Butandiol enthält, wird einer

dritten Kolonne 5 (etwa 15 bis 30 Böden) zugeführt und in einen Rückstand 17 der verworfen wird und einen Produktstrom 14 eines Butandiols geringer Reinheit zerlegt. Dieses Butandiol geringerer Reinheit enthält mehr als 98 Gewichtsprozent Butandiol.

Nach einer Variante des neuen Verfahrens wird ein Teil oder die ganze Menge des Stromes 14 als Strom 15 zusammen mit dem Zulauf 10 in die Kolonne 3 zurückgeführt. Auf diese Weise kann das Rolibutanciol vollständig in sehr reines Butandiol überführt werden.

Beispiel 1

Eine Mischung aus 35,5 Gewichtsprozent Butandiol, 4,5 Gewichtsprozent Vorlaufalkohol, 1,5 Gewichtsprozent leichtsiedenden Verunreinigungen, 57,9 Gewichtsprozent Wasser und 0,6 Gewichtsprozent schwersiedendem Rückstand wird in einer ersten Kolonne von den Vorlaufalkoholen und 2% Wasser befreit. In der zweiten Kolonne wird das gesamte Wasser als Destillat abgetrennt.

Man überführt das praktisch wasserfreie Rohbutandiol in eine weitere Kolonne und trennt es in ein Destillat, das die leichtsiedenden Verunreinigungen und etwa 2 Drittel des Butandiols enthält und in ein Sumpfprodukt, das die schwersiedenden Verunreinigungen, den Rückstand und etwa ein Drittel des Butandiols enthält

Das Sumpfprodukt wird in einer weiteren Kolonne zu einem Butandiol rektifiziert, das folgende Zusammensetzung hat

Bromzahl	0,5
CO-Zahl	0,8
Erstarrungspunkt	18,5
Reinheit	98,3%
H₂O	0,1%
leichtsiedende Verunreinigungen	0,7%
schwersiedende Verunreinigungen	0,9%

Dieses Produkt kann für viele Zwecke verwendet werden.

Das Kopfprodukt der dritten Kolonne, das die leichtsiedenden Verunreinigungen und zwei Drittel des Butandiols enthält, wird in einer anderen Kolonne in ein Destillat, das die leichtsiedenden Verunreinigungen enthält, und in ein Sumpfprodukt, das das Butandiol enthält, zerlegt. Das im Sumpf anfaliende Butandiol hat folgende Zusammensetzung:

Bromzahl	0,05
CO-Zahl	0,03
Erstarrungspunkt	19,8
Reinheit	99,7%
H₂O	nicht nach
	weisbar
leichtsiedende Verunreinigungen	0,05%
schwersiedende Verunreinigungen	0,20%
Beispiel 2

Dieses Produkt wird nun zusammen mit frischem Rohbutandiol in Kolonne 3 zurückgeführt. Das ir. Kolonne 4 als Sumpfprodukt anfallende Reinbutandiol hat innerhalb der Fehlergrenzen dieselbe Zusammensetzung wie im Beispiel 1 angegeben.

Die im Beispiel 1 angegebene Mischung von Butandiol, Vorlaufalkoholen, leichtsiedenden Verunreinigungen, Wasser und schwersiedendem Rückstand wird wie dort angegeben von den Vorlaufalkoholen und dem Wasser befreit. Das wasserfreie Rohbuiandiol wird wie im Beispiel 1 angegeben in eine Komponente, die 2 Drittel des Butandiols mit den leichtsiedenden Verunreinigungen enthält und 1 Drittel des Butandiols mit den schwersiedenden Verunreinigungen getrennt. Das Surnpfprodukt wird nun zu einem Butandiol rektifiziert, das die im Beispiel 1 angegebene Zusammensetzung hat.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Reinigung von Butandiol-(1,4) durch Destillation, das durch Hydrieren von wäßrigen Butin-2-diol-(l,4)-Lösungen hergestellt wurden und aus dem in an sich bekannter Weise Wasser und Verbindungen mit einem Siedepunkt von weniger als 120⁰C abgetrennt worden sind, dadurch gekennzeichnet, daß man das so vorbehandelte rohe Butandiol in einer ersten Kolonne in 60 bis 90 Gewichtsprozent einer Butandiol und niedriger als Butandiol siedende Komponenten enthaltende Fraktion A und 10 bis 40 Gewichtsprozent einer Butandiol und höher als Butandiol siedende Anteile enthaltende Fraktion B trennt, die Fraktion A in einer zweiten Kolonne in die niedriger als Butandiol siedende Komponenten als Kopfprodukt und sehr reines Butandiol als Sumpfprodukt trennt und in einer dritten Kolonne die Fraktion B in Butandiol geringerer Reinheit und die höher als Butandiol siedenden Komponenten trennt.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das in der dritten Kolonne erhaltene Butandiol zusammen mit dem Zulauf der ersten Kolonne in die Destillation zurückführt.