DE2057352A1

DE2057352A1 - Verfahren zur Reinigung von Trimethylolpropan

Info

Publication number: DE2057352A1
Application number: DE19702057352
Authority: DE
Inventors: Kiyoshi Hosokawa; Yasuo Wada
Original assignee: Koei Chemical Co Ltd
Current assignee: Koei Chemical Co Ltd
Priority date: 1969-11-28
Filing date: 1970-11-21
Publication date: 1971-06-16
Also published as: DE2057352B2; JPS509B1; NL7017403A; GB1290036A; SE387329B

Description

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HANS-JOACHIM KANTNER onu^

DJPLOM-INGENIEUR ⁶ FRANKFURT AM MAIN, DEN ^u. II. M QEORQ-VOIQT-STRASSE ir Dt/Bo

(UNMITTELBAR NAHE MESSEGELÄNDE UND UNIVERSITÄT)

PATENTANWALT DIPL.-INQ, H.-J. KANTNER, TELEPHON: (0411)-77«Q4 FRANKFURTAM MAIN. qEORQ.VOIQT-STRASSE 17 TELEQRAMM: KANTNERPATENTE FRANKFURTMAIN

An das

Deutsche Pat ent είχα t

8 München 2

Zweibrückenstr« 12

Anmelder: Koei Chemical Go. Ltd_e, ITo. 40, 2-cliome Doshomachi, Higashi-ku, Osaka / Japan

Verfahren sur Reinigung von Trimethylolpropan

Die }ilriirxlung L-esieht sich >^;.uf ein Verfahren aur Eeiiii_ö-ung von roueti Trine txy'i.olprü;-en, das durch Urasetaung von n-Eutyr-'iluehycl and Furiialdeliyd unter alkali sollen E ed ir-jungen erhalten wurde. Bei aieseiu Verfahren wird das rohe Triuieiixylülpr'jpan mit einem Katior^onaustauschhcrz "behandelt und ansohlioßend unter verringertem Druck fraktioniert destilliert. Ei^ Kolchos Verfahren ist ein besonders wirtschaftliche a vorteilnafbes Verfahren zur Herstellung von hochreinem ^fürimethylolpropan auf einfache Weise.

Bei der großtechnischen Herstellung von l'rimethylolpropan, wie aie bisher erfolgt, werden n-^utyraldehyd und Porr.!i..ldQ]iyd in wässrigem Medium in Gegenwart eines alkalisoh^n Mittola .-. umgeoetijt, und das gebildete !Drimöthyloipro-ptui v/ird durch übliche Trennverfahren aus der Heaktionsmisolmng gewoim-en,

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beispielsweise durch Extraktion von 'Irimethylclorop-'n ω it einen geeigneten lösungsmittel oder c'urca Einenge, der wässrigen Rcaktionsnisehung, uia den größten,Anteil des Wassers lu eiitforien, wobei nnschliefierul in noch heißem Zustand das abgetrennte jj'orr.:iat abfiltriert und das roJLe Trimethylolpropän donach aurcü Destillation gereinigt wird, der sieh, wenn erforderlich, eine fraktionierte Dec till" Lion ans chi ie wen kann, um das "..-ochreine Prodi.l:t zu erhalten. Bei der Umsetzung von n-Butyraldehyd uac Porr.ialdor^ d ir. ν i'.a::.::■ L_oai.'. iviediuia in Gegenwart von Alkali werden jedoch niuht ,.au* Triiiiethylolpropan und ein Formiat als Hauptpro "Ial:.te ei·]!eilten, sondern t.ucii verschiedene ITebenorodukte, durch alt aie Reinheit des Produkte;, verringert v.ird. Zur Reli.i_cain_ej döü TrimethYlolpropana ist d;-her r-ine hochwirksrms i'ral:tioiii^rte Destillation erforderlich. xJs ist bekannt, daC i'Ormaldenyde, Kster, Äther und Acetale von TrinethVlolproprii _; Ig Veriu:- " reini^ungen vorliegen. Diese bekannten verunroii.igendan Materialien werden jedoch nicht als aie Paktoren angesehen, die be 2.üg] ich ihrer Dau/pfdi'ucke die schwierige f rt ktionierte Destillation erforderlich machen.

Al« Ergebnis von Untersuchungen über die Verunreixiigungenwurde nun /f Uberraschender.veise festgestellt, daß untey den Verunreinigungen daa Formaldehyd von Trimethylolpropan mit Methanol vorliegt, das als Nebenprodukt der Umsüüaung gsr bildet wird. Dieaea Forraaldehvd hat einen Siedepunkt von 129° 0/2,3 nun Hg, der sehr dicht beim Siedepunkt von

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BAD ORfGiNAL

Irimethylolpropan selbst liegt. Darüber hinaus wird dieses Formaldehyd in der Nähe eier Destillationstemperatur von Trimethylolpropan allmählich zersetzt, wodurch die fraktionierte Destillation ungünstig beeinflußt wird. Des weiteren wurde gefunden, daß bei der Behandlung nit einem Kationen-

d austauschharz in wässrigem Medium unter Erhitzen

zu; .

leicht ^cyclischem Trimethylolpropanmonoforu&ldehyd und Methanol zersetzt wirC, wie die nachfolgende Gleichung zeigt:

OH, 0-CH₉

O₂H₅-O-OH₂OH ■> O₂H₅-O-OH₂O + OH₃UII

OE₂OH ' OH₂OH

Geinäß der Erfindung, die auf die vorstehenden Feststellungen zurückzuführen ist, wird rohes Trimethylolpropan, das durch Rohdestillation erhalten wird, mit Yfasser gemischt und anschließend in Gegenwart eines Kctioiienaustauscliharzes mehrere Stunden unter Rühren erhitzt. Wahlweise kann eine wässrige lösung von rohem Trimeth;.loli)iüpaii kontinuierlich durch eine Kolonne eines Katioiienaustruschli^rzes geführt werden, währciiu diese erhitzt wird. Der Anteil des zuzugebenden Wassers ist nicht beschrankt. Üblicherweise wird es jedooh vorgezogen, von 5 bis 20 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht des Trimethylolpi-opans, zu verwenden, da zu geringe Mengen eine zu langsame Reaktion bewirken können und 'SäU große Mengen wirtschaftlich nachteilig sind. Die Temperai dör Behandlung betrügt üblicherweise 50 bis 140° 0, '* '/ 1-0982.5/2209
'/.'' . BAD ORIGINAL

vorzugsweise GO bis 120° ö. Die Beliandlungsseit wird entsprechend in Abhängigkeit von der Behandlungste^r ers.tur bestimmt. Beispielsweise reichen 2 Stunden Erhitzen auf 100° 0 aus, um des Triifleth^ylolpropaniaonoiaethyliOrLialdehyd und Methanol zu zersetzen. Nach der Behandlung wird unter Erhitzen, wie vorstehend beschrieben, Wasser aus der anfallenden ilisellung entfernt und das erhaltene Produkt einer fraktionierten Destillation unterworfen, bei der das güv.;üischte Triiiiethylolpropaii in hochreiner Form erhalten wird. Die bei diesem Verfahren verwendeten Kationenaustauschharze sind Kationenaustauscher vom SuIfonsäuretyp, wie Ajuberlite IR-11iD von Rohm & Haas Oo., Dovrec 50 von der Dow Oheiaice.l Oc₀ und Permutit Q von dei Permutit Oo. Die Wirkung des eif incamgsgeni'jßen Verfahrens läßt sich beim Vergleich des nachstehenden Beisijiels nit C em Bezugsbeispiel erkennen. Nach den Beispiel enthalt due durch einfoche Destillation erhaltene Triiuethylolpropan 0,ü <'■ Trimethylolpropanuionometh^!formaldehyd, während nr.ch der erfindungs_t_emnßen Behandlung der Geholt von Ü_tL> ','■> an Trimethylo] propamnonomethylforiüP.ldehyd auf 0 abfeilt un.d d-.s erhaltene Trimethylolpropan eine Reinlieit von 9919 ^ lirt, v/ährend das Trimethylolpropan des Bezugsbejgiiela nur eine Reinheit von 99,4 ^l;'-> hat.

Beispiel

Bie durch Umsetzung von n-Butyraldehyd mit formaldehyd in wässrigem Medium in Gegenwart von -A^aIi fe|d3Äli?gne Reaktionsvischung wird auf ubliohe W^ise.iasliaild®!^*;.'S%b bei äfer

**'"'' BAD ORIGINAL

Rohdestillafcion erhaltene l'rimethylolpropan enthält 1 ^ Dimetliylolpropan, 4 »5 ^cß> cyclischen Tr imethylolpr ο panmono formaldehyd, 1 ft Trimcthylolpropanmonomethyläther und 0,8 ft Trimethylolpropaimonomethylformaldeh^d.

Zu einer Mischung von 5oo g eines derartigen Trinethylolpropsns ruit 5o g 7/asser werden 10 ml des Kabioiieiiauatauschha.r2.es Aiiberlite IR 120 gegeben und die erhaltene Mischung 2 Stunden unter Rühren auf 100° Q erwärmt. Nach Entfernung des Kationenaustfuschers wird Wasaer abgedaupf b. Das erhaltene Produkt wird analysiert und das vollständige Verschwinden von Trimethylolpropanmonomethylformaldehyd und der Anstieg des Gehalts an cyclischem Triraethylolpropanmonoformaldehyd auf 5,1 °ß> bestätigt.

Das erhaltene rohe Trimethylolpropp.n wird unter verringertem Druck von 3 mm Hg unter Verwendung einer Diokson-Püllkolonne mit einen Innendurchmesser von 53 mm und einer Höhe von 50 cm einer fraktionierten Destillation unterworfen, wobei 2rimethylolpropan mit 99,9 ?cdger Reinlieit aus 60 g des Ausgangsdeetillats erhalten wird«

500 g des rohen Trimethylolpropans, das wie iiü vorstellenden Beispiel durch einfache Destillation erhalten wird, werden u&ter Ver-/enlun^- der vorstehend beschriebenen Füllkolurme fraktioniert deotilliert, wobei Trimethylolpropan einer Reinheit von 9'J»4 ¹P aus 73 g des Auagaugodeatillatü erhalb-n v/ird

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Claims

Pn

. Verfahren zur Reinigung von rohen Trimethylclpropan, das durch Unißetzung von n-Butyraldehyd und Formaldehyd in wässrigem Medium in Gegenwart von Alkali erhalten und in üb]icher Meise abgetrennt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das rohe l'rinethylol· prevail in wässriger Lösung unter Erhitzen mit einen Katioaeiiaustauschharz behandelt und das erhaltene Produkt ?'nschließend unter verringertem Druck fraktioniert destilliert '~ire.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gokenn^eichii21, daß die Behandlung mit dem Katiu-uennustau3C3hharz bei Tc₁ .pe:-t türen zwischen 50 und 140°. 0 durchgeführt wird.
3. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Kationenaustauschharz vorn SuIfonslluretyp verwendet.
4. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration der rohen wässrigen Trimefchylolpropan-Iosung zwischen 80 und 95 ^cß> beträgt.

Patentanwalt

HANS-JOACHIM KANTNER

DIPLOM - C.'OENIEUR

eooo FRANXFura- am main Georg -Voig t- strasse it

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BAD ORiGiNAL 109 32 5/?709