DE2149530C3 - - Google Patents

Description

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0.02 \, Wasser enthält, mit einer wenigstens 4normalen im Gegensatz zu dem bekannten Verfahren der

Alkalihydroxidlosung unter Ausbildung einer großen alkalischen Waschung, auch auf wasserlösliche

Berührungsfläche zwischen polymerisierbarer Ver- Monomere anwendbar. Die einzige Bedingung

bindung und Alkalihydroxidlösung behandelt, wobei beim erfindungsgemäßen Verfahren ist darin zu

ein ^ehr kleines Verhältnis von alkalischer Lösung zu 5 sehen, daß der Inhibitor mit dem Alkalihydroxid

polymensierbarer Verbindung eingehalten wird. reagieren muß.

Nach der neuen Verfahrensweise erhält man Monomere, die sowohl inhibitorfrei sind als auch keine Monomere, die erlindungsgemäß von Polymeriar-Jeren Fremdstoffe, insbesondere alkalische Rück- sationsinhibitoren befreit werden können, sind unter stünde, enthalten, so daß man in einer einzigen Ver- io anderem Methacrylsäuremethylester, Styrol, Acrylfahrensstufe Monomere erhält, welche direkt für die nitril, Methacrylnitril, Vinylacetat und Isopren.
Polymerisation eingesetzt werden können. Dies ist ein Nach Entfernung der alkalischen Lösung ist das erheblicher Vorteil gegenüber der bekannten alka- Monomere praktisch frei von Inhibitor. Sofern durch lis.hen Waschung, weil bei der letzteren Wasser be- die alkalische Lösung Wasser in das Monomere eingenötigt wird, um die alkalischen Rückstände zu ent- 15 schleppt wird, ist dieses Wasser für die weitere Verfemen., und man anschließend Trockenmittel einsetzen arbeitung des Monomeren ohne Bedeutung, da nur n-uii. um den Wassergehalt auf einen noch akzeptier- sehr geringe Mengen der alkalischen Lösung ange- b-jrcn Gehalt zu vermindern. wendet werden im Verhältnis zu dem eingesetzten

Gegenüber der Destillationsmeihode ergibt die Monomeren und da außerdem die alkalische Lösung

eiην,dungsgemäße Verfahrensweise ein Monomeres 20 sehr hoch konzentriert ist und das Wasser durch das

gleicher oder besserer Qualität unter erheblicher Alkalihydroxid festgehalten wird.

k-.»:eneinsparung. I_{n dem} Monomeren bleibt kein alkalischer Rück-

W'eiterhin wird nach dem erfindungsgemäßen Ver- stand, weil eine klare Trennung zwischen der wäßrigen

fahren ein Monomeres erhalten, welches erheblich und organischen Phase staltfindet. Dies ist auf die

w.Tiiger an Inhibitoren enthält als Monomere, die 25 Differenz in der Dichte und weiterhin darauf zurück-

iu.· Ii den bekannten Verfahrensweisen vom Inhibitor zuführen, daß praktisch keine Hydrolyse stattfindet.

b-'freit worden sind. Im Falle von Hydrochinon in An Stelle einer konzentrierten wäßrigen Lösung des

Methacrylsäuremethylester erhält man nach dem er- zugegebenen Alkalihydroxids können auch andere

lindungsgemäßen Verfahren ein Monomeres, welches Lösungsmitte! verwendet werden, wie Äthyl- oder

weniger als 0,05 ppm Hydrochinon enthält, während 30 Methylalkohol.

nach der Destillationsmethode man nur mit Schwierig- Beim erfindungsgemäßen Verfahren findet unter

keiten einen Gehall von weniger als 0,2 ppm Hydro- den angewendeten Bedingungen keine Hydrolyre der

chinon erreichen kann. Bei der technisch durchge- Monomeren, soweit diese überhaupt hydroly ierbar

führten Verfahrensweise erhält man nach dem Stand sind, statt, so daß das Einschleppen von Hydn lyse-

der Technik im allgemeinen einen Methacrylsäure- 35 prudukten als Verunreinigungen in die behandelten

mcihylester mit etwa 1 ppm Hydrochinon. Monomeren praktisch ausgeschlossen ist. Dies ist auf

Schließlich ist auch der Verlust an Monomeren die Tatsache zurückzuführen, daß das Verhältnis von

beim erfindungsgemäßen Verfahren erheblich ver- alkalischer Lösung zum Monomeren sehr klein ist

mindert. Sowohl bei dem Destillationsprozeß als auch und die hohe Konzentration an Alkali die Löslichkeit

bei dem Verfahren mit Hilfe einer Alkaiiwäsche be- 40 des Monomeren in der alkalischen Lösung erheblich

tragen die Monomerenverluste etwa 2,5 bis 4,0%. vermindert. Dadurch wiederum bleibt nur sehr wenig

Beim erfindungsgemäßen Verfahren liegt der Verlust Monomeres in der alkalischen Lösung, in welcher im

hingegen unter 0,5 %. wesentlichen eine Hydrolyse stattfinden könnte, zurück.

Das erfindungsgemäße Verfahren unterscheidet sich Vorzugsweise wird die große Berührungsfläche durch

somit in den folgenden Punkten von dem bekannten 45 Zugabe feinverteilter Feststoffe mit großer Oberfläche

Verfahren der alkalischen Waschung: gebildet. Geeignete oberflächenaktive Mittel sind ge-

, v, , . r j -o ,, r 1 ■ . mahlener Bimsstein oder gemahlene Aktivkohle. Die

a) Nach dem ernndungsgemaßen Verfahren wird _{alkalische Lösung wird} infolge der Oberflächenaktidas vom Inhibitor befre.te Monomere in einer _{vUfit daran bundeili so daß sich cine se}hr feine einzigen Stufe erhalten, wöbe, die Wasserkonzen- _{50 Schicht auf dem Trägermat}erial bildet, wodurch tration in dem befreiten Monomeren weniger als _{wiederum die} Umsetzung erheblich gesteigert wird, die Hälfte betragt als bei einem Monomeren _{DarQber hinaus setzen sjch die TrägCTSto}ffe auf Grund das nach einer alkalischen Waschung anschließend _{ihrer höheren Dichte sehr leic}ht ab, so daß die angetrocknet wurde (mit Calciumchlorid oder _schließende Phasentrennung erheblich erleichtert wird, wasserfreiem Natriumsulfat). _{55 Zm Durchführung des} Verfahrens in Gegenwart von

b) Beim erfindungsgemäßen Verfahren tritt keine feinverteilten Feststoffen ist erfindungsgemäß eine Emulsionsbildung durch Rühren ein. Ein starkes Vorrichtung geeignet, die aus einem Gefäß besteht, Rühren kann in vielen Fällen sogar vorteilhaft in Jem sich ein feinverteilter inerter Feststoff mui sein, während man beim bekannten Verfahren großer Oberfläche befindet, der mit einer wenigstem ein Rühren vermeiden muß. ^6o 4normalen Lösung von Alkalihydroxid befeuchtet ist.

..._. , . ., .. ,, _A, und zwischen dem Einlaß und dem Auslaß des Ge-

c) Als Folge der geringen Verseifung und der Ab- _{fäßes für die zu reinigende po}iy_merisierbare Verbin-Wesenheit einer Emuls.onsb.ldung erfordert das _{d ein FestbeU bndet}

behandelte Monomere keinen anschließenden _{Soweit in den Beispie}ien nicht ausdrücklich ange-

Waschprozeß zur Entfernung von alkalischen _{6 b} enthielten die verwendeten monomeren Ver-

Rückständen, während alkalische Rückstände bei _{bindungen ge}ringe Mengen Wasser, nämlich etwa

den bekannten Verfahren stets vorhanden sind. ₀₀₂ Gewichtsprozent. Soweit nicht anders (."»egeberi,

d) Weiterhin ist das crfindungsgemäße Verfahren, bedeuten »Teile« in den Beispielen »Volumteile«.

ungefähr 0,02"/₀ Wasser. Die Mischung wird 10 Mi-Beispiel 1 nuten gerührt. Man gibt ein Gevvichtsteil Diatomeen-

100 Feile Methacrylsäuremethylester, der mil 50ppm Erde als Filtrierhilfsmittel hinzu und riihn wehere Hydrochinon inhibiert ist und 0,02°,, Wasser enthält, 5 Minuten. Anschließend filtriert man mit Hilfe von werden bei Raumtemperatur lebhaft gerührt. Dazu 5 Filterpapier. Im Filtrat erhält man Styrol, das weniger gibt man innerhalb eines Zeitraumes von 15 Minuten als 2 ppm tert.-Butylbrenzkatechin und nur 0,05",, unter lebhaftem Rühren 0,05 Teile einer 15,4 n-Na- Vaseline enthält, die in den meisten weiteren Vertriumhydroxidlösung. arbeitungsstufen nicht stört.

Die Mischung wird zentrifugiert; das in der leichte- Das Verhältnis von alkalischer Lösung zum Moneren Schicht enthaltene Monomere enthält weniger io meren beträgt hier 1: 2000.
als 0,05 ppm Hydrochinon. Beispiel 5

Das Verhältnis von alkalischer Lösunc zum Mono- .

merer beträgt hier 1: 2000 " ^Die Vorrichtung besteht aus einem JX) mm langen.

zylindrischen Glasrohr mit einem Innendurchmesser B e i s ρ i e 1 2 _Von 12 mm. Darin befindet sich feiner Sand, der mit

9 Teile Styrol, inhibiert mit 25 ppm tert.-Butyl- 2,5 g einer 9.2 n-Natriumhydroxiilösung angefeuchie'· brenzkatechin und mit einem Gehalt von 0,02 ",,Wasser, ist- Die Glasrohre hat an jedem Ende einen Ausiuß. werden in ein Rührgefäß gegeben und kräftig bei Das Monomere, nämlich Acrylnitril, welches mn Raumtemperatur gerührt. Unter kräftigem Rühren 20 ppm Hydrochinon inhibiert ist, wird in einer .Menge gibt man 0,5 Gewichtsteile fein vermählten Bimsstein 20 von 2 1 pro Stunde durch die Rohre geschickt, wooei und anschließend in einem dünnen Strahl unter darauf zu achten ist, daß das Monomere nicht durch weiterem Rühren innerhalb von 5 Minuten 0,5 Teile das Festbett, welches durch den angefeuchteten Sand einer 15,4 n-Natriumhydroxidlösungdazu. Das Rühren gebildet wird, unter Bildung von Kanälen hindurchwird abgebrochen, und die so erhaltene Mischung wird geht. Am Auslaß der Glasrohre erhalt man das Monozu 600 Teilen Styrol, die mit 25 ppm tert.-Butyl- a; mere mit einem Gehalt von weniger als 0,03 ppm brenzkatechin inhibiert sind, in ein zweites Rührgefäß Hydrochinon, selbst nachdem man 1,51 des Monogegeben, meren durch die Röhre geschickt hat.

Man rührt weitere 30 Minuten, läßt die Feststoffe Das Verhältnis von alkalischer Lösung zum Mono-

absetzen und filtriert die Flüssigkeit, wobei das Filtral meren beträgt hier 1 : 750.
aus Styrol besteht und weniger als 0,5 ppm tert.-Butyl- 30 B e i s ρ i e 1 6 -

brenzkatechin als Verunreinigung enthält. _Die vorrichtung besteht hier aus einem 100 cm

Das Verhältnis von alkalischer Lösung zum Mono- , _{n Glasrohr mit einem} Innendurchmesser von

meren betragt hier 1: 1200. _{3 cm Das Glasrohr ist mit 2}50 g Glasfasern, die mit

Beispiel 3 75 g einer 10 n-Kaliumhydroxidlösung angefeuchtet

, . _... , , , .. _ , ³⁵ sind, gefüllt und hat an beiden Enden Öffnungen.

In einem Ruhrkessel werden unter kräft.gem Ruhren _{D(]rch djese Glasrohre wird mo}nomerer Methacryl-

9 Teile Acrylnitril, die mit 20 ppm Hydrochinon inhi- _säurem_ethylester, inhibiert mit 50 ppm Hydrochinon, biert sind vorgelegt. Unter kräftigem Ruhren gibt man _{jn ejner M VQn ?} , _Stunde hindurchgeschickt. O^Gewichtsteilc gepulverte Akt.vkohle hinzu und _{Auch hierbei [s{ darauf zu achten> daß sich keine} anschließend in einem dünnen Strahl 0,5 Teile emer 40 _Kanäi_e bilden. Man erhält ein Monomeres, das weniger 15 4 n-Natnumhydroxidlosung. Man rührt weitere _a,_{s Qfi5 ppm Hydrocninon entnä}i_t, selbst nachdem 5 Minuten «. ₂₅, _{durch dje G}|_asröhre geschickt worden sind.

Anschließend wird nicht weitergeruhrt, und die _{Das Verhältnis von} alkalischer Lösung zum Mono-

crhaltene M.schung wird zu 600 Teilen Acrylnitril die _{mmn betra hjer 1} . ₃₅₀
mit 20 ppm Hydrochinon inhibiert sind und sich in 45

einem zweiten Rührgefäß befinden, gegeben, wobei B e i s ρ i e 1 7

man weiter vorsichtig rührt. Die Vorrichtung besteht hier aus einem zylindrischen

Nach weiterem 30minütigem Rühren läßt man die Eisenrohr mit einem Innendurchmesser von 2 cm und Feststoffe absetzen und filtriert die Flüssigkeit ab. Die einer Länge von 40 cm, in der sich 80 g Eisenspäne Flüssigkeit besteht aus Acrylnitril, das als alleinige so oder Stahlwolle befinden, die oberflächlich zu 15% Verunreinigung weniger als 0,5 ppm Hydrochinon ihres Gewichtes mit einer 14,4 η-Lösung von caustischer enthält. Das behandelte Acrylnitril enthielt ungefähr Soda beschichtet sind. Durch dieses Rohr wird Styrol, 0,02% Wasser. das mit 20 ppm tert.-Butylbrv-nzkalechin inhibiert ist,

E)as vorstehend beschriebene Verfahren muß mit in einer Menge von 10 1 pro Stunde hindurchgeschickt, der erforderlichen Vorsicht, wie sie durch die Toxizität 55 Auch hier ist wiederum darauf zu achten, daß beim des Acrylnitril bedingt ist, durchgeführt werden. Durchgang durch das FestbeU keine Kanalbildung

Das Verhältnis von alkalischer Lösung zum Mono- stattfindet. Man erhält ein Monomeres, das weniger meren beträgt hier 1 : 1200. als 0,05 ppm Inhibitor enthält, auch noch, nachdem

_ . . , . 201 des Monomeren durch das Rohr geschickt worden

B e ! s ρ 1 e 1 4 ₆

2'.wei Teile Vaseline und ein Teil einer 4,0 n-wäbrigen Das Verhältnis von alkalischer Lösung zum Mono-

Kaliumhydroxidlösung werden unter Verwendung von meren beträgt hier 1 : 1600.

0,02 Teilen Polyäthylenglycolstearat als Emulgiermittel Nachfolgend wird noch gezeigt, daß der Wasser-

miteinander vermischt, und die Mischung wird gerührt, gehalt in Methacrylsäuremethylester im Gleichgewicht so daß man eine feine Emulsion erhält. 65 mit einer wäßrigen Lösung caustischer Soda steht und

Drei Teile dieser Emulsion werden zu 2000 Teilen je nach den eingesetzten Konzentrationen der Soda

Styrol, welches, mit 20 ppm terl.-Butylbrenzkatechin der Wassergehalt in dem Methacrylsäuremethylester

inhibiert ist, gegeben. Das Monomere enthält noch schwankt.

Konzentration an caustischcr Soda	Wassergehalt in Methacryl säuremethylester unter Gleichgewichtsbedingungen (mg/kg)
17,8 η	1 500
12,1 η	2 800
8n	6 250
4,4 η	8 860
1,3 η	11000
On	12 000

Die vorstehende Tabelle zeigt, daß bei einer Konzentration an caustischer Soda von 17 η nur ein Achtel des Wassergehaltes an das Monomere abgegeben wird im Vergleich zu reinem Wasser, Unter Berücksichtigung der Tatsache, daß es ausreicht, 0,6 g Natriumhydroxidlösung einer Konzentration von 17 η pro kg des zu reinigenden Monomeren mit einem durchschnittlichen Gehalt von nur 0,3 g Wasser einzusetzen, ist zu ersehen, daß der Wassergehalt von 0,2 g, der ίο erfindungsgemäß in dem zu reinigenden Monomeren pro kg vorhanden sein muß, nicht allein durch die Zuführung der wäßrigen Lösung des Alkalihydroxids zur Verfügung gestellt werden kann.

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Claims (3)

zugsweise aus rostfreiem Stahl bestehen. Etwa 10",, Patentansprüche: des zu destillierenden Materials bleibt im Rucks and und wird bei der nächsten Destillation wieder ver-

1. Verfahren zur Abtrennung von Polymeri- wendet.

sationsinhibitoren, die nü alkalisch wirkenden 5 Diese Verfahrensweise ist langwierig und kosi-Verbindungen reagieren, aus äthylenisch unge- spielig; sie erfordert nämlich eine teure Apparatur, sättigten, polymerisierbaren monomeren Verbin- und außerdem geht ein Teil des Monomeren bei der duneen durch Behandlung mit gelöstem Alkali, Vakuumdestillation verloren, weil ein Teil nicht kondadurchgekennzeichnet, daß man die densiert und ein weiterer Teil im Rückstand verbleibt.

inhibitorhaltige polymerisiert»« Verbindung, die io _{Extraklion mit} Hilfe von lonenaustauschharzen

etwa 0,02% Wasser enthält, mit einer wenigstens ^u' ^CAlldKUU"

4normalen Alkalihydroxidlösung unter Ausbildung Bei dieser Verfahrensweise wird das inhibierte Mono-

einer großen Berührungsfläche zwischen polymeri- mere durch eine Säule geschickt, welche ein lonenaus-

sierbarer Verbindung und Alkalihydroxidlösung tauschharz enthält. Nur bei einem lonenai stauschhar?,

behandelt, wobei ein sehr kleines Verhältnis von 15 welches frisch regeneriert worden ist, ei hält man dabei

alkalischer Lösung zu polymerisierbarer Verbin- ein Monomeres, das weniger als 1 ppm Hydrochinon

dung eingehalten wird. enthält.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- _c> v/aschen mit Alkali
zeichnet, daß man die große Berührungsfläche

durch Zugabe feinverteilter inerter Feststoffe mit 20 Bei dieser Verfahrensweise wird der Inhibitor mit

großer Oberfläche bildet. verdünnten Lösungen eines Alkalihydroxids entfernt.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Ver- In diesen Lösungen reagiert der Inhibitor u ter Bildung fahrens nach Anspruch 2, bestehend aus einem einer Verbindung.dielöslicherinderLösungdes Alkali-Gefäß, in dem sich ein feinverteilter inerter Fest- hydroxids als in dem zu behandelnden Monomeren ist. stoff mit großer Oberfläche befindet, der mit einer 25 Darum ist diese Verfahrensweise nicht anwendbar für wenigstens 4normalen Lösung von Alkalihydroxid wasserlösliche Monomere, weil der Verlust an Monobefeuchtet ist und zwischen dem Einlaß und dem meren in der wäßrigen Phase ganz erheblich ist. Dies Auslaß des Gefäßes für die zu reinigende poly- trifft für Acrylsäuremethylester zu. Bei dem gswöhnmerisierbare Verbindung ein Festbett bildet. lieh angewendeten Verfahren müssen auf 100 Teile

30 des Monomeren 14 Teile Wasser, 4 Teile Natriumchlorid und 1,1 Teil 17,8 n-Natriumhydro iilösung

verwendet werden. Zur Verhinderung der Bildung einer

Emulsion ist schwaches Rühren für etwa 10 Minuten erforderlich, wobei die Temperatur unterhalb 20⁰C

Äthylenisch ungesättigte, polymerisierbare mono- 35 gehalten wird. Anschließend wartet man 10 Minuten,

mere Verbindungen wie Acrylsäureester, Methacryl- bis sich zwei getrennte Phasen ausgebildet haben,

säureester, Styrol, Acrylnitril und ähnliche Monomere Die untere, wäßrige Schicht enthält den. Inhibitor

werden häufig mit phenolischen Verbindungen bzw. und wird verworfen. Eine Wiederholung dieses Ver-

mit Verbindungen, die mit alkalischen Verbindungen fahrens ist häufig erforderlich, wobei die Anzahl dieser

reagieren, stabilisiert. Vor der Polymerisation muß der 40 Wiederholungen von der tolerierbaren Menge an Inhi-

Stabilisator entfernt bzw. inaktiviert werden. bitor in dem ausgewaschenen Monomeren abhängt.

Es sind im wesentlichen drei Verfahrensweisen für Das gewaschene Monomere wird dann rrit Wasser

die Entfernung von Polymerisationsinhibitoren aus behandelt, um eventuelle Rückstände der ilkalisc^en

monomeren Verbindungen bekannt. Hierzu wird auf Lösung zu entfernen. Man erhält ein M( noireres,

»Monomeric Acrylic Esters« von E.H. Riddle, 45 welches noch Feuchtigkeit enthält und das, ta., es

Reinhold Publishing Corp., New York 1954, S. 15 nicht für eine Emulsionspolymerisation verwendet

bis 21, sowie auf die Firmenschrift der Firma Rohm wird, anschließend getrocknet werden muß.

and Haas »Storage and Handling of Acrylic and Es ist offensichtlich, daß die vorstehend beschriebene

Methacrylic Esters and Acids« und die Firmenschrift Verfahrensweise nicht nur mehrere Behandlungsstufen

der ICl TS/B/2194, April 1965, hingewiesen. 50 erfordert, sondern auch die Kosten und den Zeitauf-

_n .... wand erhöht und außerdem einen Verlust des zu be-

a) Destillation handelnden Monomeren bedingt.

Diese stellt wahrscheinlich die am weitesten ver- Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist darum,

breitete Verfahrensweise dar, die entweder kontinuier- eine Verfahrensweise zur Verfügung zu stellen, welche

lieh oder diskontinuierlich vorgenommen wird und 55 erhebliche Vorteile über die vorstehend beschriebenen

bei der man vorzugsweise unter vermindertem Druck Verfahrensweisen bringt. Es wird eine einfachere und

arbeitet, um zu vermeiden, daß die monomeren Ver- wirtschaftlichere Verfahrensweise gelehrt, bei welcher

bindungen während der Destillation polymerisieren. nur wenige Stoffe zugesetzt werden müssen und der

Das Monomere wird dabei destilliert, und der Inhi- Verlust an Monomeren sowie der Aufwand an Energie

bitor bleibt zusammen mit einem Teil des Monomeren 60 und an Arbeitszeit erheblich niedriger sind als bei den

im Rückstand. Wendet man dieses Verfahren auf vorstehend beschriebenen drei Verfahrensweisen.

Methacrylsäuremethylester, der mit Hydrochinon Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur

inhibiert ist, wobei dieses Produkt weniger als ein Teil Abtrennung von Polymerisationsinhibitoren, die mit

pro Millionen Teile an Inhibitor enthält, an, so ist eine alkalisch wirkenden Verbindungen reagieren, aus

Destillationssäule mit wenigstens 4 theoretischen Bö- 65 äthylenisch ungesättigten, polymerisierbaren mono-

den erforderlich, wobei die Anzahl der Böden erhöht meren Verbindungen durch Behandlung mit gelöstem

werden muß, falls als Inhibitor Methylhydrochinon Alkali, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man die

verwendet wird. Die Destillationsvorrichtung soll vor- inhibitorhaltige polymerisierbare Verbindung, die etwa