DE2163516C3 - Verfahren zum Entfärben von Polyäthylenaminen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entfärben von Polyäthylenaminen.

Es ist bereits bekannt, daß Polyäthylenamine sich während der Herstellung derselben oder während der Lagerung an Luft verfärben. Insbesondere höhere Polyäthylenamine unterliegen einer starken Verfärbung, wodurch der Wert derselben stark ,lbnimmt.

Es sind bereits verschiedene Verfahren zum Entfärben von verfärbten Polyäthylenaminen bekanntgeworden, z. B. durch Zusatz von metallischem Zink und nachfolgende Hitzebehandlung der Mischung oder durch Zusatz von metallischem Zink und Wasser und nachfolgende Hitzebehandlung oder durch Zusatz einer Alkalikomponente und einer metallischen Komponente wie Zink, Aluminium oder Zinn und nachfolgende Hitzebehandlung. Bei diesen herkömmlichen Verfahren ist jeweils eine Metallkomponente erforderlich. Üblicherweise werden die Metallkomponenten in Form grober Stücke zugesetzt, so daß die Entfärbung eine lange Zeit in Anspruch nimmt. Man hat daher versucht, zur Erzielung einer schnelleren Entfärbung Metallpulver einzusetzen. Dabei treten jedoch erhebliche Probleme der mechanischen Abdichtung des Rührers auf. Darüber hinaus ist es erforderlich, das Metallpulver von der erhaltenen Mischung nach beendeter Entfärbung abzutrennen und wieder zu verwenden. Da diese Abtrennung nicht einfach ist und spezielle Apparaturen erfordert, begegnet dieses bekannte Verfahren großen Schwierigkeiten.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein einfaches, rasches und wirksames Verfahren für die Entfärbung von Polyäthylenaminen zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, do daß man die Polyäthylenamine mit 4 bis 20 Kohlenstoffatomen in Gegenwart von 0,1 bis 10 Gew.-Teilen Polyäthylenaminhydrochlorid pro 100 Gew.-Teile der Äthylenaminebeieobis 230⁰C und bei einem Druck von 100 bis 0,1 mm Hg destilliert.

Als Polyäthylenamine kommen z. B. Triäthylen-tetramin, Tetraäthylen-pentamin oder Pentaäthylen-hexamin in Frage. Es können vorzugsweise Polyäthylenamine mit 4 bis 10 Kohlenstoffatomen eingesetzt werden. Diese können eine kettenartige Struktur haben. Es kann sich aber auch um Piperazine handeln.

Der Ent'ärbungsmechanismus ist zur Zeit noch nicht

geklärt.

Die Menge an Polyäthyienaminhydrochlorid hängt ab von dem angestrebten Grad der Entfärbung der Polyäthylenamine. Vorzugsweise liegt die Menge der Polyäthylenaminhydrochloride im Bereich von 0,5 bis 5 Gew.-Teilen, bezogen auf 100 Gew.-Teile der Polyäthylenamine. Wenn man auf 100 Gew.-Teile der Polyäthylenamine weniger als 0,1 Gew.-Teile Polyäthylenaminhydrochlorid einsetzt, so kann keine befriedigende Entfärbung erreicht werden. Wenn andererseits 10 Gew.-Teile überschritten werden, so kann hiervon eine weitere Steigerung des Entfärbungseffektes nicht erwartet werden und in einigen Fällen wird eine Korrosion der Apparatur beobachtet. Die Hydrochloridmenge kann durch Zugabe einer entsprechenden Menge Chlorwasserstoff zu den freien Polyäthylenaminen eingestellt werden. Es muß dabei ausreichend gerührt werden. Gewöhnlich verwendet man eine 35%ige wäßrige Chlorwasscrstofflösung als Zusatz zu den freien Polyäthylenaminen.

Wenn Polyäthylenamine durch Umsetzung von Äthylendichlorid mit Ammoniak hergestellt werden, so erhält man wegen des gebildeten Chlorwasserstoffs Polyäthylenaminhydrochlorid. Dabei entspricht der Gehalt an Hydrochlorid dem angegebenen Bereich.

Bei Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erhält man destillierte Polyäthylenamine mit extrem geringer Färbung. Die Polyäthylenaminhydrochloride verbleiben nach beendeter Destillation im Sumpf. Man gibt daher eine wäßrige Lösung von Natriumhydroxid zu dem verbleibenden Polyäthylenaminhydrochlorid, um dieses zu zersetzen. Dabei können die Polyäthylenamine durch Destillation des Zcrsetzungsproduktes zurückgewonnen werden. Falls die zurückgewonnenen Polyäthylenamine gefärbt sind, können diese dem Ausgangsmaterial für das erfindungsgemäße Verfahren zugeschlagen werden.

Im folgenden soll die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.

Der Vergleich der Färbungen der destillierten Produkte wurde anhand eines Färbungs-Standards von Pt-Co (ASTM-D-1209-54) durchgeführt. Der Färbungs-Standard wird hergestellt, indem man 1,245 g K₂PtCI₆ und 1,000 g CoCl₂ · 6H₂O in Wasser auflöst und 100 ml Chlorwasserstoffsäure mit einem spezifischen Gewicht von 1,18 zu der Lösung gibt, wobei die erhaltene Lösung auf ein Gesamtlösungsvolumen von 1 I verdünnt wird. Die so erhaltene Lösung wird als Färbungsstandard Nr. 500 definiert. Ferner kann man durch Verdünnung im Verhältnis 1/10 oder 1/100 die Färbungs-Standards Nr. 50 bzw. Nr. 5 erhalten.

Beispiel 1

Es wurden verschiedene Mengen 35%ige Salzsäure eingesetzt. Die nachfolgenden Gewichtsprozentangaben beziehen sich auf Triäthylen-tetramin. Das Triäthylen-tetramin zeigte einen Pt-Co-Färbungs-Standard Nr. 150. Die Versuche wurden in einem Destillationsapparat im Chargenbetrieb durchgeführt und eine Destillationsstufe wurde jeweils bei einer Destillationstemperatur von 140 bis 145°C unter vermindertem Druck, z.B. unter 10mm Hg, während etwa 3h durchgeführt. Die Färbungen des jeweils erhaltenen

Triäthyk-n-tetramins sind in Tabelle 1 zusammengestellt.

labelk- I	I ;irbiings-Niimmci
Zugegebene	des Destillats
IIU-Mciigc	150
O	120
O.I	100
0.25	70
0,5	50
1,0	40
2,5	30
5.0	15
10,0

Tabelle 2	Färbungs/ahl
IIC'l-Mengc	des Dcslilliils
((Jl'W.-'Kl)	700
0	600
0.1	500
0.5	300
1.0	200
2,5	100
5,0	50
10.0

Beispiel III

1 Mol Äthylen-dichlorid wurde mit 20 Mol Ammoniak in Form einer 55%igen wäßrigen Lösung umgesetzt, wobei man Polyäthylenaminhydrochloride erhält.

Es werden die zur Aufarbeitung erforderlichen Behandlungsstufen von der Neutralisationsstufe bis zur fraktionierten Destillation im Vakuum durchgeführt. Die Destillation erfolgt in Gegenwart von Polyäthylenaminhydrnchlorid in einer Konzentration von 0,5 bis 10 Ciew.-%. Vor der Destillation enthalt das Gemisch neben den freien Polyälhylen.iminen und den Polyäthylen:;minhydroehioriden Ammoniak, Wasser und Natriumchlorid. Das Natriumchlorid wird entfernt und das Produkt wird einer fraktionierten Vakuumdestillation unterworfen, wobei Ammoniak und Wasser entfernt werden und wobei schließlich die reinen entfärbten Polväthylenamine übergehen. Man erhält verschiedene Polyäthylcnamine mit hohen Siedepunkten und mit den in Tabelle 3 angegebenen Färbungswerten.

Tabelle 3

Beispiel Il

Verschiedene Mengen 35°/oige Salzsäure wurden Tetraälhylen-pentamin zugesetzt. Der Pt-Co-Färbungs-Standard des Tetraäthylen-pentamins betrug Nr. 700. Die Destillationsapparatur wurde gemäß Beispiel 1 chargenweise betrieben. Die Destillation wurde bei etwa 170⁰C und unter einem Druck von 3 mm Hg durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 zusammengestellt.

Ath\lcn;iiiiiiiL·

Fiirbungs/ahl
(PlCO-I ärbungs-Stundiird)

Diäthylen-iriamin
N-2-Aminoäihyl-pipera/.in
Triäthylen-ietraniin
Tel raä thy I en-pe ma mi η
Penmäthylen-hexamin

weniger als 10
weniger als 10
weniger als 30
weniger als 100
weniger als 300

Vcrgleichsbeispicl

Das gemäß Beispiel III erhaltene Rcakiionsprodukt wird unter den Bedingungen des Beispiels III behandelt, wobei die gleichen Behandlungsstufen durchgeführt werden, von der Neutralisationsstufe bis zur Stufe der fraktionierten Destillation im Vakuum. Die Destillation erfolgt jedoch in Abwesenheit von Äthylcnaminhydrochlorid. Man erhält dabei Polyäthylcnamine mit hohem Siedepunkt und den in Tabelle 4 angegebenen Färbungszahlen.

Tabelle 4

Äilivk'iKimiiK-

rürbungszahl
(Pt-Co-Färbung?.
Standard)

Diäthylen-triamin 40

N-2-Aniinoäihyle-pipera/in 50

Triäthylcn-teiraniin 300

Tetraäihylen-peniamin 700

Pentaäthvlen-hexamin über 1000

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Entfärben von Polyäthylenaminen, dadurch gekennzeichnet, daß man die Poiyäthylenamine mit 4 bis 20 Kohlenstoffatomen in Gegenwart von 0,1 bis 10 Gew.-Teilen Polyäthylenaminhydrochlorid pro 100 Gew.-Teile der Poiyäthylenamine bei 80 bis 230° C und bei einem Druck von 100 bis 0,1 mm Hg destilliert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man Poiyäthylenamine mit 4 bis 10 Kohlenstoffatomen einsetzt.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß man Piperazine einsetzt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man 0,5 bis 5 Gew.-Teiie Polyäthylenaminhydrochlorid auf 100 Gew.-Teile der Polyäthylenamine einsetzt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man vor der Destillation der Polyäthylenamine Chlorwasserstoff zusetzt.