DE2231629A1

DE2231629A1 - Verfahren zur herstellung von reiner fumarsaeure

Info

Publication number: DE2231629A1
Application number: DE19722231629
Authority: DE
Inventors: Manfred Dr Rer Nat Baerns; Klaus Schaller; Karl Dr Rer Nat Schmid
Original assignee: Fried Krupp AG
Current assignee: Fried Krupp AG
Priority date: 1972-06-28
Filing date: 1972-06-28
Publication date: 1974-01-31
Also published as: BE801370A; FR2190795B1; DE2231629B2; GB1431837A; JPS4949915A; FR2190795A1

Description

FRIED. ILLiUPP GESSLLSCIiAFY IiIT BBS CIIilÄIJIITER PIAFTUHG IN ESSEN

Vorfahren Kur Herstellung von roiner Fumarsäure

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren

zux" Herstellung reiner Fumarsäure, die ihrerseits

chjph Isomerisation von Maleinsäure in wässriger Lösung erzeugt wird.

Es ist bekannt, daß nan Finaarsäure durch katalytische Isomerisation von Maleinsäure in wässriger Lösung herstellen kann, aus der die Fumarsäure durch Kristallisation ausgeschieden und danach durch ein mechanisches Trennverfahren von der Mutterlauge abgetrennt wird. Die dazu erforderliche Maleinsäure

wird racist aus ihrem Anhydrid gewonnen, das großtechnisch durch Oxidation von Benzol oder C.-Kohlenwasserstoff en hergestellt wird. lialeinsäui~eanhydrid fällt aber auch als Nebenprodukt bei der Oxidation von. o-Xylol oder Naphthalin zu Phthalsäureanhydrid an. Bei diesen Oxidationsreaktionen entstehen teilweise farbige Nebenprodukte, durch die das Maleinsäureanhydrid bzw. die daraus gewonnene Maleinsäure und die hieraus hergestellte Fumarsäure verunreinigt werden. Bisher werden die wässrigen Fumarsäurelösungen durch Zugabe pulvriger Aktivkohle gereinigt, die mit der Lösung längere Zeit, nämlich für eine oder mehrere Stunden, in Berührung bleibt. Die dabei benutzte Aktivkohle wird gewöhnlich unter Zuhilfenahme eines Filterhilfsmittels, wie beispielsweise Kieselgur,

EV 101/72
D(J)Eo_n -,.,

■ ■' " ''■'.} '.'■ '■;■*· :■■-. ■ _ *t —

309885/1361

BAD ORIGINAL

durch ein Feststoff/Flüssigkeits-Trennverfahren von der Lösung abgetrennt und dann verworfen. Diese Verfahrensweise führt jedoch zu einer schlechten Ausnutzung der verwendeten Aktivkohle, da diese nicht die dem durch die jeweilige Adsorptionsisotherme gegebenen thermodynamischen Gleichgewicht ent stirecliende maximal mögliche Menge an Verunreinigungen aufnehmen kann, wie dies beispielsweise dann der Fall wäre, wenn Aktivkohle und Lösung im Gegenstrom zueinander geführt wurden. Auch ist die pulvrige Aktivkohle, die im allgemeinen noch mit Filterhilfsniittein versetzt ist, nach ihrer Abtrennung von der Furaaraäurelösung nicht mehr regenerierbar, und sie kann somit nicht erneut für die Reinigung eingesetzt werden.

Die vorliegende Erfindung bezweckt, diese Mängel zu vermeiden und ein einfaches und wirksames Verfahren zur Herstellung reiner Fumarsäure zu schaffen. Die Lösung der vorliegenden Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß die adsorptive Reinigung der Fumarsäure in Form ihrer wässrigen Lösung mit geringstem technischen und wirtschaftlichen Aufwand durchführbar ist, wenn die wässrige Lösung durch ein Filterfestbett geleitet wird, das als Adsorptionsmittel körnige Aktivkohle und erforderlichenfalls zusätzliche Filterhilfsmittel enthält. Die so verwendete Aktivkohle, durch die Fumarsäura/strörat, kann nach Erreichen ihres Aufnahmevermögens für die zu entfernenden Verunreinigtingen ohne weiteres regeneriert werden. Dadurch wird der Verbrauch an Aktivkohle drastisch reduziert, und es kann auch die erforderliche Adsorptionszeit erheblich erniedrigt werden.

BAD ORIGINAL - 2 -

309885/1363

Um das erforderliche Flüssigkeitsvolumen gerin«; zu halten, soll die Konzentration der Fumarsäure in der wässrigen Lösung möglichst hoch sein. Dies wird gemäß einem weiteren Schritt der Erfindung dadurch erreicht, daß bei einer solchen Konzentration gearbeitet wird, die nahe der Sättigungskonzentration ist. Vorzugsweise kann bei einer Sättigungskonzentration gearbeitet werden, die einer Temperatur von etwa 100 C entspricht. Die aus dem mit Aktivkohle gefüllten Festbettadsorber austretende, gereinigte Lösung wird soweit abgekühlt, daß die gelöste Fumarsäure weitgehendst kristallin ausgeschieden wird.

"Wo η die Furiarsäurelösung verunreinigende Feststoffe enthält, die in l^oübidaler ?ona vorliegen und nicht i:i der Aktivkohle schicht ::;v.rü eingehalten werden, so hnran vor oder hinter dem Fostbettabsorber ein hierfür geeignetes Filter vorgesehen werden. Zweckmäßig wird nur Beseitigung dieser Feststoffe ebenfalls ein Festbcttfjilter verwendet, das ein Filterhilfsmittel, wie beispielsweise Kieselgur, enthält.

Die zur Höinigtmg der Funarsüure nach dem Vorfahren £:enäß der Erfindung eingesetzte Aktivkohle kann, wenn sie mit den r,u entfernenden Verunreinigungen beladen ist und ihr Reinigungsvermögen eingebüßt hat, atif einfache Weise regeneriert werden. Vorzugsweise geschieht dies dadurch, daß Wasserdampf oder ein Inertgas, wie beispielsweise Stickstoff, oder ein Gemisch von Wasserdampf und einem Inertgas bei Temperaturen von mindestens 120 C, vorzugsweise jedoch 200 bis 35O°C, unter Zugabe geringer Sauerstoffmengen, durch die Aktivkohle geleitet wird, Hierdurch werden die adsorbierten Verunreinigungen abgetrieben und die Oberfläche der Aktivkohle reaktiviert, wo-

- 3 - 309885/1363

BAD ORIGINAL

durch diese ihr ursprüngliches Adsorptionsvermögen nahezu zurückgewinnt und erneut für die Reinigung eingesetzt werden kann.

Beispiel 1

Wässrige lioIi-Funarsäurelösting wurde während eines Zeitraumes von 60 Stunden bei 95 C mit einer Geschwindigkeit von 1,3^ 1-g/h durch eine Schicht körniger Aktivkohle von 5^5 cn Höhe und 5 cm Durchmesser geleitet. Die Konzentration der Lösung an Fumarsäure betrug 7 Gew.-^o. (Die Roh-Fumarsäurolb"sung war durch katalytische Isonerisation einer wässrigen Maleinsäurelösung gewonnen worden, die durch Hydratiation von dem als Nebenprodukt bei dex" Phthalsäureanhydridherstellimg aus o-Xylol angefallenen Maleinsäureanhydrid erhalten wurde.) Die aus dem mit Aktivkohle gefüllten Adsorber ausfließende Fuiaarsäurelösung wurde abgekühlt, die kristallin ausgeschiedene Fumarsäure abgenutscht, getrocknet md auf ihre Reinheit geprüft. Eine 5-z^ige athylalkoholische Losung der Fumarsäure hatte eine ΛΡΙΙΑ-Zahl von nax. 10.

Beispiel 2

Eine dem Beispiel 1 entsprechende Iloh-Funiarsäurelösung wurde über einejjZeitraum von 56 Stunden bei 9^ C mit 0,17 l^g/h durch eine Schicht körniger Aktivkohle von ca. 2,5 cm Höhe und 2,5 cm Durchmesser durchgesetzt. Die wie nach Beispiel 1 aus der gereinigten Lösung gewonnene FunarsäuxO hatte bis zu einer Betriebszeit von etwa 10 bis 15 h eine APIiA-ZaIiI v.nter 10} mit :',imehnendor iotriebsdauor nahn dio APJIA-Zahl stotig zu.

30 9885/136

Beispiel ß

Körnige Aktivkohle wurde iür Vj Stunden in einer wässrigen Roh-Fumarsäurelösung, in der die Funiar-.sä-arekonsentration 7 Gcw.-$£ betrug, bei 95°C irater Rühren suspendiert. Die erzielte Entfärbung der Roh-Fumar säur elö sung wurde durch Lies sung ihrer Ext inlet ion quantitativ erfaßt, wodurch die Menge der durch die Aktivkohle aufgenommenen Verunreinigxmgon bestimmt war. Diο Aktivkohle, die in ein Iiogenerationsrohr überführt wui-do, wurce danach für nvwei Stunden hei JÖO C von WasserdamTf, dem Luft beigemischt liar (90 Vo 1.-/0 n_p0-Dai:ir>f, 10 Vol.'^a Luft), durchströnt. Die so regenerierte Hohle wurde in analoger Ueise, wie bereits beschrieben, für die Entfärbung von Iioh»Ftinarsäurolösung eingesetzt und danach erneut regeneriert. Die ersilete Entfärbung der Hoh-Funarsäurelösung mit' regenerierter in Vergleich au frischer Aictivlcohle ist nachstehend angegeben:

relative Entfärbung

frische AI:tiv!.:ohle 1

A;:tivkohle nach. 1. Ilegenoratioii 0,9

Aktivkohle nach 2. liegcneratioii 0,9. .

In Rahmen der vorliegenden Erfindung liegt es ebenfalls, den mit körniger Aktivkohle gefüllten Festbettadsorber zur Entfernung der Verunreinigungen schon vor der Isomerisation der Maleinsäure zu Fumarsäure einzusetzen, so daß die Maleinsäure in wässriger Lösimg bereits in gereinigtem Zustand isomerisiert wird. Auch auf diesem Wege kann reine Fumarsäure erhalten werden.

BAD ORIGINAL " ⁵ " 309885/1363

Claims

Patentansprüche!

1. Verfahren ;:ur ,ierstellnnf: roiner /üraarsäMre, üie durch Isomerisation von Maleinsäure in wässriger Losun;: ei~zeugt wird, dadurcli gekennzeichnet, dau die wässrige Süurelösung durch einen mit !zorniger Aktivkohle gefüllten Fostbettadsorber geführt wird, in dem eie mehr als zwei Minuten verweilt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet» daß die VoiTJeilneit mindestens 10 Minuten beträgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die durch den Festbettadsorber strömende wässrige Fumarsäurelösung eine Temperatur zwischen 50 und 120 C hat.

4. Verfahren nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die durch den Festbettadsorber strömende wässrige Fumarsäurelösung eine Temperatur zwischen 90 und 100°C hat.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die wässrige Säurelöstmg durch ein weiteres zur Beseitigung von in kolloidaler Form vorliegenden Verunreinigungen dienendes Filter geleitet wird.

309885/1363

' ' " BAD 0RK31NAL

ύ. Veri'ahren nach Anspruch ^CJ, dadurch gekennzeichnet, daii das weitere Filter Ilieselgur enthält.

309885/1363

BAD