DE2425761A1 - CONTINUOUS PROCEDURE FOR THE PRODUCTION OF A DIOL FROM A DIOLESTER - Google Patents
CONTINUOUS PROCEDURE FOR THE PRODUCTION OF A DIOL FROM A DIOLESTERInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein kontinuierliches Verfahren für die Erzeugung eines esterfreien Diols aus einem Diolester durch Alkoholyse, bei dem der Ester, ein Alkohol mit einem Siedepunkt, der niedriger ist als der Siedepunkt des Diols, und ein basir scher Katalysator in ein Reaktionsgefass mit einer Temperatur gegeben werden, die ausreichend ist, um den eingesetzten Alkohol zu verdampfen und kontinuierlich das Diol. aus dem Reaktor zu entfernen.The invention relates to a continuous process for Generation of an ester-free diol from a diol ester by alcoholysis, in which the ester, an alcohol with a boiling point, which is lower than the boiling point of the diol, and a basic catalyst in a reaction vessel with a temperature be given, which is sufficient to evaporate the alcohol used and continuously the diol. from the reactor to remove.
Es sind bereits verschiedene Verfahren bekannt, um von Diolen Estergruppen zu entfernen und ein brauchbares Diol zu erzeugen. Wässrige basische Hydrolyse ist unbrauchbar, weil molare Mengen von Carbonsäuresalzen erzeugt werden, die in Wasser und bis zuVarious processes are already known in order to obtain diols Remove ester groups and create a useful diol. Aqueous basic hydrolysis is unusable because of its molar amounts from carboxylic acid salts that are present in water and up to
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einem gewissen Grade auch in den erzeugten Diolen löslich sind. Die isolierten Salze müssen dann mittels einer starken Säure in die Carbonsäure umgewandelt werden; es werden daher grosse Mengen unbrauchbarer Salze erzeugt.are also soluble to a certain extent in the diols produced. The isolated salts must then be converted into the carboxylic acid using a strong acid; there are therefore large quantities unusable salts generated.
Bei der säurekatalysierten Hydrolyse, bei der ein Ester, Wasser und ein Säurekatalysator gemischt werden, bildet sich ein Gleichgewicht, bei dem eine grosse Menge Ester in der Mischung zurückbleibt. Es müssen daher Verfahren ersonnen werden, um das Gleichgewicht in der gewünschten Richtung zu verschieben, gewöhnlich durch selektive Entfernung eines oder mehrerer Produkte aus der Reaktionsmischung.In acid-catalyzed hydrolysis, in which an ester, water and an acid catalyst are mixed, an equilibrium is formed, which leaves a large amount of ester in the mixture. Procedures must therefore be devised to maintain equilibrium in the desired direction, usually by selectively removing one or more products from the Reaction mixture.
Es wurde nunmehr gefunden, dass ein esterfreies Diol in einem kontinuierlichen Verfahren aus einem Diolester durch Alkoholyse hergestellt werden kann, bei dem der Diolester, ein Alkohol mit einem Siedepunkt unterhalb des Siedepunktes des Diolesters und ein basischer Katalysator in ein Reaktionsgefäss von einer Temperatur gegeben werden, die ausreicht, um den eingesetzten Alkohol zu verdampfen, und kontinuierlich das esterfreie Diol und eine Mischung aus dem eingesetzten Alkohol und einem Ester, dessen Siedepunkt niedriger ist als der Siedepunkt des Diolesters aus dem Reaktor zu entfernen.It has now been found that an ester-free diol in one continuous process can be produced from a diol ester by alcoholysis, in which the diol ester, an alcohol with a boiling point below the boiling point of the diol ester and a basic catalyst in a reaction vessel of one temperature be given, which is sufficient to evaporate the alcohol used, and continuously the ester-free diol and a Mixture of the alcohol used and an ester whose boiling point is lower than the boiling point of the diol ester remove from the reactor.
Vorzugsweise wird ein Diolester, ein Alkohol mit einem Siedepunkt, der niedriger ist als der des Diols und ein basischer Katalys.ator in einen Reaktor gegeben, und zwar in den oberen Teil des Reaktors, und ein Alkoholdampf in den unteren Teil des Reaktors, wobei die zugeführten Materialien aus dem oberen Teil und dem unteren Teil des Reaktors bei einer Temperatur, die ausreichend ist, um den eingeführten Alkohol zu verdampfen, im Gegenstrom zueinander fliessen und kontinuierlich ein esterfreies Diol aus dem unterenTeil des Reaktors entfernt wird und eine Mischung aus dem eingesetzten Alkohol und einem Ester, dessen Siedepunkt niedriger ist als der Siedepunkt des Diolesters, aus dem oberen Teil des Reaktors abgezogen wird.Preferably a diol ester, an alcohol with a boiling point, which is lower than that of the diol and a basic catalyst is placed in a reactor, in the upper part of the Reactor, and an alcohol vapor in the lower part of the reactor, with the feed materials from the upper part and the lower part of the reactor at a temperature sufficient to evaporate the alcohol introduced, countercurrently flow towards each other and continuously an ester-free diol is removed from the lower part of the reactor and a mixture of the alcohol used and an ester whose boiling point is lower than the boiling point of the diol ester from the upper part the reactor is withdrawn.
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Bezeichnungdescription
Die hierin verwendeteYbiolester umfasst dabei sowohl einen einzigen Diolester als auch eine Mischung von Diolestern.The ybiolester used herein includes both a single one Diol esters as well as a mixture of diol esters.
Das Verfahren der .vorliegenden Erfindung ist geeignet,'um konti^ nuierlich eine Estergruppe aus einem Diolester zu entfernen. Dieses Verfahren kann benutzt werden, um kontinuierlich eine Acetatgruppe aus einem Diolacetat, welches bei der Hydroformylierung und Hydrierung von Allylacetat erhalten wird, zu entfernen.The method of the present invention is suitable for making continuous of course to remove an ester group from a diol ester. This process can be used to continuously produce a Acetate group from a diol acetate, which in hydroformylation and hydrogenation of allyl acetate is obtained.
Die Hydroformylierung und Hydrierung von Allylacetat ist in gleichzeitig eingereichten Patentanmeldungen der Anmelderin offenbart. Ein Acetatester eines Butandiols und ein Acetatester eines Propandiols, die durch Hydroformylierung und anschliessende Hydrierung oder durch Reaktion von Allylacetat mit Kohlenmonoxyd in Gegenwart eines Katalysators bei erhöhter Temperatur und erhöhtem Druck gebildet worden sind, können eine Mischung von wenigstens 9 Verbindungen umfassen, d.h. dem Diol, dem Monoacetat und dem Diacetat von 1,4-Butandiol, 1,2-Butandiol und 2-Methyl-l,3-propandiol.The hydroformylation and hydrogenation of allyl acetate is described in simultaneously filed patent applications by the applicant disclosed. An acetate ester of a butanediol and an acetate ester of a propanediol, which by hydroformylation and subsequent Hydrogenation or by reaction of allyl acetate with carbon monoxide in the presence of a catalyst at elevated and elevated temperatures Pressure formed may comprise a mixture of at least 9 compounds, i.e. the diol, the monoacetate and the diacetate of 1,4-butanediol, 1,2-butanediol and 2-methyl-1,3-propanediol.
Die Erfindung umfasst nun ein verbessertes Verfahren für die Entesterung einer Mischung, bestehend aus einem Acetatester eines Butandiols und einem Acetatester eines Propandiols, die durch Hydroformylierung von Allylacetat erhalten worden sind, wobei die Mischung eines Acetatesters, eines Butandiols und eines· Acetatesters eines Propandiols, eines Alkohols mit einem Siedepunkt, der niedriger liegt als der Siedepunkt der Diole, und ein basischer Katalysator kontinuierlich in den. oberen Teil eines Reaktionsgefässes gegeben werden und ein Alkoholdampf dem unteren Teil des Reaktors zugeführt 'wird, wodurch die im oberen Teil und im unteren Teil zugeführten Materialien bei einer Temperatur, die ausreicht, um den eingesetzten Alkohol zu verdampfen, im Gegenstrom zueinander fliessen, wobei kontinuierlich ein Butandiol und ein Propandiol aus dem unteren Teil des Reaktors entfernt wird und im oberen Teil des Reaktors kontinuierlich eine Mischung eines Acetats, dessen Siedepunkt niedriger ist als-dieThe invention now includes an improved method for Deesterification of a mixture consisting of an acetate ester of a butanediol and an acetate ester of a propanediol, the have been obtained by hydroformylation of allyl acetate, the mixture of an acetate ester, a butanediol and a · Acetate ester of propanediol, an alcohol with a boiling point, which is lower than the boiling point of the diols, and a basic catalyst continuously in the. upper part of a Reaction vessel are given and an alcohol vapor to the lower Part of the reactor is supplied ', whereby the materials supplied in the upper part and in the lower part at a temperature which is sufficient to evaporate the alcohol used, flow in countercurrent to one another, with a butanediol continuously and removing a propanediol from the lower part of the reactor and continuously from the upper part of the reactor Mixture of an acetate whose boiling point is lower than that
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Siedepunkte der eingesetzten Acetate und der Alkohol abgezogen werden.The boiling points of the acetates used and the alcohol are deducted.
Der im unteren Teil des Reaktors zugeführte Alkoholdampf kann von einer externen Quelle herrühren oder er kann an Ort und Stelle erzeugt werden, da dieser Dampf durch anfängliche Zugabe des Alkohols am Kopf des Reaktors gebildet wird.The alcohol vapor supplied in the lower part of the reactor can come from an external source or it can be on site and Place because this vapor is generated by the initial addition of the alcohol at the top of the reactor.
Der als Reaktionsbestandteil verwendete Alkohol hat einen niedrigeren Siedepunkt als das Diol oder die Diole. Die bevorzugt verwendeten Alkohole sind niedrige Alkylalkohole, wie Methanol, Äthanol, Propanol, Butanol usw.The alcohol used as the reaction component has a lower one Boiling point than the diol or diols. The preferred used Alcohols are lower alkyl alcohols such as methanol, ethanol, propanol, butanol, etc.
Wenn bei dem kontinuierlichen Verfahren zur Bildung eines esterfreien Diols Methanol zusammen mit einer Mischung aus einem Acetatester eines Butandiols und einem Acetatester eines Propandiöls zusammen mit einem basischen Katalysator dem Reaktor zugeführt wird, dann setzt sich das Produkt aus einer Mischung von 1,4-Butandiol, 1,2-Butandiol "und 2-Methyl-l,3-propandiol zusammen. Methanoldampf wird dabei kontinuierlich durch den Reaktor hindurchgeführt und Methylacetat und Methanol werden aus dem oberen Teil des Reaktors entfernt. Methylacetat hat einen Siedepunkt von 57i3°C, d.h. 7 C niedriger als Methanol (Siedepunkt 64,7°C)j und es kann von der Reaktionsmischung in Form seines azeotropen Produktes mit Methanol (Siedepunkt 5338°C) durch Fraktionierung abgetrennt werden, so dass dadurch die Reaktion vervollständigt wird. Das 1,4-Butandiol wird von den Diolen durch fraktionierte Destillation abgetrennt.If, in the continuous process for the formation of an ester-free diol, methanol is fed to the reactor together with a mixture of an acetate ester of a butanediol and an acetate ester of a propanediol together with a basic catalyst, then the product is composed of a mixture of 1,4-butanediol, 1,2-butanediol "and 2-methyl-1,3-propanediol together. Methanol vapor is continuously passed through the reactor and methyl acetate and methanol are removed from the upper part of the reactor C lower than methanol (boiling point 64.7 ° C) j and it can be separated from the reaction mixture in the form of its azeotropic product with methanol (boiling point 53 3 8 ° C) by fractionation, so that the reaction is completed. 4-Butanediol is separated from the diols by fractional distillation.
Das azeotrope Produkt mit Methanol kann nach bekannten Verfahren, wie beispielsweise durch Hydrolyse, in Essigsäure und Methanol umgewandelt werden.The azeotropic product with methanol can be converted into acetic acid and methanol by known methods, for example by hydrolysis being transformed.
Der in der vorliegenden Erfindung verwendete basische Katalysator kann entweder ein basischer Katalysator, wie ein Alkalimetallhydroxyd, oder ein Alkalimet al lalkoholat. oder ein Ionenaus tausche r-The basic catalyst used in the present invention can be either a basic catalyst such as an alkali metal hydroxide, or an alkali metal alcoholate. or an ion exchange
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harz sein. Bevorzugte basische Katalysatoren umfassen Kaliumhydroxyd, Natriumhydroxyd, Natriummethylat usw. Die von Ionenaustauscherharz verschiedenen basischen Katalysatoren können in bequemer Weise als Alkohollösung zugegeben werden.be resin. Preferred basic catalysts include potassium hydroxide, Sodium hydroxide, sodium methylate, etc. Those of ion exchange resin various basic catalysts can be conveniently added as an alcohol solution.
Die Katalysatoren können in variierenden Mengen verwendet werden. Mengen von etwa 0,1 bis etwa 3,0 Gew.-# in Alkohol werden bevorzugt. .The catalysts can be used in varying amounts. Amounts from about 0.1 to about 3.0 weight percent in alcohol are preferred. .
Die Temperatur und der Druck, bei der die Reaktion durchgeführt wird, sind nicht kritisch. Die bevorzugte Arbeitstemperatur kann im Bereich des Siedepunktes des speziell verwendeten Alkohols liegen, während der Druck im Bereich von Unteratmosphärendruck bis Überatmosphärendruck liegen kann. Wenn Methanol verwendet wird, liegt die Temperatur bei etwa 65 C, und der Druck ist vorzugsweise Atmosphärendruck.The temperature and pressure at which the reaction is carried out are not critical. The preferred working temperature can be are in the range of the boiling point of the alcohol specifically used, while the pressure is in the range from subatmospheric pressure to Above atmospheric pressure can be. When methanol is used the temperature is about 65 C and the pressure is preferred Atmospheric pressure.
Der für die vorliegende Erfindung verwendete Reaktor kann ein solcher sein, wie er allgemein als Destillationskolonne verwendet wird, beispielsweise eine Füllkörperkolonne, eine Vielstufenkolonne oder eine beliebige andere Art von Kolonne. Ein bevorzugter Reaktor ist eine Füllkörperkolonne.The reactor used for the present invention may be one generally used as a distillation column is, for example a packed column, a multi-stage column or any other type of column. A preferred reactor is a packed column.
Die Menge des in dem Verfahren verwendeten Alkohols kann von etwa 1 Mol bis zu etwa 10 Mol pro Mol Diolester variieren.The amount of alcohol used in the process can vary from about 1 mole to about 10 moles per mole of diol ester.
Die nachfolgenden Beispiele dienen dazu, um dem Fachmann das Prinzip und die praktische Durchführung der vorliegenden Erfindung näher zu erläutern. Falls nicht ausdrücklich anders angegeben, sind die angeführten Teile oder Prozentsätze Gewichtsteile oder Gewichtsprozentsätze.The following examples serve to explain the principle and the practical implementation of the present invention to the person skilled in the art to be explained in more detail. Unless expressly stated otherwise, the parts or percentages given are parts by weight or Weight percentages.
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Der Reaktor bestand aus einer 6l mm (2 Fuß) langen Destillationskolonne mit einem Durchmesser von 2,51J cm (1 inch), die mit Goodloe-Füllkörpern aus rostfreiem Stahl gefüllt war. Am Boden der Kolonne war ein Rührer und ein beheizter 1 Liter-Destillationskolben angeordnet, so dass dann, wenn Flüssigkeit aus der Kolonne in den Kolben gelangte, ein konstanter Flüssigkeitsspiegel darin aufrechterhalten wurde, indem eine entsprechende Menge der Flüssigkeit aus dem Kolben abgezogen wurde. Am Kopf des Reaktors befand sich ein Einlass für Flüssigkeiten und ein Destillationskopf mit einem Kondensator zur Entfernung der Dämpfe.The reactor consisted of a 61 mm (2 foot) long distillation column 2.5 1 J cm (1 inch) in diameter filled with Goodloe stainless steel packing. A stirrer and a heated 1 liter distillation flask were located at the bottom of the column so that when liquid from the column entered the flask, a constant liquid level was maintained therein by withdrawing an appropriate amount of the liquid from the flask. At the top of the reactor there was an inlet for liquids and a distillation head with a condenser for removing the vapors.
In den Destillationskolben wurden 400 bis 600 g 0,5£ige Natriumhydroxydlösung in Methanol gegeben und dann unter Rühren am Rückfluss erhitzt. Auf diese Weise wurde der Reaktor auf ungefähr 65 C erhitzt. Durch den Einlass am Kopf des Reaktors wurde dann eine erhitzte Mischung von 0,5 % Natriumhydroxyd in Methanol und Butandiolmonoacetat gegeben, wobei das molare Verhältnis von Methanol zu Butandiolmonoacetat 4:1 betrug. Die Mischung wurde separat durch Erhitzen des methanolischen Natriumhydroxyds und des Butandiolmonoacetats auf 55 C und Vereinigen der beiden Flüssigkeiten unmittelbar vor dem Eintritt in den Reaktor hergestellt. Die Einlaufgeschwindigkeit der Mischung in den Reaktor betrug 16 ml/Minute. Methylacetat und überschüssiges Methanol wurden am Kopf des Reaktors als Dampf abgezogen, der dann kondensiert wurde.400 to 600 g of 0.5 strength sodium hydroxide solution in methanol were added to the distillation flask and the mixture was then refluxed with stirring. In this way the reactor was heated to approximately 65 ° C. A heated mixture of 0.5% sodium hydroxide in methanol and butanediol monoacetate was then passed through the inlet at the top of the reactor, the molar ratio of methanol to butanediol monoacetate being 4: 1. The mixture was prepared separately by heating the methanolic sodium hydroxide and the butanediol monoacetate to 55 ° C. and combining the two liquids immediately before entering the reactor. The flow rate of the mixture into the reactor was 16 ml / minute. Methyl acetate and excess methanol were removed as vapor at the top of the reactor, which was then condensed.
Das in dem Reaktor gebildete Butandiol gelangte mit etwas Methanol und dem Katalysator vom Boden des Reaktors in den Kolben. Bei fortschreitender Reaktion wurde es dann aus den Kolbenjüber die Pegelausgleichvorrichtung abgezogen.The butanediol formed in the reactor got there with some methanol and the catalyst from the bottom of the reactor into the flask. As the reaction progressed, the flasks then turned into the Level compensation device removed.
Eine Analyse der den Boden des Reaktors verlassenden Flüssigkeit zeigte, dass im wesentlichen das gesamte Butandioläcetat in ■ Butandiol umgewandelt worden war.An analysis of the liquid leaving the bottom of the reactor showed that essentially all of the butanediol acetate in ■ Butanediol had been converted.
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Die Vorrichtung und das Verfahren waren die gleichen wie in Beispiel 1 mit der Ausnähme, dass 1 % Wasser zu der methanolischen Natriumhydroxydlösung gegeben worden war, die in der Beschickungslösung verwendet wurde. Es wurde keine wesentliche Veränderung in den Resultaten festgestellt.The apparatus and procedure were the same as in Example 1 except that 1 % water was added to the methanolic sodium hydroxide solution used in the feed solution. There was no significant change in the results.
Die Vorrichtung und das Verfahren waren die gleichen, wie se in Beispiel 1 verwendet wurden, mit der Ausnahme, dass 0,5 %igß Natriumhydroxydlösung und Butandioldiacetat verwendet wurden, die beide erhitzt auf 60 C in einem molaren Verhältnis von Methanol zu Diacetat von 8 : 1 gemischt und dann am Kopf des Reaktors mit einer Geschwindigkeit von 12 ml/Minute zugegeben wurden.The apparatus and procedure were the same as used in Example 1, except that 0.5 % sodium hydroxide solution and butanediol diacetate were used, both of which were heated to 60 C in a methanol to diacetate molar ratio of 8: 1 mixed and then added at the top of the reactor at a rate of 12 ml / minute.
Die Ergebnisse waren die gleichen wie in Beispiel 1.The results were the same as in Example 1.
Die Vorrichtung und die Bedingungen waren die gleichen wie in Beispiel 3 mit der. Ausnahme, dass 1 % Wasser zu der methanolischen Natriumhydroxydlösung in der Beschickungsmischung zugegeben worden war. Es trat keine wesentliche Veränderung in den erhalte*· nen Resultaten auf.The apparatus and conditions were the same as in Example 3 with FIG. Except that 1 % water was added to the methanolic sodium hydroxide solution in the feed mixture. There was no significant change in the results obtained.
Ein Kolben wurde mit einem zusätzlichen Trichter, einem Rührer, einem Dampfabscheider mit Kondensator und einem Heizmantel versehen. Derselbe wurde mit 200 g Butandiolacetaten (20,2 % Butandiol, 57,1 % Butandiolmonoacetat und 20,0 % Butandioldiacetat), 7,78 g Kaliumhydroxydpellets und 146 g Methanol beschickt.A flask was fitted with an additional funnel, stirrer, steam trap with condenser, and a heating mantle. It was charged with 200 g of butanediol acetates (20.2 % butanediol, 57.1 % butanediol monoacetate and 20.0 % butanediol diacetate), 7.78 g of potassium hydroxide pellets and 146 g of methanol.
Die Mischung wurde am Rückfluss erhitzt und zusätzliches Methanol wurde durch den Zugabetriehter in dem Maße zugegeben, wie dasThe mixture was heated to reflux and additional methanol was added by the addict to the extent that this
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. Destillat entfernt wurde. Nach einer Stunde waren 95 g Methanol zugegeben und etwa 95 g Destillat erhalten worden. Eine Probe der verbleibenden Mischung wurde analysiert und es wurde gefunden, dass sie wesentliche Mengen Butandiolacetate enthielt. Nach 3 Stunden waren 348 g Methanol zugegeben und etwa 350 g Destillat erhalten worden. Die Analyse der Probe der Reaktionsmischung zeigte, dass gegenüber der ersten Stunde nur ein sehr geringer Fortschritt der Reaktion eingetreten war.. Distillate has been removed. After one hour there was 95 g of methanol added and about 95 g of distillate was obtained. A sample of the remaining mixture was analyzed and it was found that it contained substantial amounts of butanediol acetates. After 3 hours, 348 g of methanol had been added and about 350 g of distillate been received. The analysis of the sample of the reaction mixture showed that compared to the first hour only a very low Progress of the reaction had occurred.
Die vorstehenden Beispiele zeigen, dass durch Verwendung des kontinuierlichen Verfahrens gemäss der vorliegenden Erfindung reines Butandiol erhalten wird (Beispiele 1 bis 1I), während bei dem in Beispiel 5 beschriebenen Verfahren die Reaktion nicht zuende geführt wird.The above examples show that pure butanediol is obtained by using the continuous process according to the present invention (Examples 1 to 1 I), while in the process described in Example 5 the reaction is not brought to completion.
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Claims (1)
eines Propandiols, ein Alkphol mit einem Siedepunkt unterhalb des Siedepunktes der Diole und ein basischer Katalysator in den oberen Teil eines Reaktors und ein Alkoholdampf in den unteren Teil des Reaktors eingeführt werden, wobei die Materialien aus dem oberen Teil und dem unteren Teil des Reaktors bei einer Temperatur, die ausreicht, um den eingesetzten Alkohol zu verdampfen, im Gegenstrom zueinander geführt
werden, und von dem unteren Teil des Reaktors kontinuierlich ein Butandiol und ein Propandiol und von dem oberen Teil des Reaktors kontinuierlich eine Mischung eines Azetats,dessen Siedepunkt niedriger ist als der Siedepunkt der Ausgangsacetate und der eingesetzte Alkohol abgezogen werden.7. The method according to 'claim 1, characterized in that continuously a mixture of an acetate ester of a butanediol and an acetate ester
a propanediol, an alcohol with a boiling point below the boiling point of the diols and a basic catalyst are introduced into the upper part of a reactor and an alcohol vapor into the lower part of the reactor, the materials from the upper part and the lower part of the reactor at a Temperature sufficient to evaporate the alcohol used, conducted in countercurrent to one another
and a butanediol and a propanediol are continuously withdrawn from the lower part of the reactor and a mixture of an acetate whose boiling point is lower than the boiling point of the starting acetates and the alcohol used are continuously withdrawn from the upper part of the reactor.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
| 8130 | Withdrawal |