DE2737265A1 - Verfahren zur abtrennung von dimethylcarbonat aus seinem azeotrop mit methanol - Google Patents

Verfahren zur abtrennung von dimethylcarbonat aus seinem azeotrop mit methanol

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Description

Bayer Aktiengesellschaft 2737265
a,
Zentralbereich Patent·, Marken und Lizenzen
50Θ Leverkusen. Bayerwerk Bg/kl/AB
16. Aug. HJJ7
Verfahren zur Abtrennung von Dimethylcarbonat aus seinem Azeotrop mit Methanol
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abtrennung von Dimethylcarbonat aus dem Dimethylcarbonat/Methanol-Azeotrop durch Destillation.
Dimethylcarbonat ist als Ausgangsstoff zur Herstellung aromatischer Carbonate, die ihrerseits wiederum Vorprodukte zur Herstellung von Polycarbonaten und Pflanzenschutzmitteln darstellen, von großer technischer Bedeutung (vgl. z.B. Ulimanns Encyklopädie der technischen Chemie, 3 Aufl., Bd. 9, S. 776 (1957), US-PS 3 933 846, DT-PS 971 790).
Dimethylcarbonat wird gemäß der US-PS 2 642 858, der US-PS 3 803 2O1 und der DT-OS 2 615 665 durch Umesterung cyclischer Carbonate, wie Äthylencarbonat, mit Alkoholen in Gegenwart von alkalischen Katalysatoren hergestellt. Hierbei wird ein etwa 30 Gew.-%iges Azeotrop mit Methanol erhalten.
Zur Gewinnung von Dimethylcarbonat aus dem Azeotrop wird gemäß der US-PS 3 803 201 durch Kühlen auf -70°C ein an Dimethylcarbonat reiches kristallines Produkt ausgefroren, aus dem Dimethylcarbonat durch
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Destillation gewonnen werden kann. Das Verfahren ist angesichts der erforderlichen tiefen Temperaturen und der technisch umständlichen Filtrationsstufe von geringem technischen Interesse.
Auch das Verfahren der DT-PS 2 450 856, nach dem eine Trennung durch eine Extraktivdestillation unter Verwendung von Wasser als Lösungsmittel möglich sein soll, ist in Anbetracht der hohen Wasserlöslichkeit und leichten Verseifbarkeit des Dimethylcarbonats verlustreich und somit unwirtschaftlich.
Ein weiteres Trennverfahren beruht auf einer Destillation bei einem Druck von etwa 10 atü, wobei nach Abdestillieren einer methanolreichen Kopffraktion Dimethylcarbonat als Rückstand erhalten wird (DT-OS 2 607 003).
Es wurde ein Verfahren zur Gewinnung von Dimethylcarbonat aus seinem Azeotrop mit Methanol durch Destillation gefunden, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man das Azeotrop mit solchen Azeotropbildnern, die mit Methanol nicht mischbar sind, bei Normaldruck destilliert.
Durch die Mitverwendung von mit Methanol nicht mischbaren Azeotropbildnern bei der Destillation des Methanol/Dimethylcarbonat-Azeotrops destilliert zunächst ein niedrig siedendes Azeotrop aus dem betreffenden Gemisch des Azeotropbildners mit Methanol - der Siedepunkt des Azeotrops ist abhängig von der Art des verwendeten Azeotropbildners, er liegt im Temperaturbereich von etwa 300C bis 63°C -, wodurch der Rückstand an Methanol verarmt. Zurück bleibt nahezu reines Dimethylcarbonat, das in den meisten Fällen
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keiner weiteren Reinigung durch Destillation mehr bedarf. Es war überraschend, daß diese Azeotropdestillation gelingt, obwohl bekanntermaßen die unten aufgeführten Azeotropbildner sowohl mit Methanol als auch mit dem Dimethylcarbonat azeotropsiedende Gemische bilden.
Das erfindungsgemäße Verfahren gewährleistet eine besonders wirtschaftliche, sauber und einfach durchzuführende Trennung von Methanol und D!methylcarbonat.
Als Azeotropbildner seien zum Beispiel
aliphatische Kohlenwasserstoffe mit 5-10, bevorzugt 6-7, Kohlenstoffatomen genannt, wie Pentan, Hexan, Heptan, Octan, 2-Methylhexan, 2-Methylheptan, 3-Methylheptan, 4-Methylheptan, 2,2-Dimethylpentan, 2,3-Dimethylpentan, 2,4-Dimethylpentan, 3,3-Dimethylpentan, 2,5-Dimethylhexan und 2,2,4-Trimethylpentan (Isooctan), ferner Kohlenwasserstoffe enthaltende technische Benzinfraktionen, wie Petroläther (Siedebereich 40 bis 80 C),Leichtbenzin (Siedebereich 6O bis 95°C) und Ligroin (Siedebereich 80 bis 11O0C). Die Kohlenwasserstoffe und die Kohlenwasserstoffe enthaltenden technischen Benzinfraktionen können sowohl einzeln als auch im Gemisch untereinander als Azeotropbildner verwendet werden.
Bevorzugt werden als Azeotropbildner eingesetzt: Hexan, Heptan, Octan, Isooctan, Petroläther, Leichtbenzin und/ oder Ligroin, wobei Hexan und Heptan besonders bevorzugt sind.
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Die Azeotropbildner werden zweckmäßig in solcher Menge
eingesetzt, die eben ausreicht, um alles Methanol überzudestillieren. Die zuzusetzende Menge an Azeotropbildnern kann den bekannten Tabellen (vgl. z.B. Handbook of Chemistry and Physics, 51. Edition (1970), The Chemical Rubber Company, Cleveland/Ohio) mit den Angaben über die jeweilige Azeotropzusairanensetzung entnommen oder durch
einfache Vorversuche ermittelt werden.
Das zunächst über Kopf destillierende Azeotrop trennt sich in der Vorlage in eine im wesentlichen aus Methanol bestehende Phase, die wieder in die Dimethylcarbonat-Produktionsanlage zurückgeführt werden kann, und in eine im wesentlichen aus Kohlenwasserstoff(en) bestehende Phase, die in der Trennanlage wiederverwendet werden kann, auf.
Im Sumpf der Kolonne verbleibt als Rückstand Dimethylcarbonat, das gegebenenfalls durch Destillation gereinigt werden kann.
Das erfindungsgemäße Verfahren sei anhand der folgenden Beispiele verdeutlicht, ohne es jedoch auf diese Beispiele einzuschränken.
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Beispiel 1
An einer mit Glasringen beschickten verspiegelten Füllkörperkolonne mit 1 m Füllhöhe wird ein aus 45Og Dimethylcarbonat/ Methanol-Azeotrop (30:70) und 297 g n-Heptan bestehendes Gemisch derart erhitzt, daß über Kopf ein im wesentlichen aus Methanol und Heptan bestehendes zweiphasiges Azeotrop bei 58,5°C abgetrennt wird. Sobald die Sumpftemperatur 83°C erreicht hat, wird die Kolonne entfernt und der Rückstand (86 g) über eine 10 cm hohe Kolonne fraktioniert. Bei 89 - 90°C gehen 63 g reines Dimethylcarbonat über. Der im Kolben verbleibende Rückstand (4,5 g) besteht ebenfalls aus reinem
on
Dimethylcarbonat (n* 1,3688). Ausbeute 50 % d.Th. Beispiel 2
Eine Mischung aus 150 g Dimethylcarbonat und 35Og Methanol wird mit 95Og η-Hexan an einer 40 cm hohen Silberspiegelkolonne derart destilliert, daß die Ubergangstemperatur 500C nicht übersteigt. Der im Kolben verbleibende Rückstand (95 g) besteht nahezu aus :
Ausbeute 60 % d.Th.
Beispiel 3
Eine Mischung aus 45 g Dimethylcarbonat und 105 g Methanol wird mit 1OO g Isooctan an einer 1 m hohen Silberspiegelkolonne derart fraktioniert, daß das zweiphasige Azeotrop bei 58,5°C übergeht. Die im Kolben zurückbleibende Flüssigkeit (20 g) ist nahezu reines Dimethylcarbonat (n^0 1,3673). Ausbeute 4O % d.Th.
2O besteht nahezu aus reinem Dimethylcarbonat (nn 1,3675).
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Beispiel 4
Ein aus 45 g Dimethylcarbonat und 105 g Methanol bestehendes Gemisch wird mit 85 g Ligroin vom Siedebereich 8O - 110°C Ober eine 5O cm hohe Silberspiegelkolonne im Laufe von 7 1/2 h destilliert, bis die Sumpftemperatür 90°C erreicht hat. Die im Kolben verbleibende Flüssigkeit (24 g) ist nahezu reines Dimethylcarbonat (n£w 1,3676). Ausbeute 52 % d.Th.
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Claims (5)

  1. Patentansprüche
    Verfahren zur Gewinnung von Dimethylcarbonat aus seinem Azeotrop mit Methanol durch Destillation, dadurch gekennzeichnet, daß man das Azeotrop mit solchen Azeotropbildnern, die mit Methanol nicht mischbar sind, bei Normaldruck destilliert.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Azeotropbildner aliphatische Kohlenwasserstoffe mit 5-10 Kohlenstoffatomen verwendet.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Azeotropbildner Kohlenwasserstoffe enthaltende technische Benzinfraktionen verwendet.
  4. 4. Verfahren nach Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als aliphatische Kohlenwasserstoffe Hexan, Heptan, Octan und/oder Isooctan einsetzt.
  5. 5. Verfahren nach Ansprüche 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß man als Kohlenwasserstoffe enthaltende technische Benzinfraktionen Petroläther, Leichtbenzin und/ oder Ligroin einsetzt.
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DE19772737265 1977-08-18 1977-08-18 Verfahren zur abtrennung von dimethylcarbonat aus seinem azeotrop mit methanol Withdrawn DE2737265A1 (de)

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