DE3010510A1 - Verfahren zur reinigung zweiwertiger alkohole - Google Patents

Verfahren zur reinigung zweiwertiger alkohole

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DE3010510A1
DE3010510A1 DE19803010510 DE3010510A DE3010510A1 DE 3010510 A1 DE3010510 A1 DE 3010510A1 DE 19803010510 DE19803010510 DE 19803010510 DE 3010510 A DE3010510 A DE 3010510A DE 3010510 A1 DE3010510 A1 DE 3010510A1
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butanediol
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percent
pts
acid
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DE19803010510
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Yuji Mori
Hideo Tonoki
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BASF Corp
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BASF Wyandotte Corp
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C29/00Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring
    • C07C29/74Separation; Purification; Use of additives, e.g. for stabilisation
    • C07C29/88Separation; Purification; Use of additives, e.g. for stabilisation by treatment giving rise to a chemical modification of at least one compound

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Description

  • Verfahren zur Reinigung zweiwertiger Alkohole
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung zweiwertiger Alkohole.
  • Methylpentandiole und Butandiole werden in zunehmendem Maße auf Gebieten eingesetzt, in denen hohe Reinheit erforderlich ist, wie z.B. in Urethanformulierungen und bei der Herstellung wenig verfärbter Polyesterpolyole. Derartige Polyole eignen sich für viele Verwendungszwecke, z.B.
  • auch für die Umsetzung mit Isocyanaten zu Polyurethanen.
  • So wird z.B. 3-Methyl-1,5-pentandiol im allgemeinen dadurch hergestellt, daß man Isobutylen mit Formaldehyd zu 3-Methylen-1,5-pentandiol umsetzt, dieses Produkt durch destillatives Abtrennen von Wasser und hochsiedenden Rückständen teilweise reinigt und dann zu 3-Methyl-1,5-pentandiol hydriert. Rohes 1,4-Butandiol stellt man im allgemeinen durch katalytische Hydrierung einer 1,4-But-3-indiol--Lösung her (siehe z.B. Rudoff et al, U.S. 3,759,845, 9/73 (GAF), Adam et al, U.S. 3,479,411, 11/69 (BASF AG)). Die 1,4-But-3-indiol-Lösung erhält man durch Umsetzung von Acetylen und Formaldehyd in Lösung, und zwar in Gegenwart eines Schwermetall-Acetylids als Katalysator (siehe z.B.
  • Reppe, Chemie-Ingenieur-Technik, Bd. 22, Nr. 23/24, S. 527 - 539 (1950); Reppe et al, U.S. 2,300,969, 11/42; Reiss et al, U.S. 4,093,668, 6/78).
  • Diese Diole enthalten im allgemeinen erhebliche Mengen an Verunreinigungen, die im Hinblick auf die meisten Verwendungszwecke erst noch entfernt werden müssen. Die herkömmliche Methode zur Erhöhung der Reinheit dieser Diole besteht in der fraktionierten Destillation. Sie vermag jedoch nur solche Verunreinigungen zu entfernen, deren Siedepunkte sich von dem des gewünschten Produkts genügend unterscheiden. Als weitere Mittel zur Verringerung des Gehaltes an Verunreinigungen sind bereits auch verbesserte Katalysatoren oder Reduktionsmittel verwendet worden. In einigen Fällen wurden damit Erfolge erzielt, doch können die Kosten für ihren Einsatz sehr hoch sein.
  • Dem Fachmann ist bekannt, daß zweiwertige Alkohole durch als Katalysatoren verwendete starke Säuren leicht zu zyklischen Athern dehydratisiert werden, die dann als Verunreinigungen vorliegen. Starke Säuren haben z.B. die Tendenz, schnell aus 1,4-Butandiol Tetrahydrofuran und aus 3-Methyl--1,5-pentandiol 4-Methyltetrahydropyran zu bilden, Verunreinigungen, die erst abgetrennt werden müßten. Demgemäß würde man nicht erwarten, daß man starke Säuren als sehr wirksame Mittel für die Reinigung von Methylpentandiolen oder Butandiolen einsetzen kann.
  • Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß Verunreinigungen in zweiwertigen Alkoholen durch Behandlung mit organischen Sulfonsäuren schneller zerstört werden als sich die unerwünschten zyklischen Äther bilden, so daß man diese Diole in einem Reinigungsverfahren mit organischen Sulfonsäuren behandeln kann. Das erhaltene Produkt wird dann mit einer solchen Menge eines geeigneten basisch wirkenden Mittels behandelt, daß ein alkalischer pH-Wert erzielt wird.
  • Das Diol kann danach von dem erhaltenen Produkt in üblicher Weise, z.B. durch Verdampfen, Destillation oder eine Kombination aus diesen Verfahren, abgetrennt werden.
  • Bei der praktischen Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mischt man den zweiwertigen Alkohol mit etwa 0,005 bis etwa 10 %, vorzugsweise etwa 0,01 bis etwa 5 S Sulfonsäure, bezogen auf das Gewicht des Diols. Dieses Gemisch wird erhitzt auf eine Temperatur von etwa 60 bis etwa 2000C, vorzugsweise etwa 80 bis etwa 1600C. Hierfür eignen sich eine ganze Reihe verschiedener Reaktoren, z.B.
  • geheizte Kessel, beheizte Rohrschlangen und beheizte Rohrbündel-Reaktoren. Im allgemeinen richtet sich die Reaktionszeit und die Art des verwendeten Reaktors nach der Temperatur und der Sulfonsäure-Könzentration. Die Ausgangsstoffe können zunächst bei Normaldruck miteinander vermischt werden, doch kann man dann bei dem im Reaktor sich einstellenden Druck arbeiten. Reaktionszeit und Druck sind jedoch für die Reinigung dieser Diole nicht kritisch und lassen sich durch den Fachmann in jedem Einzelfall ohne weiteres bestimmen.
  • Als Sulfonsäure wird vorzugsweise p-Toluolsulfonsäure verwendet. Es ist jedoch nahezu jede andere Sulfonsäure geeignet, wie z.B. Benzolsulfonsäure, Benzol-1,2-disulfonsäure, Benzol-1,4-disulfonsäure, Benzol-1,3-disulfonsäure, o-Toluolsulfonsäure, m-Toluolsulfonsäure, Toluol-2,4-disulfonsäure, m-Xylolsulfonsäure, p-Xylolsulfonsäure, 4-Isopropylbenzolsulfonsäure, 4-Dodecylbenzolsulfonsäure, 4-Chlorbenzolsulfonsäure, 2-Nitrobenzolsulfonsäure, 3-Nitrobenzolsulfonsäure, 4-Nitrobenzolsulfonsäure, Naphthalin-l-sulfonsäure, Naphthalin-2-sulfonsäure, Sulfobernsteinsäuredioctylester und Methansulfonsäure. Man kann die Sulfonsäure in fester oder gelöster Form einsetzen.
  • Bevorzugtes Lösungsmittel ist Wasser; vorzugsweise verwendet man eine 65-gewichtsprozentige wäßrige Lösung von PTS.
  • Nach der Behandlung des zweiwertigen Alkohols mit der Sulfonsäure muß die organische Sulfonsäure in geeigneter Weise entfernt werden5 z.B. durch Zugabe einer für die Erzielung eines alkalischen pH-Wertes ausreichenden Menge eines basischen Stoffes, damit die Bildung zyklischer Äther unterbunden wird, sobald der gewünschte Reinigungseffekt erzielt wurde.
  • Bevorzugte basische Substanzen sind Natriumhydroxid und eine Mischung aus Natriumborhydrid und Natriumhydroxid. Ein bevorzugtes Borhydrid ist ein unter der Bezeichnung Natriumborhydrid SWS bekanntes Material, das eine wäßrige Lösung mit einem Gehalt von 12 Gewichtsprozent Natriumborhydrid und 43 Gewichtsprozent Natriumhydroxid ist und von Ventron Corporation vertrieben wird. Ebenfalls geeignete basische Substanzen sind Kaliumhydroxid, Natriumcarbonat, Natriumbicarbonat, Kaliumcarbonat, Kaliumbicarbonat, Calciumoxid, Calciumhydroxid, Ammoniak, primäre, sekundäre und tertiäre Amine, quartäre Ammoniumhydroxide mit Alkyl-oder Hydroxyalkylgruppen und anionische Ionenaustauscher--Harze. Bei den letzteren handelt es sich normalerweise um Polystyrol-Divinylbenzol-Copolymerisate, die als funktionelle Gruppen quartäre Ammoniumhydroxidgruppen mit Alkyl- oder Hydroxyalkylresten enthalten. Im Handel sind sie wie folgt erhältlich: Lieferant Harz Dow Chemical Company DOWEX 1-X8, DOWEX 2-x8 Rohm & Haas IRA-400, IRA-401, IRA-410 Pfandler-Permutit Co. S-1, S-2 Das basisch wirkende Mittel ist in solcher Menge einzusetzen, daß das erhaltene Produkt einen pH-Wert von etwa 7 bis 10, vorzugsweise von etwa 7 bis 8 aufweist.
  • Die Abtrennung des Diols vom Produkt erfolgt in herkömmlicher Weise, z.B. durch Verdampfen, Destillation oder eine Kombination aus diesen beiden Verfahren, und zwar unter Verwendung üblicher Verdampfungs- und/oder Destillierapparaturen.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren wird in den folgenden Ausführungsbeispielen näher erläutert. Soweit nicht anders angegeben, handelt es sich bei den darin genannten Teilen um Gewichtsteile.
  • In den Beispielen bedeutet "GC-Analyset' gas-chromatographische Analyse; die hier jeweils angegebene Zahl ist der nach dieser Methode gemessene prozentuale Gehalt an 3-Methyl--1,5-pentandiol im Produkt. Die "APHA-Farbzahl" wurde nach ASTM D-1209 bestimmt. Die "Polyester-Farbzahl (Jod-Skala)" ergibt sich aus einem Farbvergleich, wobei die Zahl die Jodmenge in Milligramm in 100 ml destilliertem Wasser angibt. Der Gelbgrad-Index wurde durch Messung der Durchlässigkeit nach ASTM D-1925 und E-308 ermittelt.
  • In den Beispielen werden folgende Abkürzungen verwendet: MPD 3-SIethyl-1,5-pentandiol MTP 4-Methyl-tetrahydropyran FMIA Formaldehyd-Methylpentandiol-Isoamylalkohol-Acetal NaBH4 Wird in der Tabelle als Abkürzung für Natriumborhydrid SWS verwendet, das, wie bereits erwähnt, eine wäßrige Lösung von 12 Gewichtsprozent Natriumborhyarid und 43 Gewichtsprozent Natriumhydroxid ist.
  • PTS p-Toluolsulfonsäure THF Tetrahydrofuran Beispiel 1 Dieses Beispiel veranschaulicht die Tatsache, daß durch die Behandlung mit organischen Sulfonsäuren die Verunreinigungen in zweiwertigen Alkoholen schneller zerstört als die zyklischen Äther gebildet werden, so daß es möglich ist, diese Methode zur Reinigung zweiwertiger Alkohole einzusetzen. FMIA ist eine in 3-Methyl-i,5-pentandiol normalerweise enthaltene Verunreinigung, die durch Destillation nur schwer abzutrennen ist. Es wurde jedoch gefunden, daß FMIA durch Umsetzen mit p-Toluolsulfonsäure (PTS) zersetzt werden kann, bevor das 3-Methyl-1,5-pentandiol zu 4-Methyltetrahydropyran (MTP) dehydratisiert wird. Das FMIA ist lediglich eine charakteristische Verunreinigung und nicht die einzige, die für die Farbbildung während der Polyesterpolyol-Herstellung verantwortlich ist.
  • Die in Tabelle I angegebenen Ergebnisse wurden erhalten durch Umsetzen von PTS in den angegebenen prozentualen Mengen mit 100 g MDP, das 2,24 Gewichtsprozent FMIA enthielt, bei 1400C in einem 250-ml-Glaskolben. Nach Reaktionszeiten von 0,5 bis 10 Minuten wurden Proben genommen, mit einer solchen Menge NaOH behandelt, daß sich ein pH--Wert von 8 ergab, und mit Hilfe der Gas-Flüssigkeits--Chromatographie analysiert. Die Ergebnisse sind in Tabelle I aufgeführt. Wie aus dieser Tabelle ersichtlich, ist die gesamte Menge an FMIA zersetzt, bevor sich 0,5 Gewichtsprozent MTP gebildet hat. Das MTP läßt sich aus dem MPD leicht durch Destillation entfernen. Wird die PTS--Behandlung in eine herkömmliche Anlage für die Reinigung von MPD durch fraktionierte Destillation eingegliedert, so erübrigt sich eine zusätzliche Destillation.
  • Tabelle I Behandlung von FMIA-enthaltendem MPD mit PTS bei 1400C Gewichtsprozent PTS: 0,27 0,17 Gewichtsprozent: MTP FMIA MTP FMIA Zeit (Minuten) 0 0,0 2,211 0,0 2,24 0,5 0,13 -1,00 1 0,08 0,05 0,40 2 0,10 0,04 0,05 3 0,17 0,01 0>03 5 0,27 0,01 0,11 0,01 10 0,48 0,00 0,13 0,Q05 Beispiel 2 Reinigung von teilweise gereinigtem 3-Methyl-1,5-pentandiol Die niedrigsiedenden organischen Verbindungen und Wasser wurden aus einer Roh-MPD-Lösung durch Destillation im Vakuum (150 Torr) bei 11100C abgetrennt. Diese teilgereinigte Probe enthielt 88,1 Gewichtsprozent MPD, 0,95 Gewichtsprozent FMIA, 2,75 Gewichtsprozent andere nahesiedende organische Verbindungen, 4,3 Gewichtsprozent niedrigersiedende organische Verbindungen und 3,9 Gewichtsprozent an höhersiedenden organischen Verbindungen und Rückstand. Diese MPD-Probe wurde mit 1,5 Gewichtsprozent PTS (in Form einer 65%igen wäßrigen Lösung) bei Raumtemperatur in einem Rührgefäß gemischt. Die Mischung wurde durch einen Röhrenreaktor mit einem Volumen von 5,9 1 (Durchmesser 25 mm, Länge 12 m, enthaltend 25 Platten, von denen jede eine einzige zentrale Öffnung von 5 mm aufweist) geleitet, und zwar bei 140°C und 1,5 bar in einer Menge von 51,1 l/h. Der FMIA-Gehalt wurde auf weniger als 0,1 Gewichtsprozent reduziert und 0,3 Gewichtsprozent MTP wurde gebildet. 25%ige wäßrige Natriumhydroxidlösung wurde in solcher Menge zugefügt, daß sich ein pH-Wert von 8 ergab.
  • Das MPD wurde durch fraktionierte Destillation isoliert.
  • Eine Probe Roh-MPD wurde ebenfalls in dieser Weise destilliert, ohne daß es vorher einer PTS-Behandlung unterzogen worden war. Einen Vergleich dieser beiden Proben zeigt Tabelle II.
  • Tabelle II Vergleich zwischen behandeltem und unbehandeltem 3-Methyl--1,5-pentandiol unbehandelt behandelt GC-Analyse 98,9 S 99,9 % APHA-Farbzahl 60 10 Polyester-Farbzahl (Jod-Skala) 3-4 1 Das Polyesterpolyol wurde hergestellt durch dreistündiges Umsetzen von 570 g Adipinsäure mit 525 g MPD bei 21OOC unter einer Stickstoffatmosphäre. Man ließ dann weitere 9 Stunden bei 2100C im Vakuum (50 Torr) nachreagieren.
  • Bei der Reinigung von 1,4-Butandiol gibt es keine charakteristische Verunreinigung, deren Konzentration man überwachen könnte. Daher wird zur Bestimmung der Reinheit von 1,4-Butandiol ein Praxis-Test durchgeführt: ein Polyesterpolyol wird durch Umsetzen des gereinigten 1,4-Butandiols mit Adipinsäure hergestellt. Der Gelbgrad dieses Polyesters ist ein Maß für die Reinheit des 1,4-Butandiols.
  • Die folgenden Beispiele veranschaulichen, daß eine signirfikante Reinigungswirkung erzielt worden ist, wenn weniger als 1 Gewichtsprozent Tetrahydrofuran (THF) gebildet wurde.
  • Beispiele 3 - 7 Behandlung einer Roh-1,4-Butandiol-Lösung Diese Lösung enthält 48 Gewichtsprozent Butandiol, 1 Gewichtsprozent nahsiedende Verbindungen, 2,9 Gewichtsprozent hochsiedende organische Teere und anorganische Salze, 48 Gewichtsprozent Wasser und niedrigsiedende organische Verbindungen. Jeweils etwa 3100 g dieser Lösung wurde mit den in Tabelle III genannten prozentualen Mengen PTS versetzt. Die Mischung wurde bei Raumtemperatur gelagert und mit Hilfe einer Kolbenpumpe durch den Reaktor gepumpt, der aus Edelstahlrohr mit einem Außendurchmesser von 1/8 Zoll bestand. Ein 3,65 m langer Abschnitt in Form einer Rohrschlange wurde in ein thermostatisch geregeltes ölbad getaucht, während ein 1,52 m langer Rohrschlangen-Abschnitt sich in einem Wasserbad befand, das durch eine zweite Schlange mit fließendem kalten Wasser gekühlt wurde. Die gekühlte Lösung gelangte in einen Glaskolben, in den kontinuierlich mit Hilfe einer Kolbenpumpe im Verlaufe von 4 Stunden eine solche Menge wäßrige Natriumhydroxidlösung oder Natriumborhydrid SWS (eine wäßrige Lösung mit einem Gehalt von 12 Gewichtsprozent Natriumborhydrid mit 43 Gewichtsprozent Natriumhydroxid) geleitet wurde, daß sich ein pH-Wert von 8 ergab. Man ließ das so behandelte Produkt 12 - 16 Stunden stehen. Das 1,4-Butandiol wurde dann vom Wasser und von den niedrigsiedenden organischen Verbindungen sowie von den organischen Teeren und anorganischen Salzen in einem Rotationsverdampfer unter Vakuum abgetrennt und anschließend einer fraktionierten Destillation im Vakuum unterworfen. Die 1,11-Butandiol-Gewinnung betrug etwa 70 S der in der behandelten und neutralisierten Lö- Eung enthaltenen Menge. Die Ergebnisse sind in Tabelle III aufgeführt. In Beispiel 7 wurde die Roh-Butandiol-Lösung nicht mit PTS behandelt, doch wurde das 1,4-Butandiol in der beschriebenen Weise isoliert. Die Menge an THF wurde durch Gas-Flüssigkeits-Chromatographie bestimmt.
  • Tabelle III Behandlung von Rohbutandiol-Lösung mit PTS Bei- gemp. Zeit Gew.% Gew.% Neutrali- Polyesterspiel C Min. PTS THF sationsmittel Gelbgraa 3 150 5,0 1,2 0,4 NaOH 3,5 4 150 5,0 1,2 °'4 NaBH4 3,2 5 150 5,0 0,9 0,1 NaOH 9,8 6 150 5,0 0,9 0,1 NaBH4 8,7 7 - - 0,0 0,1 - 12,0 Die Polyesterpolyole wurden dadurch hergestellt, daß man 90 g Adipinsäure mit 80 g des gereinigten 1,4-Butandiols 8 Stunden bei 180 0C unter einer Stickstoffatmosphäre umsetzt.
  • Beispiele 8 - 10 Behandlung entwässerter Roh-Butandiol-Lösung Lösungen, die etwa 1 Gewichtsprozent Wasser, 6 Gewichtsprozent organische Teere und anorganische Salze, 92 Gewichtsprozent Butandiol und 1 Gewichtsprozent nahe siedende Verbindungen enthielten, wurden mit den in der Tabelle IV aufgeführten Mengen PTS gemischt. Die in der Tabelle angegebenen Mengen der Mischung wurden durch einen kontinuierlichen Reaktor geleitet, wie er in den Beispielen 3 - 7 beschrieben wurde, nur daß nicht mit Wasser, sondern mit Druckluft gekühlt wurde. Wäßrige Natriumhydroxidlösung wurde in solcher Menge zugegeben, daß sich ein pH-Wert von 8 ergab. Das Butandiol wurde von den organischen Teeren und anorganischen Salzen mittels eines Rotationsverdampfers abgetrennt und danach, wie in den Beispielen 3 - 7 beschrieben, einer fraktionierten Destillation unterworfen.
  • Die gewonnene Menge an 1,4-Butandiol betrug etwa 75 % der in der behandelten und neutralisierten Lösung enthaltenen Menge. Die Ergebnisse sind in Tabelle IV zusammengefaßt.
  • Die Herstellung der Polyesterpolyole erfolgte in ähnlicher Weise wie in den Beispielen 3 - 7.
  • Tabelle IV PTS-Behandlung entwässerter Roh-Butandiol-Lösung Bei- Mischung Temp. Zeit Gew. Gew.% Basische Polyesterspiel (g) ( C) (Min.) PTS THF Substanz Gelbgrad-Index 8 1103 170 11,0 0,5 <0,02 NaOH 6,3 9 551 170 11,0 0,75 <0,02 NaOH 6,2 10 460,4 170 5,0 1,1 0,02 NaOH 4,2 Beispiele 11 und 12 PTS-Behandlung von teilgereinigtem Butandiol Diese Probe wog 235 g und enthielt etwa 1 Gewichtsprozent Wasser, 97,5 Gewichtsprozent Butandiol und 1,5 Gewichtsprozent nahsiedender Verbindungen. Es wurde nach derselben Methode und mit demselben kontinuierlichen Reaktor wie in Beispiel 3 gearbeitet. Das Butandiol wurde aus der behandelten und neutralisierten Lösung durch fraktionierte Destillation im Vakuum in einer Ausbeute von etwa 75 ¢ gewonnen. In Beispiel 12 wurde die Butandiol-Lösung nicht mit PTS behandelt, doch dem beschriebenen Trennverfahren unterworfen. Die Ergebnisse sind in Tabelle V zusammengefaßt.
  • Die Herstellung der Polyesterpolyole erfolgte in ähnlr er Weise wie in den Beispielen 3 - 7.
  • Tabelle V PTS-Behandlung von teilgereinigtem Butandiol Bei- Tgnp. Zeit Gew. Gew.% Basische Polyester-Gelbspiel ( C) (Min.) PTS THF Substanz grad-Index 11 140 11,0 0,02 0,7 NaOH 2,7 12 - - 0,00 0,06 - 3,5 Beispiele 13 - 17 PTS-Behandlung von gereinigtem Butandiol Proben mit einem Butandiol-Gehalt von etwa 99 % wurden mit den in Tabelle VI aufgeführten Mengen PTS behandelt, und zwar in einem Glaskolben mit Heizmantel, der mit einem "Thermowatch"-Temperaturregler ausgerüstet war. Wäßrige Natriumhydroxid-Lösung wurde in solcher Menge zugegeben, daß sich ein pH-Wert von 8 ergab. Aus der behandelten und neutralisierten Lösung der Beispiele 13 - 16 wurde das Butandiol durch fraktionierte Destillation in einer Ausbeute von etwa 80 » (bezogen auf das in der Lösung enthaltene Butandiol) erhalten. In Beispiel 17 wurde die Butandiol-Lösung nicht mit PTS behandelt, doch wurde das Butandiol in der beschriebenen Weise isoliert. Die Ergebnisse sind in Tabelle VI zusammengefaßt.
  • Die Herstellung der Polyesterpolyole erfolgte ähnlich wie in den Beispielen 3 - 7.
  • Tabelle VI PTS-Behandlung von gereinigtem Butandiol bei 900C Bei- Zeit Gew.% Gew.% Basisches Polyester-Gelbgradspiel h PTS THF Material -Index 13 3,0 0,10 0,6 NaOH 2,0 14 3>0 0,02 0,3 NaOH 3,1 15 15,5 0,02 0,7 NaOH 1,9 16 18,5 0,01 0,6 NaOH 2,1 17 - 0,00 - - 5,0 Beispiele 18 - 20 Säurebehandlung einer Lösung aus 75 Gew.% gereinigtem Butandiol und 25 Gew. Wasser 500 g Butandiol und 170 g Wasser wurden in einen Glaskolben eingewogen, der mit einem Heizmantel mit Thermowatch"-Temperaturregler versehen war. Nach Erhitzen des Inhalts auf 1000C wurde die in Tabelle VII genannte Säure unter Rühren zugesetzt.
  • Natriumhydroxid wurde in einer solchen Menge zugegeben, daß sich ein pH-Wert von 8 ergab. Durch Destillation im Vakuum. wurde das Butandiol abgetrennt. In Beispiel 20 wurde die Butandiol-Lösung nicht mit PTS behandelt, doch erfolgte die Isolierung des Butandiols in der beschriebenen Weise. Die Ergebnisse sind in Tabelle VII zusammengefaßt.
  • Die Herstellung der Polyesterpolyole erfolgte ähnlich wie in den Beispielen 3 - 7.
  • Tabelle VII Säurebehandlung einer Lösung aus 75 % Butandiol und 25 % Wasser bei 100 C Bei- Mol- Zeit Ausbeute Polyester-Gelbspiel Säure Äquiv. h THF Gew.% grad-Index Säure 18 PTS 13 3,0 0,26 95 3,4 19 PTS 20 3,0 0,45 94 2,8 20 - - 2 0,02 94 6,3 Beispiel 21 PTS-Behandlung von 1,6-Hexandiol Eine Mischung aus 1000 g 1,6-Hexandiol und 70 g PTS wurde in einer Menge von 150 - 180 ml/h einem Rotationsverdampfer 2 zugeführt, der eine Oberfläche von 550 cm hatte und mit einer Temperatur von 2000C und einem Druck von 20 Torr betrieben wurde. Unter diesen Bedingungen erhielt man 826 g Destillat und 213 g Rückstand. Eine Probe desselben 1,6--Hexandiols, jedoch ohne PTS-Zusatz, wurde ebenfalls in dieser Weise destilliert. Analog Beispiel 2 wurden Polyadipate hergestellt. Die Farbzahl auf der Jod-Skala lag im Falle des PTS-behandelten 1,6-Hexandiols zwischen 1 und 2, im Falle des unbehandelten 1,6-Hexandiols jedoch zwischen 7 und 10.
  • Beispiel 22 PTS-Reinigung eines Rohgemisches aus 1,4-Butandiol, 1,5-Pentandiol und 1,6-Hexandiol Dieses Rohgemisch enthielt 15,8 Gewichtsprozent 1,4-Butandiol, 43,7 Gewichtsprozent 1,5-Pentandiol, 29,8 Gewichtsprozent 1,6-Hexandiol und 7,1 Gewichtsprozent Wasser; der Rest bestand aus Verunreinigungen. Eine Mischung aus 4512 kg des Roh-Diolgemisches und 193,6 kg PTS wurden in einer Menge von 15 l/h einem Rotationsverdampfer mit einer 2 Oberfläche von 1 m zugeführt. Die Oberflächentemperatur des Rotationsverdampfers wurde bei 1800C gehalten und der Destillationsdruck betrug 20 Torr. Das Destillat, 11135 kg (91,6 d des Diolgemisches), enthielt 16,3 Gewichtsprozent 1,4-Butandiol, 47,0 Gewichtsprozent 1,5-Pentandiol, 29,9 Gewichtsprozent 1,6-Hexandiol und 7,1 Gewichtsprozent Wasser. Der Rückstand betrug 7,2 Gewichtsprozent nach Korrektur im Hinblick auf die zugesetzte Menge PTS (529 kg, 11,3 Gewichtsprozent insgesamt). In einem ähnlichen Experiment ohne Zusatz von PTS erhielt man 6,2 Gewichtsprozent Rückstand. Wasser und leichte organische Produkt wurden entfernt durch eine zusätzliche fraktionierte Destillation; danach wurden die Polyadipate ähnlich wie in Beispiel 2 hergestellt. Die Farbzahl (Jod-Skala) des aus dem behancielten Diolenisch hergestellten Polyesters lag zwischen 1 und 2, die des Polyesters aus dem unbehandelten Diolgemisch dagegen zwischen 10 und 15.
  • Beispiel 23 PTS-Reinigung eines Roh-Diolgemisches Eine Mischung aus 15 g PTS und 1000 g des Diolgemisches nach Beispiel 22 wurde in einer Menge von 1,5 bis 2,0 l/h tn einen Rotationsverdampfer mit einer Oberfläche von 120 cm2 geleitet. Die Oberflächentemperatur des Verdampfers wurde bei 180 0C gehalten und der Destillationsdruck betrug 20 Torr. Wasser und leichte organische Produkte wurden durch eine zusätzliche fraktionierte Destillation entfernt; danach erfolgte die Herstellung des Polyadipats in ähnlicher Weise wie in Beispiel 2. Die Farbzahl (Jod-Skala) des aus dem behandelten Diolgemisch hergestellten Polyesters lag zwischen 1 und 2.
  • Beispiel 24 PTS-Behandlung von Diäthylenglykol 200 g eines handelsüblichen Diäthylenglykols und 0,5 g einer 40-gewichtsprozentigen wäßrigen PTS-Lösung (Zusatz von 0,1 Gewichtsprozent PTS) wurden 3 Stunden bei 900C in einem Glaskolben umgesetzt, der durch einen Heizmantel mit einem Thermowatch-Temperaturregler erhitzt wurde. Das Reaktionsprodukt wurde mit Natriumhydroxid neutralisiert. Aus der behandelten und neutralisierten Lösung wurde das Diäthylenglykol in einer Ausbeute von 95,1 % gewonnen, und zwar unter Verwendung eines Rotationsverdampfers bei 6 Torr und einer Heizbadtemperatur von 1200C. Unbehandeltes Diäthylenglykol wurde nach derselben Methode in 97,6%Der Ausbeute isoliert. Die Herstellung von Polyadipaten wurde mit den Mengen und unter den Bedingungen aurchgeführt, wie sie in den Beispielen 3 - 7 beschrieben sind. Der Gelbgrad-Index des Polyesters aus dem PTS-behandelten Diäthylenglykol betrug 1,8, wogegen der des Polyesters aus dem unbehandelten Diäthylenglykol 2,8 betrug.
  • Beispiel 25 Behandlung von Butandiol in einem Sulfonsäure-lonenaustauscherharz-Bett Eine 50%ige wäßrige Butandiollösung wurde durch ein Sulfonsäure-Ionenaustauscherharz-Bett geleitet. Verwendet wurde hierzu das von Rohm & Haas unter der Bezeichnung Amberlite IR-120 CP (mittel porös) vertriebene Harz. Das Bett hatte einen Durchmesser von 1,3 cm und eine Höhe von 22 cm. Die Austausch-Nennkapazität dieses Bettes betrug 1,9 Milliäquivalent/ml . 22 ml = 41,8 Milliäquivalente. Das Bett, das durch Waschen mit 2 1 destilliertem Wasser vorbehandelt worden war, wurde dadurch bei der gewünschten Temperatur gehalten, daß man eine Wärmeaustauschflüssigkeit durch einen dafür vorgesehenen äußeren Heizmantel im Kreis führte. Die vorgewärmte 50%ige wäßrige Butandiollösung wurde mit Hilfe einer Kolbenpumpe von oben durch das Harzbett gepumpt. Mit einem Rotationsverdampfer wurde dann das Butandiol isoliert. Das Wasser wurde aus dem behandelten Butandiol durch Verdampfen bei 30 Torr und einer Badtemperatur von 70 0C entfernt und das Butandiol bei 6 Torr und einer Badtemperatur von 115 0C isoliert. Die Polyesterpolyole wurden dann nach dem in den Beispielen 3 - 7 beschriebenen Verfahren hergestellt.
  • Die Versuchsbedingungen und -ergebnisse sind in Tabelle VIII zusammengefaßt. Daraus ist zu ersehen, daß mit zunehmender Temperatur und Kontakt zeit die mit dem isolierten Butandiol erzielten Ergebnisse verbessert werden.
  • Tabelle VIII Temperatur Menge Ausbeute an Polyester-C g/h isol.Butandiol (S) Gelbgrad-Index - - 97,3 6,6 53 41,0 96,9 5,3 71 37,3 97,8 4,2 90 28,3 97,2 2,9 Beispiel 26 Vergleichsbeispiel: Behandlung von Butandiol analog zu dem Verfahren nach dem britischen Patent 794,382 Eine Mischung aus 250 g Butandiol und G,5 g konzentrierte Schwefelsäure (0,2 Gewichtsprozent Säure) wurde in einem Kolben, der mit einem Heizmantel mit Thermcwatcll-Temperaturregler versehen war, 15 Minuten auf tto°C erhitzt. Danach wurde die Säure durch Zusatz von Natriumbicarbonat neutralisiert und das Butandiol mittels eines Rotationsverdampfers bei 6 Torr und 115 0C isoliert. Die Herstellung des Polyesterpolyols erfolgte nach den in den Beispielen 3 - 7 beschriebenen Verfahren. Der Gelbgrad-Index des so erhaltenen Polyesters betrug 6,2. Dieser Wert war nur wenig günstiger als der mit einer unbehandelten Probe erzielte Wert.

Claims (6)

  1. Patentansprüche Verfahren zur Reinigung zweiwertiger Alkohole, dadurch gekennzeichnet, daß man den Alkohol mit einer Sulfonsäure behandelt und ihn vom behandelten Produkt abtrennt.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Sulfonsäure p-Toluolsulfonsäure verwendet.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweiwertige Alkohol Butandiol ist.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweiwertige Alkohol Methylpentandiol ist.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Sulfonsäure in einer Menge von etwa 0,005 bis 10 Gewichtsprozent, bezogen auf den zweiwertigen Alkohol, einsetzt.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den zweiwertigen Alkohol mit der Sulfonsäure bei einer Temperatur von etwa 80 bis etwa 1600C behandelt.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000023406A1 (de) * 1998-10-21 2000-04-27 Cognis Deutschland Gmbh Aufarbeitung verunreinigter fettalkohol-gemische
CN112047883A (zh) * 2019-06-06 2020-12-08 上海特化医药科技有限公司 顺苯磺酸阿曲库铵的制备方法

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