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Verfahren zur Gewinnung konzentrierter Essigsäure Durch Patentschrift
281 093 ist ein Verfahren bekannt geworden, gemäß welchem Dampfgemische,
z. B. solche aus Essigsäure und Wasserdampf, mit Hilfe adsorbierender Körper, z:
B. von Holzkohle, dadurch in ihre Bestandteile zerlegt werden, daß die Berührungsdauer
geringer ist, als die Adsorption der Gesamtmenge des Dampfgemisches erfordern würde.
Eine derartige Arbeitsweise besitzt den Nachteil, daß auch der leichter adsorbierbare
Bestandteil, also z. B. die Essigsäure, nicht voilständiig adsorbiert wird; biei
dem in Patentschrift 281 093 gegebenen Beispiel gehen z. B. nahezu 3o°/"
der angewendeten Essigsäure unadsorbiert in das Kondensat über, und zwar erhält
man dieselbe als praktisch wertlose 2prozentige Säure. Wird bei dem bekannten Verfahren
im Vakuum gearbeitet, so entstehen noch weitere Verluste (von mehr als io °/o) infolge
der dadurch bedingten Kondensationsschwierigkeiten.
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Vorliegende Erfindung gestattet die Gewinnung konzentrierter Essigsäure
aus verdünnten wässerigen Lösungen derselben unter Vermeidung von Säureverlusten.
Dies Ziel wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die zu konzentrierenden wässerigen
Lösungen von Essigsäure in Dampfform über adsorbierend,e Stoffe, z. B. Aktivkohle,
geleitet «-erden mit der Maßgabe, daß die hierbei adsorbierte Säure durch Dämpfe
organischer Flüssigkeiten, welche sich von der Essigsäure leicht trennen lassen,
aus dem Adsorptionsmittel ausgetrieben werden. Als Austreibemittel kommen z. B.
Ester, Ketone, Äther, Acetale und gechlorte Verbindungen von geeignetem Siedepunkt,
d. i. in dem Bereich von etwa 6o-ioo°, in Betracht. Zweckmäßig verwendet man solche
Austreibemittel, welche befähigt sind, mit Wasser konstant siedende Gemische zu
bilden. Als solche kommen z. B. in Betracht: Ester, wie Äthylacetat, Methylpropionat,
Ketone, wie Methyläthyl- und Diäthylketon, Acetale der Methylenglykoldiäthyläther.
Hierdurch wird der Vorteil erzielt, daß bei Trennung des Austreibemittels von der
konzentrierten Essigsäure das noch vorhandene Wasser zusammen mit dem Austreibemittel
abdestilliert. Hierdurch kann man bis zu praktisch wasserfreier Essigsäure gelangen.
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Bei Durchführung des Verfahrens hat sich gezeigt, daß die Beladungsfähigkeit
des Adsorp=tionsmittels, z. B. der Aktivkohle, bei -weiterer Verwendung derselben
in beträchtlichem Maße abhängig ist von der Eigenart des zum Austreiben der Essigsäure
verwendeten organischen Stoffes. Es wurde z. B. gefunden, daß bei Verwendung von
Äthylacetat als Austreibemittel die damit behandelteAktivkohle bei der weiteren
Beladung mit Essigsäure eine ganz ausgezeichnete Beladungsfähigkeit zeigte. _ Ähnliche
Eigenschaften besitzen z. B. auch andere nicht allzu hoch siedende Ester, wie Methylacetat,
Ketone, wie Aceton, ferner Chlorkohlenwasserstoffe, wie Chloroform, Äthylenchlorid
usw. Die Erkenntnis der Abhängigkeit der
Beladungsfähigkeit von
der Auswahl des Austreibemittels ist von großer technischer und wirts,chaftltiicher
Bedeutung insofern, .als sie ausgezeichnete Leistungen unter Verwendung verhältnismäßig
kleiner Apparaturen. gewährleistet. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß bei
Verwendung derartiger Austreibemittel eine weitgehende -Entfernung desselben aus
der Aktivkohle vor neuer Beladung der letzteren mit-Essigsäure. nicht erforderlich
ist.
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Gegenüber dem eingangs erwähnten patentierten Verfahren bietet die
Verwendung von organischen Flüssigkeiten als Austreibemittel noch den besonderen
Vorteil der- restlosen Wiedergewinnung der an .der Kohle adsorbierten Säure, während
bei den bekannten Verfahren selbst bei Anwendung von Vakuum etwa Soll" der Essigsäure
in der Kohle verbleiben (vgl. Patentschrift 281 093 S. 2, Zeile 14 »Differenzeffekt«).
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In Ausübung der Erfindung kann man z. B. derart verfahren, daß wässerige
Essigsäure verdampft und der Dampf nacheinander durch zwei mit Aktivkohle beschickte
Filter geleitet wird. Die Dampftemperatur wird hierbei vorteilhaft so bemessen,
daß die Kohlefilter eine. Temperatur -von etwa i25° annehmen. Der Dampf verläßt
.das zweite Filter mit einem Essigsäuregehalt von .höchstens 0,25°4. Ist das zuerst-.durchströmte
Filter voll=beladen, so wird dasselbe ausgeschaltet und mit dem Austreibemittel
ausgeblasen, wobei .die Temperatur zweckmäßig gesteigert wird bis zü 20o°. Nach-Ausschaltung
des -ersten Filters wird .an das zweite ein zuvor ausgeblasenes Kohlefilter angeschlossen
und das Essigsäure-Wasserdampfgemisch in das ursprüngliche zweite, nunmehr erste
Filter eingeleitet. Mit einer Batterie von drei eder mehr solchen. Filtern; welche
in regelmäßigen . Zeiträumen umgeschaltet werden, kann man den Prozeß vollständig
kontinuierlich gestalten.
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Bei- der Verarbeitung 3.oprozentiger Essigsäure im Sinne des vorstehend
beschriebenen Verfahrens wird bei einer Beladung von etwa 25°1, des Kohlengewichtes
.(auf iooprozentige Säure gerechnet) beim Austreiben eine z. B. 85prozentige Säure
.gewonnen, welche bei Verwendung von mit Wasser konstant siedende Gemische bildendenA
tstreibemittehz beim Abdestillieren-des Austreibemittels noch weiter konzentriert
wird.
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Eine 2oprozentige Ausgangssäure liefert bei dieser Arbeitsweise bei
einer Beladung von etwa :2o01,) des Kohlengewichtes (berechnet auf iooprozentige
Säure) eine 8oprozentige Essigsäure. Eine ioprozentige Ausgangssäure, wie sie z.
B. im rohen Holzessig vorliegt, ergibt nach zweckmäßiger Vorreinigung bei etwa
131
Beladung eine Essigsäure von 75°J,.
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Bei niedriger Beladungstemperatur wächst die Beladungshöhe auf Kosten
der Säurekonzentration. Eine 3oprozentige Essigsäure liefert z; B. bei 115' bei
etwa 32prozentiger Beladung eine Säure von 7501p. Umgekehrt kann man;- um- besonders
hochkonzentrierte Säuren -zu erzielen, die Beladungstemperatur auf Kosten der Beladungshöhe
noch wesentlich -über 125' hinaus steigern.
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Verwendet man Austreibemittel, welche, wie z. B. Äthylacetat, befähigt
sind, die Beladungsfähigkeit der Kohle günstig zu beeinflussen, so kann man vorteilhaft
derart verfahren, daß der Dampf der verdünnten Ausgangssäure unmittelbar durch ein
vorher mit Äthylacetat o. dgl. ausgeblasenes Kohle-. filter .geleitet wird. Infolge
der erhöhten Beladungsfähigkeit dieses Filters wird ein weitgehend säurefreier Abdampf
erhalten. Erst gegen Ende der Beladung enthält der Abdampf etwas mehr Säure; es
genügt daher, wenn gegen Ende der Beladung der Abdampf noch durch ein kleines Hilfsfilter
geschickt wird. Mit-Rücksicht auf: -die die--Beladungsfähigkeit der Filter erhöhende
Wirkung .des Ausblasemittels kann man unter Anwendung von nur zwei Normalfiltern
und nur einem kleinen Hilfsfilter mit Vorteil. zweiperiodisch arbeiten, z. B. derart,
daß ein vorher ausgeblasenes Filter --mit Essigsäure beladen und beim Ausblasen
desselben der Essigsäure Frischdampf durch das zweite Filter geschickt wird. Die
Einschaltung des Hilfsfilters ist dann immer nur gegen -Ende der Beladungsperiode
erforderlich.