DE544287C - Verfahren zur UEberfuehrung verduennter fluechtiger aliphatischer Saeuren in saure Salze bzw. konzentrierte Saeuren - Google Patents

Description

• Verfahren zur Überführung verdünnter flüchtiger aliphatischer Säuren in saure Salze bzw. konzentrierte Säuren Die Erfindung bezieht sich auf Überführung flüchtiger aliphatischer Säuren mit zwei oder mehr miteinander verbundenen C-Atomen, insbesondere von verdünnter Essigsäure in saure Salze bzw. konzentrierte Säuren.
• Die Durchführung des Verfahrens erfolgt erfindungsgemäß derart, daß die verdünnte Säure in Dampfform übergeführt und dem Gemisch von Säuredampf und Wasserdampf die Säure durch Behandeln mit Salzen entzogen wird, welche befähigt sind, mit den zu konzentrierenden Säuren unter den gegebenen Bedingungen saure Salze zu bilden.
• Es ist bereits seit langem bekannt, daß man aus wässeriger Essigsäure konzentrierte Säure dadurch gewinnen kann, daß Kaliumacetat in die wässerige Säure eingetragen und destilliert wird. Hierbei geht zunächst Wasser, dann verdünnte Säure und schließlich bei der Siedetemperatur des gebildeten sauren Kaliumacetats konzentrierte Essigsäure über (vgl. Patentschrift 416 072, S. i, Zeile 17 bis 27). Wird dieses bekannte Verfahren so ausgeführt, daß das durch Eintragen des Kaliumacetats gebildete saure Salz durch Abkühlen und Auskristallisieren abgeschieden und für sich destilliert wird, so bleiben in der wässerigen Mutterlauge sehr beträchtliche Anteile des sauren Salzes gelöst zurück, insbesondere dann, wenn das Ausgangsmaterial eine stark verdünnte Essigsäure darstellt.
• Wird das Lösungsgemisch ohne Abtrennung des sauren Salzes der Destillation unterworfen, so erhält man große Vorläufe an Wasser und verdünnter Essigsäure, welch letztere alsdann wieder erneut der Konzentration unterworfen werden müssen.
• Demgegenüber bietet das vorliegende Verfahren, bei welchem die zu konzentrierende wässerige Säure zunächst in Dampfform übergeführt und der Dampf mit einem Salz, das befähigt ist, mit der Säure das gewünschte saure Salz zu liefern, in Berührung gebracht wird, den großen Vorteil, daß dem Gemisch von z. B. Essigsäuredampf und Wasserdampf die Essigsäure als saures Salz entzogen wird, während der Wasserdampf abgeht. Es ist infolgedessen möglich, das vorliegende Verfahren stets so durchzuführen, daß in einem Arbeitsgang eine sehr konzentrierte, z. B. 8o- bis 9o"/"ige Lösung von z. B. saurem Kaliumacetat von der Formel CH,COOK # CHxOOH # H@O erhalten wird, ganz einerlei, ob man z. B. von einer io"/"igen oder einer 3a"/"igen oder einer 5o"/"igen Essigsäure ausgeht.
• Beim Destillieren dieses sehr wasserarmen sauren Salzes erhält man nur ganz geringe, das Verfahren nicht wesentlich beeinflussende Vorläufe, während die gesamte Essigsäure praktisch sofort in konzentrierter Form gewonnen wird.
• Weitere Vorzüge des vorliegenden Verfahrens liegen darin, daß dasselbe besonders geeignet für die Konzentrierung von Säuren ist, welche noch Fremdstoffe als Beimengungen enthalten, wie z. B. Rohholzessig und manche Abfallsäuren. Bei Anwendung des vorliegenden Verfahrens auf Rohholzessig bleibt z. B. der demselben beiwohnende Teer im Destillationsgefäß zurück, während ölige und empyreumatische Stoffe sowie ferner auch Ameisensäure mit dem Wasserdampf abgehen. Man erzielt also den Vorteil, daß neben der Konzentrierung der Essigsäure noch eine weitgehende Reinigung erfolgt, ohne daß es hierzu besonderer Maßnahmen bedarf.
• Es ist auch bereits bekannt, beim Konzentrieren von Ameisensäure durch Zusatz der entsprechenden Alkalisalze die Tension der Fettsäure bis zur Ermöglichung der Abtrennung des Wasserdampfes auch bei geringen Säurekonzentrationen zu vermindern. Aus diesem Verfahren konnte auf die technisch und wirtschaftlich erfolgreiche Durchführung des vorliegenden Verfahrens nicht geschlossen werden. Es hat sich nämlich gezeigt, daß dieses gerade für die Konzentrierung von Ameisensäure nicht ggeignet ist, während es sich als ausgezeichnet erwiesen hat für die Konzentrierung von Essigsäure, Propionsäure, Buttersäure u. dgl.
• Die Erfindung sei in Anwendung auf die Konzentrierung von Essigsäure beispielsweise beschrieben. Die verdünnte Essigsäure wird der Destillation unterworfen und die Dämpfe mit Kaliumacetat in Berührung gebracht. Dies kann mit Vorteil z. B. nach dem Gegenstromprinzip geschehen, z. B. derart, daß die Dämpfe in den Unterteil einer Kolonne eingeführt werden, welche mit stark konzentrierter Kaliumacetatlösung berieselt wird. Die Acetatlauge entzieht hierbei dem Dampfgemisch die Essigsäure, während der Wasserdampf den Oberteil der Kolonne verläßt.
• Aus der aus dem Unterteil der Kolonne abfließenden Acetatlauge scheidet sich das gebildete saure Salz durch Erstarren ab; der Abscheidungsvorgang kann durch Kühlen oder Bewegung des Gutes, z. B. durch Einlaufenlassen desselben in stark gekühlte Schüttelrinnen, begünstigt werden. Das ausgeschiedene Salz wird von der Lauge getrennt und gegebenenfalls nach Vortrocknung, z. B. durch Behandeln mit heißer Luft, zersetzt.
• Der Zersetzungsvorgang kann mit oder ohne Vakuum durchgeführt werden. Im allgemeinen haben sich Temperaturen von etwa Zoo bis 3oo° als gut geeignet erwiesen.
• Die Verluste an Essigsäure sind sehr gering. Im allgemeinen werden 95 °/o und mehr der in dem wässerigen Ausgangsmaterial vorhandenen verdünnten Säure in hochkonzentrierter Form, gegebenenfalls als Eisessig, gewonnen. Das beim Zersetzungsvorgang verbleibende Acetat kann zusammen mit der Acetatmutterlauge, welch letztere gegebenenfalls wieder auf passende Konzentration gebracht werden kann, erneut in den Vorgang zurückgeführt werden. Anstatt das gebildete saure Salz, z. B. saures Kaliumacetat, durch Zersetzung auf konzentrierte freie Säure zu verarbeiten, kann man dasselbe auch für sich verwenden oder anderweitig weiterverarbeiten, z. B. zur Darstellung anderer Salze oder von Estern u. dgl.
• An Stelle des ausgezeichnet geeigneten Kaliumacetats können auch andere Neutralsalze, welche die Fähigkeit, Säure zu binden und das gebildete saure Salz abzuscheiden, besitzen, verwendet werden. Als solche kommen z. B. auch andere Alkalisalze, ferner auch Erdalkalisalze in Betracht. Auch Salzgemische können angewendet werden.
• Das Verfahren eignet sich zur Konzentration von Säuren verschiedener Verdünnungsgrade, z. B. von Gärungsessig, Abfallessig, wie sie z. B. bei der Acetylcellulosefabrikation anfallen, usw.; es ist insbesondere auch geeignet für die Konzentration von Rohholzessig. Wie bereits erwähnt, bleibt hierbei der Teer im Destillationsgefäß zurück; die öligen und empyreumatischen Stoffe sowie ferner auch etwa vorhandene Ameisensäure gehen mit dein Wasserdampf ab, und man erhält sofort eine sehr reine Essigsäure. Man kann aber natürlich auch den Rohholzessig einer vorherigen Entteerung, gegebenenfalls in der Destillationsblase selbst, unterwerfen.
• Zwecks Konzentrierung von Propinsäure und Buttersäure kann man z. B. derart verfahren, daß man die verdünnte Säure verdampft und das Gemisch von Säuredampf und Wasserdampf von unten nach oben durch eine Kolonne streichen läßt, welche mit einer etwa 8o°/oigen Lösung von Kaliumacetat berieselt wird. Der Wasserdampf entweicht oben aus der Kolonne, während die Säure an das Salz gebunden unten in einen am Unterteil der Kolonne vorgesehenen Kessel abfließt. Aus der konzentrierten Lösung wird das saure Salz durch Kühlung abgeschieden und dann .,us ihm die Säure abdestilliert. Bei der Destillation erhält man zunächst eine geringe Menge eines schwachen Vorlaufs; hierauf destilliert Propinsäure bzw. Buttersäure fast wasserfrei ab. Man erhält 82 °/o und mehr der eingeführten Säure in hochkonzentriertem Zustand. Die Verluste betragen im allgemeinen nicht mehr als etwa 3 0101 Es ist ein Verfahren bekannt, welches die Gewinnung von neutraler konzentrierter Calciumacetatlösung aus den bei der trockenen Destillation von Holz entstehenden gas- und dampfförmigen Destillationsprodukten bezweckt. Bei diesem Verfahren werden die Holzessigdämpfe mit stückförmigem Calciumcarbonat in Berührung gebracht. Hierbei soll die Essigsäure an den Kalk gebunden werden und die Lösung des neutralen essigsauren Kalkes am Unterteil des Turmes abfließen. Bei einer Ausführungsform dieses bekannten Verfahrens sollen die Kalksteinstücke zwecks guter Bindung der Essigsäure durch Berieselung mittels Wasser, Holzessig, Holzgeist, Calciulnacetatlösung usw. benetzt oder kältere Gase in das Innere des Sättigungsapparates eingeführt werden. Wird bei diesem bekannten Verfahren Calciumacetatlösung als Benetzungsflüssigkeit für die Kalksteinstücke verwendet, so können neben dem als Hauptprodukt anfallenden neutralen Calciumacetat noch geringe Mengen (weniger als i °/o) der Essigsäure als saures Calciumacetat gebunden werden. Dies bedeutet aber bei dem be- kannten Verfahren einen Nebenvorgang, der eher störend als nützlich ist insofern, als die Anwesenheit von saurem Salz in der Lösung des neutralen Acetats für manche Zwecke der Weiterverarbeitung des letzteren störend wirken kann.
• Bei vorliegender Erfindung wird dem Gemisch von Säuredampf und Wasserdampf die Gesamtmenge der Säure als saures Salz entzogen. Um dies Ziel zu erreichen und gleichzeitig das saure Salz in konzentrierter wasserarmer Form zu erhalten, ist es nötig, das Neutralsalz, z. B. Kaliumacetat, in konzentrierter Form, z. B. in Form einer konzentrierten oder gesättigten Lösung oder auch in fester oder teils fester, teils flüssiger Form, z. B. als Suspension, anzuwenden. Demgegenüber stellt die Calciumacetatlösung, welche bei dem bekannten Verfahren gegebenenfalls als Benetzungsflüssigkeit für das Calciumcarbonat verwendet werden soll, eine Flüssigkeit dar, welche im Sinne dieses Patents durch Wasser oder Flüssigkeiten ganz anderer Art erfolgreich vertreten werden kann.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Überführung verdünnter flüchtiger aliphatischer Säuren mit zwei oder mehr miteinander verbundenen C-Atomen, insbesondere von verdünnter Essigsäure in saure Salze bzw. konzentrierte Säuren durch Behandeln der verdünnten Säure mit Salzen, die finit der Säure saure Salze zu bilden vermögen, dadurch gekennzeichnet, daß die verdünnte Säure in Dampfform auf das feste oder schmelzflüssige Salz oder eine konzentrierte Lösung desselben, z. B. auf ein Alkalisalz oder ein Erdalkalisalz der zu konzentrierenden Säure oder ein Gemisch mehrerer Salze zur Einwirkung gebracht, das gebildete saure Salz vorteilhaft unter Bewegung des Reaktionsgemisches abgeschieden und gegebenenfalls z. B. durch an sich bekannte thermische Zersetzung auf freie konzentrierte Säure verarbeitet wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch von Säuredampf und Wasserdampf nach dem Gegenstromprinzip in Berührung mit dem Salz bzw. Salzgemisch gebracht wird, z. B. derart, daß das Säure-Wasserdampf-Gemisch durch Kolonnen o. dgl. Apparate geführt wird, in welchen denselben konzentrierte Salzlösungen entgegengeleitet werden.
3. 3. Verfahren nach Ansprüchen i und z, dadurch gekennzeichnet, daß Rohholzessig verdampft und mit dem Säuredampfgemisch die Säure durch Behandeln mit geeigneten Salzlösungen im Sinne der Ansprüche i und 2 entzogen wird.