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Verfahren zur Herstellung von alkoholfreiem Aluminiumäthylat Alkoholfreies
Aluminiumäthvlat Al (O C., H.,), wurde bisher in der Weise hergestellt,
elaß man Aluininitun durch Zusatz kleiner, nur katalytisch wirksamer Mengen von
Ouecksilberchlorid mit überschüssigem, wasserfreiem Alkohol behandelt und den priinär
entstehenden dicken Brei von kristallalkoholhaltigem Aluminiumäthylat durch Erhitzen
auf 2zo bis 22o° am absteigenden Kühler vorn überschüssigen Alkohol befreit.
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Eine weitere Ausbildung dieses Verfahrens besteht darin, daß man dem
Reaktionsgemenge im Lauf der Reaktion oder von Anfang an hochsiedende organische
Lösungsmittel, wie Kylol oder Solventnaphtha, zusetzt. Man erreicht dadurch den
dreifachen Vorteil, daß die Masse dauernd dünnflüssig und gut rührbar bleibt, daß
die Reaktion wesentlich beschleunigt wird und daß man mit der für Bildung von Aluminiumäthylat
berechneten Menge Alkohol ohne überschuß auskommt. Durch Abdestillieren des hochsiedenden
organischen Lösungsmittels, zweckmäßig nach Klärfiltration, erhält man das alkoholfreie
Aluminiumäthylat als schnell erstarrende Schmelze.
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Da die Reaktion anfangs träge, bei zu schnellem Anwärmen aber stürmisch
einsetzt und unter Wärmeentwicklung verläuft und der entweichende Wasserstoff dem
aus dem Kühler zurückfließenden Alkoholkondensat den Weg versperrt und ihn mitunter
stoßweise aus dem Kühler oben herausschleudert, so ist, namentlich bei größeren
Ansätzen, Vorsicht, langsames Anwärmen und zeitweise Kühlung des Reaktionsgefäßes
geboten, urn die Reaktion in der Hand zu behalten.
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Es wurde nun gefunden, daß .man die heftige Reaktion in einfacher
und bequemer Weise mäßigen und völlig gefahrlos gestalten kann, wenn man die von
Anfang an und auf einmal zusammengegebenen Reaktionskomponenten unter Rühren nicht
ainRückflußkühler, sondern in einem Umlaufkühlersystem mit geräumigem Staugefäß
und Syphon mit Überdruckschenkel erwärmt. Das Staugefäß wird zweckmäßig so groß-
gewählt, daß es evtl. die gesamte Alkoholmenge fassen kann. Dem Überdruckschenkel
des Syphons wird zweckmäßig eine Höhe von 30 bis 50 cm (über dem Scheitel
des Syphons) gegeben. Auch bei stürmischer Wasserstoffentwicklung fließt nun der
Alkohol, im absteigenden Kühler kondensiert, durch das Staugefäß und den Syphon
ruhig in den Reaktionskessel zurück, während der Wasserstoff, ohne daß ihm der Weg
durch Alkoholkondensat versperrt wird, ruhig durch das Entlüftungsrohr des Staugefäßes
entweicht. Der gleichmäßige Umlauf des verdampfenden und wieder kondensierten Alkohols
mäßigt die Reaktion und
sichert, daß die Temperatur nie -über den
Siedepunkt des Alkohols steigen kann. Man: hat es in der Hand, durch bloßes An-
oder Abstellen des Heizdampfes die Schnelligkeit und Dauer der Reaktion zu regulieren.
Auf diese Weise kann man sorglos und ohne Aufsicht große Mengen gefahrlos und betriebssicher
zur Reaktion bringen, auch bei anfänglichem und selbst dauerndem Überschuß von Alkohol.
Zweckmäßig setzt man -an Alkohol etwa io °/o mehr ein, als zur Bildung des kristallalkoholfreien
Aluminiumäthyläts berechnet ist. Dieser Überschuß wird nach Beendigung der Reaktion
bei etwa iio bis 1200 Innentemperatur-abdestilliert-und zum nächsten Ansatz verwendet.
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Zum Einfüllen der Aluminiumspäne und des Quecksilberchlorids in das
Reaktionsgefäß dient das Mannloch i; zum Einfüllen des Xylols bzw. - Solventnaphthas
und des Alkohols dienen die Meßgefäße k und l mit Hahn, Schauglas und Sypho
y Zum Entleeren des Reaktionsgefäßes dient das mit Hahn versehene Steigrohr m, durch
das die Xylol-bzw.. Solventnaphthalösung des Aluminiumäthylats herausgesaugt oder
abgedrückt wird. Soll auch- geschmolzenes Aluminiumäthylat (F. 13o0) nach dem Abdestillieren
des Lösungsmittels durch das Steigrohr entfernt werden, so muß-das Steigrohr und
der Hahn des Steigrohrs durch Hochdruckdampf heizbar gemacht sein. Diese an sich
bekannte Heizvorrichtung ist in der- Zeichnung weggelassen. Desgleichen sind in
der Zeichnung Thermometerrohr, Manometer und Vakuum-bzw. Druckluftanschluß der Übersichtlichkeit
halber fortgelassen. Beispiel In einem mit Dampf heizbaren Rührkessel von 15o bis
2öo 1 Inhalt mit weitem Umlaufkühler, Staugefäß von 3o bis 5o 1 - Entlüftung über
Dach -, Syphon mit 3o bis 5o cm hohem Überdruckschenkel und Schauglas füllt man
5 kg Aluminiumspäne, 28 kg 10o. °/oigen Athylalkohol, 30g Quecksilberchlorid
und - 5o kg reines, d. h. phenolfreies Xylol oder Solventnaphtha. Unter Rühren heizt
man auf 3o bis .4o0 an, worauf unter Wärmeentwicklung eine lebhafte, aber leicht
regulierbare Reaktion einsetzt. Man verzögert oder beschleunigt die Reaktion nach
Belieben durch Abstellen oder Anstellen des Heizdampfes. Das Aluminium geht unter
Wasserstoffentwicklung in Lösung. Die mit dein Wasserstoff fortgeführten Alkoholdämpfe
werden im absteigenden Kühler des Umläufkühlersystems kondensiert und fließen durch
Schauglas, Staugefäß und Syphon in den Reaktionskessel zurück, wodurch die Reaktion
automatisch gemäßigt wird. Das Staugefäß schließt selbst bei unaufmerksamer Bedienung
jede Störung aus. -Die nach einigen Stunden allmählich träger wendende Reaktion
wird durch .Erhitzen vervollständigt. Wenn auch bei einer über dem Siedepunkt des
Alkohols liegenden Temperatur nur noch wenig Alkoholkondensat zurückfließt, destilliert
man bei etwa 120' Innentemperatur den kleinen unverbrauchten Rest desAlkohols durch
Umstellen der Hähne des Syphons in die Vorlage ab: Man erhält etwa 5 bis 6 kg absolut
trocknen, etwas Xylol enthaltenden Alkohol zurück, der ohne weiteres beim nächsten
Ansatz mit verwendet wird, so daß nur 2? bis 23 kg ioo °/oiger Alkohol neu eingeführt
werden.
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Im Reaktionskessel bleibt in quantitativer Ausbeute die dein eingesetztenReinalüminiüm
entsprechende Menge alkoholfreies Aluminiumäthylat im heißen Xylol oder Solventnaphtha;
teils gelöst, teils suspendiert, zurück.
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Zur völligen Lösung führt man weitere 50 kg reines; phenolfreies
Xylöl oder Solventnaphtha zu und erhitzt auf etwa 13o°: Zur Befreiung- der klaren
Lösung von den aus den Aluminiumspänen stammenden Verunreinigungen (einschließlich
Quecksilber) drückt man bei 12o° durch eine kleine Drucknutsche mit Drahtnetz und
Wollstoffilter.
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Will man das alkoholfreie Aluminiumäthylat nicht in Lösung, sondern
in Substanz gewinnen, so destilliert man, ohne weitere Mengen Xylol oder Solventnaphtha
zuzugeben, das ursprünglich eingesetzte Xylol oder Solventiiaphtha am absteigenden
Kühler ab. Als Rückstand bleibt das geschmolzene, alkoholfreieAluminiumäthylat (F.
etwa 13o0), das man ablassen und direkt verwenden oder durch Destillation von Eisen-
und Quecksilberspuren (aus den Aluminiumspänen und dem Katalysator stammend.) einigen
kann.
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Zur Durchführung des Verfahrens kann beispielsweise die in der Zeichnung
schematisch dargestellte Apparatur benutzt werden. Die langen Pfeile zeigen den
Weg des Wasserstoffes, die kurzen den der Alkohol- und Xyloldämpfe oder ihres Kondensats.
Der Wasserstoff und die Dämpfe verlassen den Reaktionskessel a durch das isolierte
Steigrohr b und treten in den absteigenden Kühler c ein. Das Schauglas d gestattet
die Beobachtung des Kondensats. Aus dem Staugefäß e tritt der Wasserstoff durch
die Entlüftung f aus, während das Kondensat durch den Syphon g in das Reaktionsgefäß
zurückläuft öder, am Schluß der. Reaktion, in die Vorlage lz abfließt.