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Verfahren zur Herstellung- von Natriumacetat Die Erfindung bezieht
sich auf die Herstellung von Natriumacetat in Form seines Trihydrates durch Umsetzung
eines Gemisches von Kalium- und Natriumhydroxyd mit Acetylen und Wasser bei gewöhnlichem
Druck und höherer Temperatur.
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Man hat bereits vorgeschlagen, eine wasserfreie Kalinatronschmelze
durch Einleiten von Acetylen bei 22o° C unter Wasserstoffentwicklung zu essigsaurem
Natrium umzusetzen. Dabei entstehen aber auch unerwünschte Nebenprodukte, insbesondere
teeriger Natur, durch welche das Endprodukt stark verunreinigt und die Ausbeute
sehr herabgesetzt wird. Bekannt ist ferner die Herstellung von essigsaurem Alkali
derart, daß man ein stark verdünntes Gemisch von Acetylen mit indifferenten Gasen
auf wäßrige Alkalilaugen unter Druck bei erhöhter Temperatur einwirken läßt. Auch
dieses Verfahren ist wegen seiner durch Nebenprodukte und unvollkommene Ausbeute
bedingten Unwirtschaftlichkeit nachteilig.
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Es wurde nun gefunden, daß man ein Natriumacetat von vorzüglicher
Reinheit in sehr hoher Ausbeute derart herstellen kann, daß man ein Gemisch von
Kalium- und Natriumhydroxyd mit Acetylen und Wasser bei gewöhnlichem Druck und höherer
Temperatur, beispielsweise 275 bis 325° C, umsetzt, das Reaktionsprodukt in Wasser
löst und aus der Lösung das Natriumacetat als Trihydrat auskristallisieren läßt.
Dabei wird erfindungsgemäß das Verfahren so geleitet, daß stets so viel Natrium
im Reaktionssystem anwesend ist, wie dem gebildeten Acetat entspricht, sei es, daß
:man die Reaktion nur so weit gehen läßt, daß nicht mehr Acetat entsteht, als dem
ursprünglich vorhandenen Natriumhydroxyd äquivalent ist, sei es, daß man die Reaktion
weitertreibt und dann zusätzliche Mengen von Natriumhydroxyd hinzugibt.
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Die Anwesenheit von Wasser bei der Reaktion ist erforderlich und wird
-zweckmäßig dadurch veranlaßt, daß das Acetylen im Gemisch mit Wasserdampf auf das
Gemisch der Alkalihydroxyde geleitet wird. Diese letzteren können jedoch ihrerseits
noch einen gewissen Anteil Wasser in flüssigem Zustand absorbieren, der naturgemäß
an der Reaktion teilnimmt. So absorbiert ein äqui.molekulares Gemisch von Natrium-
und Kaliumhydroxyd bei 300° C etwa. r3 °/o seines Gewichts an Wasser in flüssiger
Phase.
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Das Verhältnis von Acetylen zu Wasserdampf wird zweckmäßig so geregelt,
daß es etwa äquimolekular ist. Ist Wasserdampf im Unterschuß, so geht ein Teil des
Acetylens mit den Abgasen verloren. Ein nicht zu großer Überschuß an Wasser kann
für die Regulierung der Reaktionstemperatur güngtig sein, wobei selbstverständlich
der Wasserdampfüberschuß mit den Abgasen abzieht. Ein allzu großer Überschuß an
Wasser würde allerdings die Reaktionstemperatur zu stark herabsetzen.
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Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform des Verfahrens besteht
darin, daß soviel
wie möglich des gesamten Alkalis des Ausgangsgemisches
zu Acetat umgesetzt wird, d. h. etwa 8o bis 9o °1o, worauf das Produkt in Wasser
gelöst und zu der Lösung so viel Natriumhydroxyd zugegeben wird, wie der Gesamtmenge
des in Acetat verwandelten Alkalis entspricht. In der so erhaltenen Lösung befindet
sich also eine dem im ursprünglichen Ausgangsgemisch vorhandenen Gesamtalkali äquivalente
Menge Hydroxyd zuzüglich des bei der Hauptumsetzung gebildeten Acetates. Aus dieser
Lösung kann man einen Teil des Acetates unmittelbar als reines Trihydrat auskristallisieren
lassen. Nach weiterem Einengen kann ein zweiter Anteil in der Form von etwas verunreinigtem
wasserfreiem Natriumacetat kristallinisch abgeschieden werden. Die Mutterlauge der
letzten Kristallisation enthält so viel Alkali, wie ursprünglich vorhanden war,
und ferner den nicht auskristallisierten Rest an Acetat. Diese Mutterlauge wird
wieder der Hauptreaktion zugeführt, macht also einen Kreisprozeß durch, während
der noch vorhandene Acetatgehalt im neuerlichen Endprodukt wieder erscheint. Die
bei der zweiten Kristallisation des jeweiligen Reaktionsproduktes erhaltenen verunreinigten
Anteile können zweckmäßig in kontinuierlichem Verfahren so gereinigt werden, daß
sie zu der Lösung des Reaktionsproduktes einer späteren Umsetzung zugegeben und
dadurch umkristallisiert werden. Unter diesen Bedingungen wird also das Verfahren
gemäß der Erfindung als Kreisverfahren durchgeführt. Ausführungsbeispiel Ein äquimolekulares
Gemisch von Natrium- und Kaliumhydroxyd (29 Gewichtsteile NaOH und 4o Gewichtsteile
KOH), (las etwa 13110 H20 enthält, wird in einem geeigneten, mit Rührwerk versehenen
Reaktionsgefäß geschmolzen und auf etwa 300° erhitzt, während in die Schmelze ein
Gemisch von Acetylen und Wasserdampf im Verhältnisse von etwa i : 1,2 Raumteilen
unter stetigem Umrühren eingeführt wird. Die Reaktion geht glatt vor sich und wird
fortgesetzt, bis 85 °/a des gesamten Alkalis umgesetzt sind.
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Das Rohprodukt wird in Wasser gelöst und die Lösung mit so viel Natronlauge
versetzt, (laß das gesamte -zugesetzte Wasser 186 Gewichtsteile und das Natriumhydroxyd
49 Gewichtsteile beträgt; letzteres entspricht der Menge des in der Reaktion verbrauchten
Alkalis. Die heiße Lösung wird bis auf 20° heruntergekühlt, wobei 51 Teile an reinem
kristallisiertem CH, C O O Na # 3 H2 O erhalten werden.
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Die von Kristallen befreite Mutterlauge wird weiter eingeengt, wobei
103 Teile Wasser verdampfen. Bei einer abermaligen Abkühlung bis auf 2o°
herunter wird eine zweite Kristallmenge abgeschieden, die aus 32 Teilen wasserfreiem
CH,COONa, 12 Teilen KOH und io Teilen H20 besteht.
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Die Ausbeute an reinen Trihydratkristallen beträgt 31 % des gesamten
Acetates. Dazu kommt noch der Gehalt an Acetat in den unreinen Kristallen, welcher
32 % des gesamten Acetates ausmacht. Die Gesamtausbeute an Acetatkristallen'wird
somit auf 63 °/o erhöht.
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In der Praxis würde man zum Umkristallisieren die unreinen Kristalle
finit der wäßrigen Lösung des Rohproduktes vereinigen. Die Endlauge andererseits
würde man wieder als Ausgangsmischung verwenden, um die in der Hauptreaktion erforderliche
Alkalimenge zu schaffen. Das von der Endlauge in Lösung gehaltene Acetat würde demnach
durch den Prozeß mitgeführt. In dieser Weise entsteht ein Kreisprozeß, welcher es
ermöglicht, daß in jedem Kreislauf die Ausbeute an reinem Trihydrat der Menge des
tatsächlich erzeugten Acetates annähernd gleichkommt.