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Verfahren zur Gewinnung von Trimethylamin Im Patent 615
527 ist ein Verfahren zur Gewinnung von Trimethylamin aus seinen Gemischen
mit Ammoniak beschrieben, bei dem man diese Gemische mit zur Neutralisation ungenügenden
Säuremengen behandelt und das Trimethylamin aus dem frei bleibenden Anteil des Gemisches
der Basen durch anschließende fraktionierte Destillation, gegebenenfalls unter Druck,
gewinnt.
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Es wurde nun gefunden, daß man das Trimethylamin aus seinen Gemischen
mit Ammoniak auch vorteilhaft dadurch gie«znnen kann, daß man diese Gemische einer
Behandlung mit zur völligen Lösung der Gemische unzureichenden Mengen von Lösungsmitteln
unterwirft und gewünschtenfalls reines Trimethylamin aus dem ungelöst bleibenden
Anteil durch rektifizierende Destillation, gegebenenfalls unter Druck, gewinnt.
Als geeignete Lösungsmittel können Wasser, wäßrige Lösungen von Alkalien oder Salzen
oder von iorganischen Verbindungen oder organische Mittel allein benutzt werden.
Durch die Behandlung mit Wasser, die auch unter Druck vorgenommen werden kanaz,
wird vorwiegend das Ammoniak gelöst; ein an Trimethylamin angereichertes Gemisch
bleibt ungelöst, das daanl durch rektifizierende Destillation in ein azeotropisches
Gemisch von Trimethylamin mit dem Rest des Ammoniaks und in reines Trimethylamin,
das als Destillationsrückstand zurückbleibt, zerlegt werden kann.
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Das Verfahren kann .auf verschiedene Weise durchgeführt werden. Beispielsweise
kann man gasförmige Gemische von Ammoniak und Trimethylamin in einem mit Füllkörpern
versehenen Rieselturm herabfließendem Wasser in solcher Menge, daß praktisch nur
das Ammoniak-gelöst wird, entgegenführen oder auch die Behandlung mit Wasser im
Gleichstrom durchführen. Es sind verhältnismäßig geringe Mengen Wasser hierfür erforderlich.
Beispielsweise verwendet man einen Raumteil Wasser auf 5oo bis zooo Raumteile gasförmiges
Ammioniak-Trimethylamin-Ge misch. Die Behandlung 'mit Wasser kann ,auch m einem
Schleuderwäscher ioder Desintegratorerfolgen. Auch in. beliebigen anderen Vorrichtungen
kann die Behandlung erfolgen, in denen man Wasser, beispielsweise durch Versprühen,
in innige Berührung mit dem Basengemisch bringt. Das ungelöste Gasgemisch ist stark
an Trimethylamin angereichert.
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An Stelle gasförmiger Ammoniak-Trimethylamin-Gemische können auch
flüssige derartige Gemische in entsprechender Weise behandelt werden. Hierbei kann
man beispielsweise so arbeiten, daß man eine geringe Menge eines
geeigneten
Lösungsmittels, z. B. Blasser, in die unter Druck befindliche Mischung einführt,
wobei teilweise oder vorteilhaft völlige Lösung der Basen erfolgt und anschließend;
stufenweise, gegebenenfalls unter Erwärm entspannt. Man erhält dann neben der @väA4::
rigen, im wesentlichen Ammoniak enthalten= den Lösung ein hauptsächlich Trimethylamin
enthaltendes Gasgemisch. Bei der Trennung flüssiger Ausgangsgemische, beispielsweise
zeit wäßrigen Lösungen oder organischen Lösungsmitteln, kann man unter geeigneten
Bedingungen bei der Behandlung auch zwei flüssige Schichten erhalten. Neben der
unteren wäßrigen, hauptsächlich Ammoniak enthaltenden Schicht entsteht dann als
obere Schicht das stark an Trimethylamin angereicherte Gemisch, das unmittelbar
abgezogen und durch rektifizierende Druckdestillation weiterverarbeitet werden kann.
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In vielen Fällen, besonders bei der an letzter Stelle genannten Arbeitsweise,
ist es besonders vorteilhaft, an Stelle von Wasser wäßrige Lösungen von leicht in
Wasser löslichen Stoffen oder organische Lösungsmittel, z. B. hydroxylhaltige, wie
Glycerin,oder Glykol, zu verwenden. Hierfür kommen insbesonder° solche Lösungen
bzw. Stoffe in Frage, die gegenüber -Trimethylamin tuid Ammoniak indifferent sind,
d. h. mit ihnen nicht in 1-inerwünschter Weise reagieren, und die Löslichkeit des
Trimethylamins nicht erhöhen, vorteilhaft solche, die sie sogar noch erniedrigen
bzw. stärker erniedrigen :als die des Ammoniaks. Solche Stoffe sind z. B. leicht
lösliche anorganische Salze, wie die Alkalihalogenide und Erdalkalihalogenide, Alkalisulfate,
auch Alkalihydroxyde u. dgl., ferner organische Stoffe, z. B. Aminosäuren, wie Alanin,
Glykokoll, besonders auch hydroxylhaltigeorganischeStoffe, z. B. Glykole, Glycerin,
Kohlehydrate u. dgl. Man verwendet diese Stoffe zweckmäßig in Form konzentrierter
bzw. gesättigter Lösungen an. Auch können Lösungen mehrerer dieser Stoffe mit Vorteil
v.erwendet werden.
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Man kamt die Trennung vorteilhaft so bewirken, daß man das Gasgemisch
nur kurze Zeit mit dem Lösungsmittel, z. B. dem Wasser, in Berührung bringt, so
daß dieses nicht bis zur Sättigung die Basen löst. Diese Behandlung kann mit dem
an Trimethylamin ,angereicherten Gasgemisch wiederholt werden, wobei weitere Anreicherung
erfolgt.
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Will man dem Verfahren sehr ammoniakreiche Gemische unterwerfen, so
kann es von Vorteil sein, diese zunächst rektifizierend zti destillieren und das
hierbei :entstehende aze.otropische Gemisch von Trimethylamin und Ammoniak nach
dem oben angegebenen Verfahren an Trimethvlamin anzureichern. Aus ammoniakarmen
Gemischen kan:ii man zunächst eine Ammoniak -Trimethylamin-@ischung abdestillieren,
wobei reines Tri--thylamin zurücltbleibt. Das übe rdestilliertc '@"'r'4misch wird
dann in der oben beschrieläenen Weise behandelt.
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Beispiel i Ein zu 92 ob aus Ammoniak und zu 8 0(o aus Trimethylamin
bestehender Gasstromwird durch einen Schleuderwäscher geleitet, in -den laufend
z,8 1 Wasser je Kubikmeter Gas eingespritzt werden. Das gebildete gesättigte, rohe
Ammoniakwasser wird fortlaufend abgeführt. Die den Wäscher verlassende Gasmenge
beträgt nur noch i i °'o der eizigeführten. Sie wird komprimiert und verflüssigt.
Aus der so :erhaltenen 6o Gewichtsprozent Trimethylamin ,enthaltenden Flüssigkeit
wird durch rektifizierende Destillation unter ihrem Dampfdruck ein Vorlauf gewonnen,
der aus dem azeotropen Gemisch aus Ammoniak und Trimethylamin besteht.
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Als Destillati:onsr ückstand hinterbleibt 97%iges Trimethylamin, dessen
Menge :etwa 33 % der ursprünglich angewandten Menge Trimethylamin beträgt. Beispiel
a Ein Gasstrom von der in Beispiel i angegebenen Zusammensetzung wird bei gewöhnlichem
Druck durch einen Desintegrator geleitet, in den gleichzeitig 7,5 1 Wasser
j e Kubikmeter Gas eingespritzt werden. Die Strömungsgeschwindigkeit des Gases wird
so eingestellt, daß seine Raummenge durch Absorption um 5o 0;o vermindert wird.
Das ablaufende Waschwasser ist nicht mit Ammoniak gesättigt. Im ungelösten Gas ist
der Gehalt an Trimetliylamin auf 1 5 0ö gestiegen. Das Gas wird izi
einem zweiten Desintegrator nochmals in. gleicher Weise behandelt, so daß abermals
eine Volumenverringerung um 50 0 0 eintritt. Die Anreicherung an Trimethylamin ist
dann so weit fortgeschritten, daß durch Verdichtung unter Kühlung des Gasgemisches
eine Flüssigkeit erhalten wird, die zu etwa 6o Gewichtsprozent aus Trimethylamin
besteht.
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Diese wird, wie in Beispiel i beschrieben, rektifizierend destilliert.
Man erhält als Destillationsr ückstand 97 %iges Trimethylamin, dessen Menge 70 %
der im angewandten Gasstrom enthaltenen Menge beträgt. Beispiel 3 Ein. Gasstrom
von der in Beispiel i angegebenen Zusammensetzung wird bei gewöhnlichem Druck in
aufsteigender Richtung durch einen mit Füllkörpern beschickten Tunn geleitet,
durch°
den eine gesättigte Kochsalzlösung in einer Menge von 5 1 je Kubikmeter Gas herabrieselt.
Am oberen Ende des Turms wird ein Restgas abgezogen, das ,anschließend komprimiert
und verflüssigt wird. Die dabei erzeugte Flüssigkeit besteht zu 7o Gewichtsprozent
aus Trimethylamin und enthält 75 0/() des ihn Ursprungsgas vorhandenen Trimethylamins.
Dieses Produkt kann in der im Beispiel i angegebenen Weise auf höher prozentiges
Trimethylamin verarbeitet werden.
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Die den Waschturm verlassende Kochsalzlösung wird zum Sieden erhitzt,
Zoobei ein Gasgemisch von 97,7 % NH3 und 2,3 % Trimethylamin erhalten
wird. Die Salzlösung kann ohne weiteres wieder verwendet werden.
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Trimethylamin Ammoniak-Gemische anderer Zusammensetzung können in
analoger Weise aufgearbeitet werden, wobei die Menge Kochsalzlösung dem Mengenverhältnis
der Basen angepaßt wird. Beispiel ;1 Einem Raumteil einer in einem Druckgefäß befindlichen
flüssigen Aminoniak-Trimethylamin-Mischung von der im Beispiel i angegebenen Zusammensetzung
«-erden unter Küh= lang und Rühren langsam 0,4 Raumteile ioo.`oige Natronlauge unter
Druck zugeführt. \T ach einigem Stehen bilden sich zwei Flüssigkeitsschichten, von
denen die obere, die etwa der angewandten Menge verflüssigter Basen beträgt. 9i
Gewichtsprozent Trimethylamin und 9 Gewichtsprozent NH3 enthält. Das nach dem Ablassen
der unteren. Natronlaugescliicbt zurückbleibende rohe Trimethylamin kann infolge
seiner hohen Konzentration an tertiärer Base für viele Zwecke :ohne weitere Reinigung
verwendet werden. Es werden so 7 5 0;ö des angewandten Trimethylamin.s gewonnen.
Die abgetrennte Natronlauge wird durch Erwärmen von den gelösten Basen befreit und
kann wieder von neuem verwendet werden.
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Ammoniak - Trimethylamin - Gemische von anderer Zusammensetzung können
in ähullicher Weise mit gutem Erfolg getrennt werden.
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Verwendet man statt Natronlauge wasserfreies Glycerin, so erhält man
nach einigem Stehen zwei Flüssigkeitsschichten, von denen die iobere etwa 8o Gewichtsprozent
Trimethylamin .enthält. Sie wird abgetrennt Lind kann durch rektifizierende Destillation
auf hochkonzentriertes Trimethylamin verarbeitet -werden.