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Verfahren zur Herstellung von Reinnaphthalin Zur Gewinnung von Reinnaphthalin
aus Teer, Teeröl oder Teerölfraktionen und aus naphtbalinhaltigen Gasen ist eine
umfangreiche und kostspielige Verarbeitung nötig. Selbst durch die Anwendung der
hochwertigsten Fraktioniereinrichtungen kann das Naphthalin in reiner Form von den
Begleitkörpern nicht .getrennt werden. Im allgemeinen werden daher die naphthalinhaltigen
Teerölfraktionen durch Abkühlen zur Kristallisation gebracht. Das auskristallisierte
Rohnaphthalin wird nach bekannten Arbeitsverfahren von den flüssigen Begleitkörpern
durch Abnutschen, Abschleudern oder Abpressen getrennt. Das so gewonnene Naphthalin
wird als Naphthalin-Warmpreßgut in den Handel gebracht. Aus diesem Material läßt
sich Reinnaphthalin durch physikalische Arbeitsvorgänge, wie Kristallisieren oder
Destillieren, nicht gewinnen. Es ist vielmehr notwendig, das Naphthalinpreßgat durch
Behandlung mit Reagenzien, wie Schwefelsäure oder Alkalien, nach bekannten Methoden
zu reinigen. Diese Reinigung muß in Behältern vorgenommen werden, die einer wechselweisen
Beanspruchung durch Säuren und Laugen verschiedener Konzentration standhalten. Solche
Gefäße sind aber nicht nur teuer in der Anschaffung, sondern auch in der Unterhaltung.
Weiterhin sind für den Prozeß teure Chemikalien notwendig. Es fällt ferner ins Gewicht,
daß bei der chemischen Behandlung erhebliche Verluste auftreten, da nicht nur die
Verunreinigungen
durch. die Chemikalien angegriffen werden, sondern
auch das zu reinigende Naphthalin. Das so erhaltene Naphthalin muß dann nochmals
einer Destillation unterworfen werden. Hierbei wird das Reinnaphthalin als Hauptfraktion
gewonnen.
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Das Reinnaphthalin muß je nach seinem weiteren Verwendungszweck gewissen,
zum Teil sehr scharfen Prüfmethoden genügen. Es wird nicht nur ein bestimmter Mindesterstarrungspunkt
verlangt, sondern auch eine reinweiße Farbe, die bei Einwirkung bestimmter aggressiver
Reagenzien beständig ist. Dabei hat es sich herausgestellt, daß Reinnaphthalin von
dem geforderten Reinheitsgrad nur zu erhalten ist, wenn die chemische Reinigung
besonders sorgfältig durchgeführt worden ist. Wegen der Umständlichkeit und der
hohen Unkosten der bisher bekannten und in der Industrie angewendeten Reinigungsverfahren
war es von jeher das Bestreben der Beinnaphthalin erzeugenden Industrie, diese Reinigung
durch eine billigere und einfachere Arbeitsweise zu ersetzen.
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Es ist bereits ein Verfahren bekannt, bei dem die Destillation bzw.
Sublimation des Naphthalins unter Durchleiten von Luft durch die Destillierblase
ausgeführt wird. Bei diesem bekannten Verfahren wird ohne Anwendung von Überdruck
gearbeitet, und das Lufteinleiten dient in erster Linie zum Verrühren des geschmolzenen
Naphthalins und zum Weiterleiten der verdampften Anteile. Eine Reinigung des Naphthalins
wird durch dieses Verfahren nicht erreicht, da bei einer derartigen Destillation
unter Luftdurchleiten die Verunreinigungen nicht entfernt werden können., Es ist
ferner bekannt, gepreßtes Rohnaphthalin bei 2oo° während io Stunden ohne Anwendung
von Überdruck mit Luft zu blasen, um hierdurch eine Reinigung des Ausgangsmaterials
herbeizuführen. Die Reinigungswirkung dieses bekannten Verfahrens ist aber, wie
eingehende Versuche gezeigt haben, nicht ausreichend, um ein typgemäßes Beinnaphthalin
zu gewinnen. Vielmehr können die erhaltenen Produkte nur als gereinigtes Naphthalin
bezeichnet werden, das zur Überführung in vorschriftsmäßiges Beinnaphthalin erst
noch der bekannten kostspieligen und umständlichen Schwefelsäurewäsche unterworfen
werden muß. Demgegenüber entspricht das erfindungsgemäß herstellbare Produkt ohne
weiteres den Vorschriften.
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Es wurde nun gefunden, daß es möglich ist, Beinnaphthalin herzustellen,
ohne das Ausgangsmaterial (Rohnaphthalin, Naphthalinpreßgut) mit irgendwelchen festen
oder flüssigen chemischen Reagenzien zu behandeln. Das erfindungsgemäße Verfahren
besteht darin, geschmolzenes Rohnaphthalin u. dgl. bei erhöhten Temperaturen unter
gleichzeitiger Anwendung von Druck mit Sauerstoff oder sauerstoffhaltigen Gasen
zu behandeln und dann das Reinnaphthalin aus dem so behandelten Material durch eine
in bekannter Weise ausgeführte fraktionierte Destillation zu gewinnen. Die das Reinnaphthalin
begleitenden und verunreinigenden Körper werden durch die beschriebene Reinigungsbehandlung
durch Oxydation, Kondensation oder Polymerisation so verändert, daß die im Anschluß
an diese Behandlung ausgeführte fraktionierte Destillation des behandelten Materials
sofort ein außerordentlich hochwertiges Reinnaphthalin ergibt. Dieses Reinnaphthalin
hat noch bessere Eigenschaften als das aus demselben Rohmaterial durch Anwendung
der bekannten Reinigungsverfahren gewonnene.
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Das im Rohnaphthalin enthaltene Beinnaphthalin wird durch den Reinigungsprozeß
fast gar nicht angegriffen. Die hierbei anzuwendenden Erhitzungstemperaturen liegen
notwendigerweise über dem Schmelzpunkt des Ausgangsmaterials und könnten zwecks
Erhöhung der Einwirkungsintensität der sauerstoffhaltigen Gase bis in die Nähe des
Siedepunktes des Materials unter dem angewendeten Druck gesteigert werden.
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Durch die Anwendung von Druck wird die Möglichkeit geboten, gegebenenfalls
auch höhere, über dem Siedepunkt des Naphthalins bei Atmosphärendruck liegende Erhitzungstemperaturen
anzuwenden, eine Maßnahme, die sich je nach der Natur der im Rohnaphthalin vorhandenen
Verunreinigungen gegebenenfalls als notwendig und wertvoll erweist. Eine empfehlenswerte
Ausführungsform des Verfahrens besteht darin, daß man das Rohnaphthalin bei über
seinem Schmelzpunkt liegenden Temperaturen und unter einem Druck von 2 und mehr
atü mit den sauerstoffhaltigen Gasen behandelt, bis eine Probe das Ende der beabsichtigten
Reinigung anzeigt. Als Behandlungstemperaturen können solche gewählt werden, die
oberhalb von 2i8° liegen und bis an den Siedepunkt des Rohnaphthalins bei den angewendeten
Druckverhältnissen heranreichen.
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Das Verfahren kann jedoch auch mit gutem Erfolge bei niedrigeren-Temperaturen
oberhalb des Schmelzpunktes des Ausgangsmaterials ausgeführt werden, wenn die Höhe
des angewendeten Überdrucks und die Zeitdauer der Behandlung entsprechend eingestellt
werden.
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Die zur Ausführung des Verfahrens beispielsweise in Betracht kommende
Vorrichtung ist in der Zeichnung dargestellt. Das geschmolzene Rohnaphthalin befindet
sich in einem geeigneten Druckgefäß, das mit einer Heizschlange A versehen ist.
Mittels eines Verteilers C «erden Sauerstoff oder sauerstoffhaltige Gase durch das
Naphthalin geleitet. Für die Verteilung der Luft lassen sich auch mechanische Einrichtungen
verwenden.
Durch das Entspannungsventil H kann der Druck in der Apparatur beliebig unter Beobachtung
des Manometers E eingestellt werden. Zur Kontrolle der Temperatur ist ein Thermometer
F angebracht. Es wurde beobachtet, daß schon bei der Anwendung von außerordentlich
geringem Druck das Naphthalin von dem Gasstrom nicht mehr oder nur in sehr unwesentlichem
Maße mitgeführt wird. Die geringen Naphthalinmengen, die sich in dem Gas befinden,
werden in einem Kühler G leicht kondensiert, da sie sich unter Druck befinden und
fließen wieder in das Reaktionsgefäß zurück. Im Kühler kann mit Luft oder Wasser
gekühlt werden. Um ein Verstopfen des Kühlers zu verhindern, kann der Kühler durch
Dampf angewärmt und so das erstarrte Naphthalin verflüssigt werden. Vom Kühler gelangt
der Gasstrom durch die Leitung I in die zweckmäßig mit Waschöl beschickte Vorlage
L, worin die letzten Spuren von übergegangenem Material absorbiert werden. Die Vorlage
kann durch den Auslaß K entleert werden. Beispiel i 3 kg eines Rohnaphthalinpreßgutes
mit einem Erstarrungspunkt von 79,i2° wurden in der beschriebenen Vorrichtung bei
einem Druck von 2 atü' 5 Stunden bei 27o° mit Luft behandelt. Es wurde ein Verlust
von 15 g (= 0,50/,) des eingesetzten Materials festgestellt. Das so behandelte
Material wurde gut fraktioniert. Die keinnaphthalinfraktion wurde in einer Ausbeute
von 830/, erhalten. Das Reinnaphthalin hatte einen Erstarrungspunkt von 79,82°
und war rein weiß. Bei einem Vergleich mit einem in üblicher Weise erhaltenen Reinnaphthalin
war deutlich zu sehe, daß das letztere Material eine leicht gelbliche Tönung gegenüber
dem reinen Weiß des gemäß der Erfindung hergestellten aufwies. Auch der Geruch war
erheblich milder und reiner als bei dem in üblicher Weise erhaltenen Reinnaphthalin.
Die Schwefelsäureprobe ergab fast keine Färbung, und mit Salpetersäure war erst
nach einer vollen Stunde eine schwach zitronengelbe Färbung zu erkennen. Das Material
zeigte demnach bessere Eigenschaften als nach dem üblichen Verfahren hergestelltes
Reinnaphthalin. Außerdem waren die Ausbeuten etwas besser. Beispiel 2 Rohnaphthalin
mit einem Erstarrungspunkt von 78,6o° wurde in der beschriebenen Vorrichtung bei
einem Druck von 8 atü bei 22o° 24 Stunden mit Luft behandelt. Durch Ausfraktionieren
wurde Reinnaphthalin in einer Ausbeute von 82 °/o gewonnen. Der Erstarrungspunkt
betrug 79,85°. Das Material hatte eine reinweiße Farbe. Die Schwefelsäureprobe ergab
fast keine Färbung, die Salpetersäureprobe war ausreichend. Auch Farbe und Geruch
waren wie bei Beispiel i besonders gut.