DE858405C - Verfahren zur Abscheidung von Wasser aus Tetrahydrofuran und Wasser enthaltenden Mischungen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Abscheidung von Wasser aus Tetrahydrofuran und Wasser enthaltenden Mischungen.

Tetrahydrofuran bildet mit Wasser ein binäres Aceotrop, bei dem der Siedepunkt der Mischung durch ein Minimum geht und welches 5,4 Gewichtsprozent Wasser enthält und einen Siedepunkt von 63,2° besitzt. Es ist daher unmöglich, Tetrahydrofuran in einem im wesentlichen wasserfreien Zustand durch einfache Destillation von Tetrahydrofuran-Wasser-Mischungen zu erhalten, wenn diese 5,4 Gewichtsprozent Wasser oder mehr aufweisen.

Die vorliegende Erfindung schlägt nunmehr ein Verfahren zur Abscheidung von Wasser aus Mischungen von Wasser und Tetrahydrofuran vor, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß einer solchen Mischung Glycerin in einer Menge zugesetzt wird, die die Trennung der Mischung in zwei Flüssigkeitsphasen ermöglicht, und daß nach der Trennung der Mischung in zwei durch diese Phasen gebildeten Schichten die tetrahydrofuranreichere dieser Schichten abgeschieden wird.

Ein "weiteres Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß ein Verfahren zur Abscheidung von Wasser aus einer Mischung vorgeschlagen wird, die Wasser, Tetrahydrofuran und Glycerin enthält. Bei dem Verfahren wird eine nach den im folgenden näher zu kennzeichnenden Grundsätzen bemessene geeignete Menge an Glycerin der Mischung zugegeben, welche eine Zusammensetzung in dem noch zu erläuternden Bereich besitzt, und man läßt die Mischung sich in zwei Schichten abscheiden, worauf die an Tetrahydrofuran reiche Schicht abgetrennt wird.

Bei ungefähr 20⁰ sollten die Mischungen, aus denen durch das den Gegenstand der Erfindung

bildende Verfahren das Wasser abgeschieden werden soll, unmittelbar vor der Trennung in zwei Schichten, falls eine solche stattfindet, einen Gewichtsanteil an Wasser enthalten, der nicht größer ist als der des Tetrahydrofurans, und sie sollten nicht mehr als 65 Gewichtsprozent Glycerin enthalten. Innerhalb dieses Bereiches kann die Mischung homogen oder heterogen sein, d.h. aus einer zwei Phasen aufweisenden Flüssigkeit bestehen, was von den Gewichtsanteilen der Komponenten abhängt. Innerhalb des angegebenen Bereiches stellt die Mischung eine einzige flüssige Phase dar, wenn das Verhältnis von Glycerin zu Wasser nicht mehr als etwa 2 :3 beträgt.

Wenn die zu behandelnde Mischung aus einer einzigen homogenen Phase besteht, ergibt sich durch Hinzufügung von ausreichendem Glycerin ein zweiphasiges Flüssigkeitssystem, bei dem die obere Schicht reich ist an Tetrahydrofuran und auf einer glycerinfreien Basis weniger Wasser enthält als die Ausgangsmischung. Die Menge an zugefügtem Glycerin sollte jedoch nicht so groß sein, daß das zweiphasige Flüssigkeitssystem sich in eine einzige homogene flüssige Phase zurückverwandelt. In ähnlicher Weise sollte, wenn die zu behandelnde Mischung schon aus einem zweiphasigen Flüssigkeitssystem besteht, die Menge an zugegebenem Glycerin nicht so groß sein, daß die Mischung wieder in eine einzige homogene flüssige Phase übergeht.

Diese Überlegungen lassen in der Wahl dessen, was als geeignete Menge an Glycerin anzusehen ist, noch einen erheblichen Tirad an Freiheit. Die endgültige Entscheidung hierüber wird von den Sondererfordernissen jedes Einzelfalles abhängen, wobei man sich vor Augen halten muß, daß, wie leicht nachzuprüfen ist, z. B. aus einem die relativen Löslichkeiten des ternären Systems Wasser-Tetrahydrofuran-Glycerin darstellenden Dreiecksdiagramm mit eingezeichneten Verbindungslinien, der Prozentsatz an Tetrahydrofuran, der in der glycerinreichen Schicht entweder verlorengeht oder aus ihr eigens zurückgewonnen werden muß, um so größer ist, je mehr Wasser der tetrahydrofuranreichen Schicht durch Behandlung mit Glycerin entzogen wird. Die Wahl der geeigneten Menge an Glycerin wird daher durch die Entscheidung der Frage bestimmt werden, ob mehr Wert auf einen annähernd vollkommenen Wasserentzug oder auf die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens gelegt wird.

Obwohl die Zusammensetzung der durch das Verfahren gemäß der Erfindung zu behandelnden Mischungen innerhalb der weiten angegebenen Grenzen liegen kann, ist es vorzuziehen, solche zu behandein, welche wenig oder kein Glycerin enthalten und ein Gewichtsverhältnis von Tetrahydrofuran zu Wasser aufweisen, welches dem Tetrahydrofuran-Wasser-Aceotrop naheliegt. Bei derartigen Mischungen ist die hinzuzufügende Menge Glycerin, welche erforderlich ist, um ein hohes Verhältnis einer tetrahydrof uranreichen Schicht zu erhalten, gering.

Die teträhydrofuranreiche Schicht kann nach der Abscheidung durch ein einfaches Destillationsverfahren behandelt werden, um im wesentlichen wasserfreies Tetrahydrofuran zu erhalten. Bei diesem Destillationsverfahren wird das Tetrahydrofuran-Wasser-Aceotrop als Destillat entfernt, bis im wesentlichen das ganze Wasser entfernt worden ist, wodurch im wesentlichen wasserfreies Tetrahydrofuran zurückbleibt. Das gewonnene Aceotrop kann dem Verfahren wieder zugeleitet werden, um gewünschtenfalls weiterbehandelt zu werden.

Die nach der Entfernung der tetrahydrofuranreichen Schicht zurückbleibende Schicht ist reich an Glycerin. Durch einfache Destillation unter geeigneten Bedingungen kann im wesentlichen wasserfreies Glycerin für die Wiederverwendung in dem Verfahren entfernt werden, während die dabei gewonnenen Tetrahydrofuranfraktionen dem Verfahren ebenfalls zur Wiederbehandlung wieder zügeleitet werden können.

Es ist selbstverständlich, daß durch die Verwendung einfacher, im Gegenstrom arbeitender Mittel, beispielsweise eines einfachen Turmes, in dem ein Strom von Glycerin im Gegenstrom fließt zu der Tetrahydrofuran undWasser enthaltenden Mischung, das den Gegenstand der Erfindung bildende Verfahren zur kontinuierlichen Entfernung von Wasser aus dieses und Tetrahydrofuran enthaltenden Mischungen angewandt werden kann. Weiterhin kann durch die Verwendung einfacher, kontinuierlich arbeitender Destillationsapparaturen in Verbindung mit dem beschriebenen kontinuierlichen Verfahren wasserfreies Tetrahydrofuran kontinuierlich hergestellt und Glycerin kontinuierlich wiedergewonnen werden, um dem Verfahren erneut zugeführt zu werden.

Die beiden folgenden Beispiele erläutern die Art, wie die Erfindung ausgeführt werden kann.

Beispiel 1

Zu 100 g eines 6,5 Gewichtsprozent Wasser enthaltenden Gemisches von Tetrahydrofuran und Wasser, das durch Destillation einer verdünnteren Tetrahydrofuranlösung gewonnen worden ist, werden ioog Glycerin zugesetzt. Das sich ergebende Gemisch teilt sich in zwei Schichten, von denen die untere 5,0 °/o Wasser, 77,3% Glycerin und 17,7% Tetrahydrofuran enthält und 125 g wiegt, während die obere nur 0,35 % Wasser und 94 % Tetrahydrofuran enthält und bei der Destillation 5,5 g eines Tetrahydrofuran-Wasser-Gemisches, 64 g wasserfreien Tetrahydrofurans und 5,5 g eines trockenen glycerinreichen Rückstandes ergibt. Die untere Schicht liefert etwa 20 g des Tetrahydrofuran-Wasser-Aceotrops und 8 g verdünnten wäßrigen Tetrahydrofurans, die verworfen werden können, und läßt einen Rückstand von im wesentlichen wasserfreiem'Glycerin zurück, der wiederverwendet werden kann.

Beispiel 2

Ein 7 Gewichtsprozent Wasser enthaltendes Gemisch von Tetrahydrofuran und Wasser wird kontinuierlich von unten in eine im Gegenstrom arbeitende Füllkörperextraktionssäule mit einem Durch-

satz-von ioog je Stunde eingeführt. Wasserfreies Glycerin wird dieser Säule von oben mit einem Durchsatz von 14,7 g je Stunde zugeführt und fließt durch die Säule hinunter im Gegenstrom zu dem entweichenden Tetrahydrofuran. Am oberen Ende der Säule werden kontinuierlich 93,7 g je Stunde eines 5,7% Glycerin, 93,5% Tetrahydrofuran und 0,8 % Wasser enthaltenden Gemisches abgezogen, während am unteren Ende ein Rückstand von 21,0 g je Stunde, enthaltend 45,0 % Glycerin, 25,0 % Tetrahydrofuran und 30,0 °/o Wasser, erhalten wird. Durch geeignete Destillation des oben abgezogenen Produktes kann im wesentlichen wasserfreies Tetrahydrofuran gewonnen werden.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   ι. Verfahren zur Abscheidung von Wasser aus Tetrahydrofuran und Wasser enthaltenden Mischungen, dadurch gekennzeichnet, daß einer solchen Mischung Glycerin in einer Menge zugesetzt wird, die die Trennung der Mischung in zwei Flüssigkeitsphasen ermöglicht, und daß nach der Trennung der Mischung in zwei durch •diese Phasen gebildeten Schichten die tetrahydrofuranreichere dieser Schichten abgeschieden wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zu behandelnde Mischung bei etwa 20⁰ gewichtsmäßig nicht mehr Wasser als Tetrahydrofuran und vorzugsweise etwa 5,4% o.der nur wenig mehr Gewichtsprozent Wasser, bezogen auf ihren Wasser-Tetrahydrofuran-Anteil, enthält.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wasser und Tetrahydrofuran enthaltende Mischung mit dem Glycerin im Gegenstrom in Berührung gebracht wird.

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