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Verfahren zur Gewinnung von Phenolen aus Teerölen Die Erfindung bezieht
sich auf ein kontinuierlich oder diskontinuierlich arbeitendes Verfahren zur Extraktion
der Phenole als Phenolate aus phenolhaltigen Teerölen durch Behandeln mit Alkalilauge.
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Nach der Erfindung wird vorgeschlagen, die Auslaugung der Teeröle
mit Alkalilauge in mehreren Stufen unter Verwendung von jeweils (bis auf die letzte
Stufe) einem Unterschuß an Alkalilauge vorzunehmen, d. h. jeweils mit Mengen von
Alkalilauge zu arbeiten, die nicht zur Überführung der gesamten vorhandenen Phenole
in Phenolate hinreichen, in der letzten Stufe jedoch eine hinreichende Menge, zweckmäßig
einen gewissen Überschuß anzuwenden.
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Vorzugsweise wird das Verfahren nach der Erfindung in drei oder mehr
Stufen durchgeführt.
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Bei Vorliegen der üblichen sauren Steinkohlenteeröle, die z. B. etwa
z5 °/o saure Anteile besitzen, wird nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
zunächst in der ersten Stufe mit etwas mehr als der Hälfte der zur Abbindung sämtlicher
Phenole zu Phenolaten notwendigen Menge Alkali, z. B. mit etwa 55 bis 65 °/o, gewaschen.
Es hat sich herausgestellt, daß
bei Anwendung eines solchen Alkaliunterschusses
in der ersten Stufe eine selektive Auswaschung des gesamten Phenols (Carbolsäure)
und eines Teils der drei Kresole, und zwar im wesentlichen des o-Kresols und eines
großen Teiles des m- und p-Kresols im bekannten Verhältnis erfolgt. In der zweiten
Stufe befinden sich dann nur- noch Kresole und Xylenole im Gemisch.
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Die Laugen der zweiten Stufe sind frei von Phenol (Carbolsäure), das
also vollständig in der ersten Stufe gewonnen wird. Diese Möglichkeit des Sammelns
der Carbolsäure in einer Fraktion hat außerordentliche Vorteile, da der Aufwand
beim Fraktionieren erheblich vermindert werden kann.
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Beim Destillieren der aus der Phenolatlauge der ersten Stufe erhaltenen
Phenole wird zunächst fraktioniert, und zwar so lange, wie Fraktionen anfallen,
die noch Carbolsäure enthalten. Ist in den anfallenden Fraktionen keine Carbolsäure
mehr enthalten, so kann das Fraktionieren unterbleiben und das Kresoldestillat ohne
jeden Rückfluß einfach abgetrieben werden, wobei ein Gemisch von m- und p-Kresol
mit einem Gehalt von etwa 6o % m-Kresol anfällt.
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Bei der Aufarbeitung der Phenole aus der Phenolatlauge der zweiten
Stufe, die frei ist von Carbolsäure, ist ein Fraktionieren ebenfalls nicht notwendig,
sondern es genügt ein Abtreiben, nm Kresole mit m-Kresolgehalten von 3o bis 40 0/0,
also ein handelsübliches Kresol, zu erhalten.
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In einer dritten Stufe kann nachgewaschen werden, und die Phenolatlauge
der dritten Stufe kann mit der der zweiten Stufe vereinigt werden.
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Bei anders zusammengesetzten phenolhaltigen Teerölen ist es leicht,
durch entsprechende Vorversuche, wobei die für übliche Steinkohlenteeröle als optimal
befundene Alkalimenge Anhaltspunkte gibt, die Alkalimenge für die erste Stufe festzustellen,
die in jedem Fall nicht genügt, um die gesamten Phenole in Phenolate umzuwandeln,
bei der aber die gesamte Carbolsäurein der erstenStufe gesammelt anfällt.Zweckmäßig
wird die dafür gerade hinreichende Menge aus Sicherheitsgründen etwas überschritten.
Die in der ersten Stufe zu verwendende Alkalimenge liegt b--i einem Verhältnis von
Phenol zu Kresolen von i zu ungefähr 2 bei etwas mehr als 5o 0/0, z. B. etwa 6o
0/0, und steigt bzw. fällt mit steigendem bzw. fallendem Verhältnis von Phenol zu
Kresolen und Xylenolen.
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Die Gesamtmenge des nach der Erfindung angewendeten Alkalis ist zweckmäßig
etwas größer als die theoretische Menge, z. B. um io 0/0. Es wird zweckmäßig in
der ersten und auch in der zweiten Stufe mit frischer Alkalilauge gearbeitet. Es
kann auch z. B. in der ersten Stufe die Alkalilauge durch noch Alkali enthaltende
Phenolatlauge ganz oder teilweise ersetzt werden.
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Bei dem bisherigen Verfahren war bei der Aufarbeitung des Phenols-
aus den Gesamtphenolaten durchweg eine Fraktionierung notwendig, während nach der
Erfindung ungefähr ein Drittel des Aufwandes an Gas, Dampf, Strom usw. eingespart
wird unter Schonung der Apparaturen. Bei vorhandenen Apparaturen wird die Durchsatzmenge
vergrößert bzw. können nach der Erfindung die Apparaturen kleiner gehalten werden.
Diese Vorteile werden nicht etwa durch den Nachteil erkauft, daß ungünstig zusammengesetzte
Kresolgemische anfallen, sondern es wird im Gegenteil zusätzlich der Vorteil erzielt,
daß bei der Aufarbeitung der Phenole der ersten Stufe, im übrigen ohne Dephlegmierung,
eine wertvolle Kresolqualität mit 6o 0/0 m-Kresolgehalt anfällt. Auch wird nicht
etwa der Nachteil erzielt, der an sich zu erwarten gewesen wäre, daß bei dem erheblichen
Unterschuß an Alkali in der ersten Stufe ein größerer Neutralölanteil in die Phenolatlauge
gelangt. Es hat sich vielmehr überraschenderweise gezeigt, daß bei einer Alkalimenge
von etwa 6o 0/0 oder auch 55 0/0 der aufgenommene Neutralölanteil in den normalen
Grenzen bleibt. Auch bei der Regenerierung der Lauge wirkt sich das Verfahren der
Erfindung vorteilhaft aus, da der Aufwand um etwa 5 % geringer wird, weil der Laugenumlauf
nach der Erfindung kleiner gehalten werde kann, d. h. so klein, daß der gleiche
Umlauf bei dem bekannten Verfahren nicht zur völligen Absättigung der Phenole führen
würde.
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Das folgende Vergleichsbeispiel der Entphenolung eines üblichen sauren
Steinkohlenteeröls mit jeweils der gleichen Gesamtmenge Alkali, jedoch einmal nach
dem bekannten Verfahren durch einmalige Waschung mit dem gesamten Alkali und das
andere Mal nach der Erfindung unter Waschen in drei Stufen mit einem Unterschuß
an Alkali in der ersten und zweiten Stufe, zeigt die durch die Erfindung gebrachten
Vorteile, d. h. das Mehrausbringen an Phenol, Kresolen und Xylenolen bei wesentlich
geringerer zu fraktionierender Menge, d. h. wesentlicher Ersparnis an Fraktioniermaßnahmen.
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Bei dem vorgeschlagenen Verfahren werden
2500 t Phenol und
iooo t Kresole (o-reich) durch Rektifizierung abgetrennt, da die 2ioo t m-reiche
Kresole als Rückstand hinterbleiben und zur Reinigung einfach abgetrieben werden,
während beim bisherigen Verfahren noch 2o5o t m-reiche Kresole mit rektifiziert
werden müssen. Bei dem neuen Verfahren sind also
| Beispiel |
| Vorgeschlagenes Verfahren Bisheriges Verfahren |
| Stufe I Stufe II Stufe III |
| Ausgän-gsöl..................... 36 ooo t 36 000 t |
| Saure Öle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25% -
- 25% |
| Auslaugung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 0/0 8,5%
0150M 24 0/0 insgesamt |
| Alkaliüberschuß ................ - io % io 0/0 - |
| Phenölatlauge . . . . . . . . . . . . . . . . . .
35500 t 25 000 t 500 t 61 ooo t |
| Insgesamt = 61 ooo t |
| Vorgeschlagenes Verfahren Bisheriges Verfahren |
| Stufe I Stufe II und III |
| Daraus Rohphenol . . . . . . . . . . . . . . 6000 t
3000 t 8600 t |
| - Phenol ................. 2500 t - 2400 t |
| # Kresole (o-reich) . . . . . . . . . . . . . iooo t -
950 t |
| # Kresole (m-reich) . . . . . . . . . . . . 2100 t -
2050 t |
| # Kresole (o-arm) . . . . . . . . . . . . . . - 1600
t 1550 t |
| # Xylenole . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . - iioo t
iooo t |
| Rückstand . . . . . . . . . . . . . . . . . . 400 t
300 t 650 t |
| Zu fraktionierende Mengen ...... 3500 t - 5400 t |
| In Prozent . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65% -
i000/0 |
| Ersparnis an Fraktioniermaßnahmen 35% - - |
| Überdruck ..................... 0 0 0 |
| Temperatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5o bis 6o°
5o bis 6o° 5o bis 6o° |
nur etwa 65 % der Menge des bisherigen Verfahrens zu rektifizieren.