DE950549C

DE950549C - Verfahren zur Aufarbeitung von wasserloeslichen Carbonylierungsprodukten

Info

Publication number: DE950549C
Application number: DEB33940A
Authority: DE
Inventors: Dr Walter Koelsch; Dr Hans Joachim Pistor
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1954-12-31
Filing date: 1954-12-31
Publication date: 1956-10-11

Description

Verfahren zur Aufarbeitung von wasserlöslichen Carbonylierungspro dukten Die bei Carbonylierungsverfahren in Gegenwart von Nickel- oder Kobaltkatalysatoen entstehenden Rohprodukte, die in der Regel neben den wasserlöslichen Carbonylierungsprodukten Wasser, wasserlösliche Nickel- oder Kobaltsalze und organische Begleitstoffe enthalten, lassen sich durch die übliche Destillation nur schwer aufarbeiten. Die im Destillationsrückstand verbleibenden Katalysatorbestandteile haben eine Form, die ihre Wiederverwendung erschwert. Auch die Abtrennung der wasserunlöslichen organischen Nebenprodukte von den Carbonylierungsprodukten macht Schwie rigkeiten.
Aus diesem Grund hat man schon vorgeschlagen, die durch Carbonylierung erhaltenen wasserlöslichen Rohproslukte mit Hilfe von Extraktionsmitteln in reiner Form zu gewinnen. Dieses Verfahren führt zwar zu guten Ergebnissen. Es macht jedoch die Anwendung erheblicher Mengen von Extraktionsmitteln erforderlich.
Es wurde nun gefunden, daß man die Nachteile der beiden genannten Verfahren vermeidet, wenn man das bei Carbonylierungsverfahren unter Verwendung von Nickel- oder Kobaltkatalysatoren erhaltene Reaktionsgemisch durch Destillation in einen nur wenig Carbonylierungsp rodukt ent tenden Vorlauf, eine aus nahezu reinem Carbonylierungsprodukt bestehende Hauptfraktion und einen Rückstand, der noch eine klare Lösung darstellt, zerlegt und den Vorlauf zusammen mit dem Rückstand mit einem organischen, mit Wasser nicht mischbaren Lösungsmittel, das ein schlechtes Lösungsvermögen für das Carbonylierungsprodukt hat, und mit Wasser extrahiert, wobei die beiden Lösungsmittel im Gegenstrom zueinander geführt werden. Der Vorlauf wird am Kolonnenkopf abgenommen, wobei die Destillation so geführt wird, daß er möglichst wenig Carbonylierungsprodukt enthält. Die Hauptfraktion, die zu etwa ggO/o oder mehr aus dem Carbonylierungsprodule besteht, wird zweckmäßig an einer unterhalb des Kolonnenkopfes liegenden Stelle der Destillationskolonne abgezogen. Sie wird so abgeschnitten, daß der in der Destillationskolonne zurickbleibende Rückstand eine homogene klare Lösung darstellt, die zweckmäßig mindestens 3 0/o des zu zerlegenden rohen Carbonylierungsgemisches ausmacht. Der Rückstand enthält neben Carbonylierungsprodukt und in Wasser gelösten Nickel- oder Kobaltverbindungen höhersiedende organische Nebenprodukte.
Für die zur weiteren Zerlegung des Vorlaufs und des Destillationsrückstandes dienende Gegenstromextraktion verwendet man als Extraktionsmittel einerseits Wasser, andererseits ein organisches Lösungsmittel, das in Wasser möglichst wenig löslich ist und das keine nennenswerten Mengen des Carbonylierungsproduktes aufnimmt.
Das organische Lösungsmittel soll weiterhin einen so niederen Siedepunkt haben, daß es sich leicht durch Destillation von den. aufgenommenen Stoffen trennen läßt. Die Extraktion wird bei gewöhnlicher Temperatur, zweckmäßig kontinuierlich, durchgeführt.
Als organische Extraktionsmittel eignen sich z. B. flüssige Kohlenwasserstoffe, insbesondere solche, die erheblich niedriger sieden als das Carbonylierungsprodukt, z. B. gesättigte aliphatische Itohlenwasserstoffe oder Benzol, seine Homologen oder cyclische Kohlenwasserstoffe, wie Cyclohexan.
Sie werden bei der Extraktion zweckmäßig im Kreislauf geführt. In vielen Fällen kann jedoch auf die Kreislaufführung verzichtet werden, da nur verhältnismäßig kleine Mengen davon benötigt werden.
Eine beispielsweise Ausführungsform des Verfahrens sei an Hand der Zeichnung näher erläutert.
Das aufzuurbeitende rohe Carbonylierungsgemisch wird in einer (nicht dargestellten) Destillationskolonne in einen Vorlauf, eine Hauptfraktion und einen Rückstand zerlegt. Vorlauf und Rückstand werden durch die Leitung 2 in die Extraktionskolonne I eingeführt. Durch Leitung 3 wird das spezifisch schwerere der beiden Extraltionsmittel, das in der Regel das Wasser ist zugeführt. Das spezifisch leichtere Lösungsmittel wird durch die Leitung 4 von unten eingebracht.
Die Extraktionskolonne I ist zum Verteilen der Flüssigkeiten mit Füllkörpern versehen. Am oberen und unteren Ende sind Beruhigungsräume 5 und 6 angebracht Die beiden Lösungsmittel fließen im Gegenstrom zueinander durch die Kolonne. Dabei bildet sich eine Phasentrennfläche aus, die zweckmäßig in den unteren Beruhigungsraum verlegt wird, so daß die Kolonne mit organischem Lösungmittel gefüllt ist, während das Wasser bis zur Phasentrennfläche in verteilter Form vorliegt. Es ist jedoch auch möglich, die Extraktion in der Weise zu betreiben, daß die Kolonne bis zum oberen Beruhigungsraum mit Wasser gefüllt ist.
Die Nickel- und Kobaltverbindungen gehen vollständig, das Carbonylierungsprodukt zu etwa 95 bis ggO/o in die wäßrige Phase über. Diese verläßt durch die Leitung 7 die Extraktionskolonne. Das organische Lösungsmittel, das mit den wasserunlöslichen organischen Nebenprodnkten beladen ist, verläßt dieExtraktionskolonne durchLeitung8.
Die Wassermenge wird zweckmäßig so bemessen, daß die wäßrige Phase nach Verlassen der Kolonne die gewünschte Katalysatorkonzentration besitzt.
Ein Abtrennen des Carbonyli erungsproduktes aus dieser wäßrigen Katalysatorlösung ist nicht erforderlich, es ist sogar vorteilhaft; wenn die zurückgeführte Katalysutorlösung geringe Mengen Carhonylierungsprodukt enthält, da dadurch die Gesamtausbeute an C arbonylierungsprodukt verbessert wird.
Das Verfahren hat den Vorteil, daß man mit verhältnismäßig geringen Mengen eines organischen Lösungsmittels in einer kleinen Extraktionsaninge die Aufarbeitung derAnteile des Reaktionsgemisches, die neben dem Carbonylierungsprodukt Wasser und Katalysatoren enthalten, vornehmen kann.
Beispiel Ein in der Hauptsache rohe Propionsäure enthaltendes Carbonylierungsgemisch, das in Gegen wart von Nickelkatalysatoren gewonnen wurde, wird in einer Destillationskolonne in einen am Kolonnenkopf abziehenden Vorlauf, in eine Hauptfraktion, die aus nahezu reiner Propionsäure besteht, und einen Destillationsrückstand, der eine homogene klare Lösung darstellt, zerlegt. Der Vorlauf enthält 23 °/o Propionsäure, der Rückstand 9I°/o Propionsäure und 7,80/0 Nickel. Zusammen enthalten Vorlauf und Rückstand! etwa 5 0/o der insgesamt entstandenen Propionsäure.
500 Gewichtsteile des Rückstandes und 100 Gewichtsteile des Vorlaufs werden stündlich durch Leitung 2 (siehe Zeichnung) in die Extraktionskolonne I eingeführt. Gleichzeitig treten durch bei tun 3 stündlich 4000 Gewichtsteile Wasser und durch Leitung 4 100 Gewichtsteile Oktan in die Extraktionskolonne ein. Durch Leitung 7 verlassen stündlich 4300 Gewichtsteile wäßrige Lösung mit einem Propionsäuregehalt von I0,9°/o und einem Nickelgehalt von o,g°/o die Kolonne. Durch Leitung 8 werden stündlich go Gewichtsteile Oktan mit einem Gehalt von 2,2 0/o Propionsäure abgezogen.
Die aus der -Extraktionskolonne austretende wäßrige Phase enthält etwa 980/0 der im Vorlauf und Rückstand enthaltenen Propionsäure und 99010 der angewandten Nickelmenge. Sie kann ohne weites als Katalysatorlösung für die Propionsäuresynthese wiederverwendet werden.

Claims

PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Aufarbeitung von wasserlöslichen Carbonylierungsprodukten, die Nickel-oder Kobaltltalysatoren in gelöster Form halten, dadurch gekennzeichnet, daß man Reaktionsgemisch durch Destillation in einen nur wenig Carbonylierungsprodukt enthaltenden Vorlauf, eine aus nahezu reinem Carbonylierungsprodukt bestehende Hauptfraktion und einen Rücksta-nds, der noch eine klare Lösung darstellt, zerlegt und Vorlauf und Rückstand mit einem organischen, mit Wasser nicht mischbaren Lösungsmittel, das ein schlechtes Lösungsvermögen für dasCarbonylierungsprodukt besitzt, und mit Wasser extrahiert, wobei die beiden Lösungsmittel bei gewöhnlicher Temperatur im Gegenstrom zueinander geführt werden.