-
Verfahren zur Gewinnung von Phthalsäureanhydrid aus Gemischen mit
Luft durch Absorption
Es ist bereits bekannt, Phthalsäureanhydrid aus Gemischen mit
Luft durch flüssige Absorptionsmittel abzuscheiden. So wird nach dem Verfahren der
USA.-Patentschrift 2 574 644 das Gas in einem Temperaturbereich von '60 bis I250
in Dibutylphthalat geleitet. Die Trennung des erhaltenen Gemisches erfolgt alsdann
durch Destillieren. Ein ähunliches Verfahren wird in der schweizerischen Patentschrift
I70 o8I beschrieben, wonach als Absorptionsmittel in Betracht kommen: Flüssige Kohlenwasserstoffe
der aliphatischen und aromatischen Reihe, Äther, aromatische Nitroverbindungen,
halogenierte Kohlenwasserstoffe der aliphatischen und aromatischen Reihe, halogenierte
hydrierte aromatische Kohlenwasserstoffe u. a. und deren Mischungen.
-
Es ist nicht bekanntgeworden, daß eines der genannten Verfahren technische
Verwendung gefunden hat. Alle genannten Stoffe haben, wenn auch einen geringen,
so doch bei den Arbeitstemperaturen merklichen Dampfdruck, was zu größeren Verdampfungsverlusten
führt, eine Tatsache, die auf Grund der hohen Gestehungskosten dieser Stoffe als
unwirtschaftlich bezeichnet werden muß, sofern keine Anlage zur Lösungsmittelrückgewinnung
angeschlossen wird. Die nach den vorstehend ge-
nannten Verfahren
durchgeführte Trennung der erhaltenen Lösungen durch Destillation ist mit hohen
Energiekosten verbunden.
-
Gegenstand der Erfindung ist nun ein Verfahren zur Gewinnung von
Phthalsäureanhydrid enthaltehden Gasen durch Absorption in konzentrierter Schwefelsäure
und Abscheidung des Phthalsäureanhydrids durch Kristallisation. Es wurde überraschenderweise
gefunden, daß die Absorption von Phthalsäureanhydrid in konzentrierter Schwefelsäure
besonders gut ist, während andererseits bei Temperaturen von 20 bis 300 die Hauptmenge
Phthalsäureanhydrid abgeschieden wird. Die nachstehende Tabelle gibt eine Übersicht
über die festgestellte Löslichkeit von Phthalsäureanhydrid in konzentrierter Schwefelsäure:
g Phthalsäureanhydrid Ioo g Schwefelsäure 50 60 80 120 I80 Temperatur . . . 35°
57° 79° 97,5° 108,5° Aus diesem Verhalten des Phthalsäureanhydrids in konzentrierter
Schwefelsäure ergibt sich ein bequemes Verfahren zur Abscheidung von Phthalsäureanhydrid
aus Gemischen mit Luft in reiner und konzentrierter Form. Man leitet die heißen
Gase, welche mit Phthalsäureanhydrid beladen sind, durch konzentrierte Schwefelsäure
bis zur Sättigung bei höheren Temperaturen, vornehmlich 70 bis I200. Danach wird
das Phthalsäureanhydrid-Schwefelsäure-Gemisch auf tiefere Temperaturen gekühlt,
z. B. auf 20 bis 300. Gemäß der Erfindung wird die gekühlte Schwefelsäure nach Abtrennung
des ausgeschiedenen Phthalsäureannhydrids erneut zur Absorption verwendet.
-
Das erfindungsgemäße Verfahren bietet gegenüber den bisher bekanntgewordenen
Verfahren große Vorteile. Die anzuwendende konzentrierte Schwefelsäure ist ein billiges
anorganisches Massenerzeugnis,. Es treten keine Verdampfungsverluste an Schwefelsäure
auf, da der S 03-Partialdampfdruck über der Lösung bei. den Arbeitstemperaturen
(bis r20°) völlig unbedeutend ist. Der Phthalsäureanhydridpartialdruck über der
Lösung in Schwefelsäure ist bei gleicher Konzentration und Temperatur entschieden
kleiner als. der über einer Lösung in Dibutylphthalat. Der Phthalsäure anhydridpartialdruck
über der 5o0/oigen Lösung in Schwefelsäure erreicht bei weitem nicht den halben
Wert des Dampfdruckes des. reinen Phthalsäureanhydrids (auf den flüssigen Zustand
bezogen) von gleicher Temperatur. Man kann also die Lösung in Schwefelsäure als
eine Lösung mit ausgesprochenem Dampfdruckminimum bezeichnen. Ist infolgen von Verunreinigung
des Rohphthalsäureanhydrids die anzuwendende schwefelsaure Absorptionslös,ung verbraucht,
so kann in einfacher Weise das restliche in ihr gelöste Phthalsäureanhydrid gewonnen
werden; es wurde gefunden, daß die Löslichkeit von Phthalsäureanhydrid in Schwefelsäure
vermindert wird, wenn eine Verdünnung der konzentrierten Schwefelsäure inilt 25%
Wasser vorgenommen wird; das gelöste Anhydrid wird in Phthalsäure umgewandelt und
als solche quantitativ auge; schieden.
-
Bei spiel I Luft wird auf I500 erhitzt und mit Phthalsäureanhydriddämpfen
beladen bis zu einer Koiizentra tion von 34 g Phthalsäureanhydrid pro Kubikmeter
Luft. Dieses Gemisch wird mit einer Geschwlindigkeit von 1001 pro Stunde durch ein
Absorptionsgefäß geleitet, in welchem sich 100 g konzentrierte Schwefelsäure (Dichte
I,835) befinden. Als Absorptionsgefäß dient ein sogenanntes Zehnkugelrohr, das mittels
eines Wasserbades bei einer Temperatur von 90° gehalten wird. Während der vierstündigen
Absorptionsdauer hat die das Absorptionsgefäß verlassende Luft einen Gehalt an Phthalsäureanhydrid,
der kleiner ist als o,8 g/mS.
-
Beispiel 2 Die Arbeitsweise von Beispiel I wird wiederholt, wobei
eine 33010ige Lösung von Phthalsäureanhydrid in konzentrierter Schwefelsäure an
Stelle der reinen Schwefelsäure als Absorptionsflüssigkeit verwendet wird. Das Absorptionsgefäß
wird auf eine Temperatur von 600 statt 900 erwärmt Die das Absorptionsgefäß verlassende
Luft hat einen Gehalt an Phthalsäureanhydrid von etwa I,5 g/m3.
-
Nach 5 Stunden wird das Absorptionsgefäß als kühlt und geleert. Nach
15stündigem Stehen bei Zimmertemperatur werden die gebildeten Kristalle abfiltriert
und einer Sublimation bei vermindertem Druck unterworfen. Die Ausbeute beträgt I6,I
g, das sind 950/0. Der Schmelzpunkt des erhaltenen Phthalsäureanhydrids beträgt
1310.