DK149122B - Fremgangsmaade til kontinuerlig fremstilling af diacetylethylendiamin - Google Patents

Description

o i 1Λ9122

Diacetylethylendiamin (DAED) fremstilles normalt som forstadium for videreacetyleringen til tetraacetyl-ethylendiamin (TAED), der har en særlig betydning som blegeaktivator i forskellige lavtemperatur-vaskemidler.

En kvasi-kontinuerlig kaskade-fremgangsmåde til fremstilling af diacetylethylendiamin ud fra eddikesyre og ethylendiamin er beskrevet i tysk offentliggørelsesskrift nr. 2.118.282. Denne fremgangsmåde forløber, såvidt det er beskrevet i eksemplet, i mindst 2 trin. Til 10 den på side 2 beskrevne kolonne-fremgangsmåde er et overskud af eddikesyre nødvendigt. Begge varianter er med hensyn til volumen-tid-udbyttet bundet til de fysisk-tek-niske forudsætninger, der på deres side er bestemmende for hastigheden af den destillative fjernelse af det op-15 ståede reaktionsvand fra reaktionszonen. Endvidere er det ved denne fremgangsmåde vanskeligt at fjerne reaktionsvandet kvantitativt, hvilket er nødvendigt for et højt udbytte ved videreforarbejdningen til TAED. Det stadig tilbageværende restvandindhold, der ved videreforarbejdnin- 20 gen til TAED fører til spaltning af eddikesyreanhydrid, angives til ca. 1%.

Der er nu tilvejebragt en særlig fremgangsmåde til fuldkontinuerlig fremstilling af diacetylethylendiamin, der består i, at man lader en blanding af ethylendiamin og eddikesyre forreagere i en lavtemperaturzone ved fra ca.

80 til ca. 140°C, lader reaktionsblandingen færdigreagere i en efterfølgende højtemperaturzone ved fra ca. 140 til ca. 215°C, fortrinsvis 160 til 180°C, og udfører det dannede diacetylethylendiamin kontinuerligt ved enden af 30 højtemperaturzonen, hvorhos man afstripper reaktionsvandet i modstrøm med en indifferent gas mellem lavtemperaturzonen og højtemperaturzonen, destillerer reaktionsvandet fraktioneret, og fører de udfraktionerede reaktionskomponenter tilbage igen til højtemperaturzonen.

35 2 149122

O

Fordelen i forhold til den i tysk offentliggørelsesskrift nr. 2.118.282 beskrevne fremgangsmåde er den, at det opstående reaktionsvand ikke som vanddamp skal passere de xndtrædénde udgangsforbindelser, eddikesyre 5 og ethylendiamin, i modstrøm, da der allerede har fundet en forreaktion sted i lavtemperaturzonen. Kun på denne måde bliver det muligt at afstrippe reaktionsvandet ved hjælp af en indifferent gas, således at den udtrædende, med vanddamp ladede indifferente gas ikke lades med udgangsforbindelserne i modstrøm. Dette fører alt i alt til, at det på den beskrevne måde fremstillede DAED dannes praktisk taget kvantitativt af udgangsforbindelserne og desuden fremkommer med et restvandindhold. på maksimalt 0,1%, altså mindst 10 gange mindre end det, der er angi-15 vet i det nævnte offentliggørelsesskrift.

Et apparatur, der er egnet til gennemførelse af fremgangsmåden, er vist på tegningen. Det består i det væsentlige af to fyldlegemekolonner 1 og 3, der kan opvarmes 2Q eller afkøles, to påfølgende opvarmningszoner 2 og 4 og en fraktioneringskolonne 5. I den første fyldlegemekolonne 1, der tjener som forreaktor, holdes på en temperatur på ca. '80 til ca.140°C, fortrinsvis 90°C, og betegnes lavtemperaturzonen, indføres der via en ledning 6 en blanding af eddikesyre og ethylendiamin. Forholdet mellem eddikesyre og ethylendia-25 min er 2:1. Et overskud af eddikesyre er uskadeligt, men også unødvendigt. Begge udgangsforbindelser kan anvendes i vandfri form, men også som vandige opløsninger.

I tilslutning til denne første fyldlegemekolonne 1 gennemløber reaktionsblandingen en opvarmningszone 2, - hvor reaktionsblandingen opvarmes til en temperatur på ca. 140 til ca» 215°C. Reaktionsblandingen går derefter ind i en anden fyldlegemekolonne 3 med en derefter tilsluttet opvarmningszone 4, hvor man holder reaktionsblandingen på den angivne temperatur på 140 til 215°C og lader den færdigrea-35 gere. Efter denne sidste opvarmningszone kan der eventuelt 3

O

149122 tilsluttes yderligere enheder af fyldlegemekolonner og opvarmningszoner af samme type som ovenfor. Ved enden af den sidste opvarmningszone udføres det dannede diacetyl-ethylendiamin kontinuerligt via en ledning 7. Opvarmnings-5 zonerne er fortrinsvis udformet som en zoneopvarmning med tvangscirkulation, hvor reaktionsblanding føres forbi den ydre og indre opvarmningsflade.

I temperaturzonen på 140 til 215°C - der betegnes højtemperaturzonen - indføres der via en ledning 8 en 10 indifferent gas, fortrinsvis nitrogen. Ved hjælp af denne indifferente gas afstripper man først via en ledning 9 mellem lavtemperaturzonen og højtemperaturzonen det ved reaktionen opståede vand sammen med eventuelle mellemprodukter (f.eks. monoacetylethylendiamin) og fører det 15 til en fraktioneringskolonne 5, hvor reaktionsvandet destilleres fraktioneret. Det i denne fraktioneringskolonne fremkomne vand udføres via en ledning 10, og resten føres via en ledning 11 tilbage til højtemperaturzonen. Den indifferente gas undviger ved fraktioneringskolonnens top 20 via en ledning 12. Reaktionsblandingens opholdstid i dette apparatur er omkring 3 til 15 minutter, fortrinsvis 5 til 6 minutter.

Fordelen ved den her omhandlede fremgangsmåde skal ses i, at det i sammenligning med den i tysk offentlig-25 gørelsesskrift nr. 2.118.282 beskrevne fremgangsmåde ikke er nødvendigt ved en trinløs kontinuerlig fremgangsmåde at anvende et overskud af en reaktionskomponent (selv om det er tilladeligt), således at eddikesyre og ethylendiamin kan anvendes i støkiometrisk forhold, og at pro-30 duktets opholdstid i forhold til den kendte kaskadeproces kan reduceres til få minutter. På denne måde er det lykkedes at ændre det trin, der bestemmer hastigheden i beholderkaskaden, nemlig den destillative fjernelse af reaktionsvandet, således, at omsætningshastigheden, der hidtil 35 har været bestemt af destillationsforholdene, reduceres til den egentlige reaktionshastighed. Det opståede reaktions- 149122 4

O

vand fordampes in statu nascendi og fjernes umiddelbart fra reaktionszonen ved hjælp af strømmen af indifferent gas. Fjernelsen af reaktionsvandet er således ikke mere bestemmende for reaktionshastigheden, som det er tilfæl-5 det ved den beskrevne, kendte kaskadefremgangsmåde, således at volumen-tid-udbyttet kan forøges til omkring det • 5- til 10-dobbelte.

Eksempel 10 I et apparatur som det, der er vist skematisk på tegningen, indføres, der pr. time en blanding af 42 kg eddikesyre og 21 kg ethylendiamin i den første fyldlegeme-kolonne 1, der holdes på en temperatur på 90°C. Reaktionsblandingen løber derefter ind i den til 180°C opvarmede 15 højtemperaturzone, der består af en første opvarmningszone 2, en anden fyldlegemekolonne 3 og en.anden opvarmningszone 4. Begge fyldlegemekolonner har en længde på 1000 mm og en diameter på 150 mm. Opvarmningsfladen i den første opvarm- 2 2 ningszone er 0,2 m og i den anden opvarmningszone 0,4 m .

20 Mellem fyldlegemekolonnen 3 og opvarmningszonen 4 tilføres der kontinuerligt via ledningen 8 nitrogen som afstrip- ningsgas (ca. 50 liter/time), og det dannede reaktionsvand afstrippes via ledningen 9. I en fraktioneringskolonne 5 destilleres reaktionsvandet fraktioneret, og remanensen 25 føres via ledningen 11 igen tilbage til højtemperaturzonen.

Ved enden af den anden opvarmningszone fås der herved pr.

time 50 kg diacetylethylendiamin, der indeholder 0,1% vand og ikke indeholder'biprodukter.