EP1856086A1 - Continuous method for the production of a dioxirane - Google Patents

Continuous method for the production of a dioxirane

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Publication number
EP1856086A1
EP1856086A1 EP06708576A EP06708576A EP1856086A1 EP 1856086 A1 EP1856086 A1 EP 1856086A1 EP 06708576 A EP06708576 A EP 06708576A EP 06708576 A EP06708576 A EP 06708576A EP 1856086 A1 EP1856086 A1 EP 1856086A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
dioxirane
reactor
stream
ketone
mol
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP06708576A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Mathieu Chabanas
Joaquim Henrique Teles
Gunnar Heydrich
William Ronald Sanderson
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BASF SE
Original Assignee
BASF SE
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BASF SE filed Critical BASF SE
Publication of EP1856086A1 publication Critical patent/EP1856086A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D321/00Heterocyclic compounds containing rings having two oxygen atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by groups C07D317/00 - C07D319/00
    • C07D321/02Seven-membered rings
    • C07D321/04Seven-membered rings not condensed with other rings
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D301/00Preparation of oxiranes
    • C07D301/02Synthesis of the oxirane ring
    • C07D301/03Synthesis of the oxirane ring by oxidation of unsaturated compounds, or of mixtures of unsaturated and saturated compounds
    • C07D301/12Synthesis of the oxirane ring by oxidation of unsaturated compounds, or of mixtures of unsaturated and saturated compounds with hydrogen peroxide or inorganic peroxides or peracids
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/582Recycling of unreacted starting or intermediate materials

Definitions

  • the invention relates to a continuous process for the preparation of a dioxirane.
  • Dioxiranes the simplest cyclic peroxides, are often used as neutral, highly reactive, and highly selective oxidants in organic chemistry. They have a number of advantages over other oxidizing agents, for example peracids: short reaction times, high yields, tolerance to hydrolysis-sensitive groups or simplified workup.
  • Dioxiranes as oxidizing agents can either be generated in situ or used as a solution in the starting ketone of the oxidation to dioxirane, the latter variant having the widest range of applications. Frequently solutions with a maximum of 1 to 1, 5 wt .-% dioxirane in the corresponding starting ketone, often acetone, used.
  • Dioxiranes are prepared by oxidation of ketones with solutions containing active oxygen, in particular solutions containing hydrogen monopersulfate, in the presence of a buffer substance. Dioxirane solutions are obtained from the reaction mixture by distillation in the starting ketone and / or by stripping with an inert gas, in particular helium, argon or nitrogen.
  • WO 93/08144 describes an improved process for the preparation of dioxiranes, according to which the starting ketone is used in the gas phase with the stripping gas, and the oxidizing agent is an aqueous NaHSO 5 solution (prepared by neutralization of Carscher acid with NaOH).
  • the oxidizing agent is an aqueous NaHSO 5 solution (prepared by neutralization of Carscher acid with NaOH).
  • the solution consists in a continuous process for preparing a liquid phase dioxirane in a reactor by oxidation of a ketone with an active oxygen-containing solution in the presence of a buffer substance and stripping the resulting dioxirane with a stripping gas, the ketone containing the active oxygen-containing solution.
  • solution, the buffer substance and the stripping gas are continuously fed to the reactor and continuously withdrawn from the reactor, a gas stream containing the dioxirane and a liquid stream, which is characterized in that the reactor with a residence time of the liquid phase between 1 min and 4 h and with a normalized condensate mass flow of at least 500 g / mol of active oxygen used.
  • a residence time of the liquid phase in the reactor between 1 min and 4 h, preferably between 20 min and 1 h, more preferably between 30 and 40 min at the same time to operate the reactor in such a way that the normalized condensate mass flow is at least 500 g / mol of active oxygen used.
  • the residence time of the liquid phase in the reactor designates, in a known manner, the volume of the liquid in the reactor, divided by the total volume flow of all liquid starting materials.
  • the normalized condensate mass flow is defined by the following equation:
  • M condensate (g / h) denotes the mass flow in g / h of the condensate, which can be obtained by condensing all condensable components from the gas stream withdrawn from the reactor, as condensable components all components having a boiling point above minus 20 0th C be understood at normal pressure
  • Active oxygen is understood to mean all peroxide oxygen atoms detected by iodometric titration.
  • 1 mol / h of potassium hydrogen peroxide or 1 mol / h of sodium hydrogen monopersulfate or 1 mol / h of hydrogen peroxide means 1 mol / h of active oxygen.
  • the normalized condensate mass flow can be controlled in particular via the process conditions of temperature, pressure, mass flow and composition of the feeds as well as mass flow of the stripping gas.
  • ketone is understood as meaning an aliphatic, aromatic, araliphatic, cyclic or acyclic compound or a mixture of aliphatic, aromatic, araliphatic, cyclic or ae cyclic compounds having at least one ketone function.
  • This compound or mixture of compounds may also contain other functional groups, for example halogens, in particular chlorine or fluorine, hydroxyl groups, etc.
  • the ketone is preferably a substance or a mixture of substances having a boiling point below 100 ° C. under normal pressure, in particular selected from the following list:
  • the ketone is particularly preferably acetone or 1,1,1-trifluoroacetone, in particular acetone. - A -
  • the ketone can be used as a pure compound in organic or aqueous solution or in the gas phase, as a mixture with the stripping gas.
  • the ketone acts both as a starting material and as a solvent for the product.
  • the active oxygen-containing solution is an aqueous or organic solution containing a hydrogen monopersulfate species or a precursor thereof.
  • the hydrogen monopersulfate species is in particular one or more substances selected from the following list: lithium, sodium, potassium, rubidium, cesium, tetraalkylammonium hydrogen monopersulfate, preferably sodium hydrogen monosulfate or potassium hydrogen monopersulfate.
  • Preferred solutions containing hydrogen monopersulfate are, for example, aqueous triple salt solutions, where triple salt is understood as meaning the salt [2 KHSO 5 KHSO 4 K 2 SO 4 ], known under the trade names Oxone®, Caroate® or Curox®, for adjusting the pH may be mixed with an acid or a base or aqueous, partially neutralized Caro's acid solutions, as described in WO 93/08144.
  • the car- bonic acid can be prepared either in situ or ex situ, for example from sulfuric acid and hydrogen peroxide, in a H 2 SO 5 generator.
  • the concentration of the hydrogenmonopersulfate-containing solution is preferably> 10 ⁇ 5 mol of HSO 5 VI, more preferably> 10 ⁇ 3 mol of HSO 5 VI, in particular> 10 ⁇ 2 mol of HSO 5 VI.
  • the buffer substance used is a basic compound, in particular a hydroxide, carbonate, bicarbonate, phosphate or hydrogen phosphate of alkali metals or alkaline earth metals, or mixtures thereof, particularly preferably sodium hydroxide, sodium bicarbonate or potassium bicarbonate.
  • the buffer substance is added in a concentration and a mass flow, such that the ratio of base equivalent to active oxygen in the active
  • Oxygen-containing solution is between 0.25 and 5 mol / mol, preferably between 1 and 3 mol / mol.
  • the composition and mass flow of the buffer substance solution can also be adjusted in a pH-dependent manner, in particular in such a way that the pH in the liquid phase in the reactor is between 4 and 12, preferably between 6 and 10, particularly preferably between 7 and 9 ,
  • the educts and the stripping gas are metered in continuously by the process according to the invention.
  • the addition of educts, mixtures of educts and the stripping gas in portions is also understood to be continuous.
  • all starting materials are advantageously supplied in liquid form.
  • concentrations of the educts are advantageously chosen so that there is no separation of solids in the reactor.
  • the process may be carried out in all types of reactors or combinations of reactor types which can continuously contact a liquid phase and a gas phase and provide mass transfer between gas phase and liquid phase.
  • Preferred reactors are bubble columns (upright or horizontal), columns with packing or trays, it does not matter which phase is the continuous phase, also thin film or falling film evaporator and continuously operated stirred tank with gas inlet or loop reactors.
  • the operating temperature of the reactor or reactors may be between minus 50 0 C and 100 0 C, preferably between minus 10 and 70 ° C, more preferably between 0 and 30 ° C and the operating pressure between 0.1 mbar absolute and 50 bar absolute, preferably between 1 mbar absolute and 5 bar absolute, more preferably between 0.1 bar absolute and 1, 5 bar absolute and more preferably between 0.3 bar absolute and 1, 2 bar absolute, are selected.
  • the contact between liquid phase and gas phase in the reactor can take place in direct current, countercurrent or crossflow.
  • the withdrawn from the reactor gas stream can be partially or completely recycled to the reactor.
  • the withdrawn from the reactor liquid can be partially or completely recycled into the reactor.
  • the standardized condensate mass flow from the entire production unit must be at least 500 g / mol of active oxygen.
  • the withdrawn from the reactor or reactors dioxirane-containing gas phase can be further processed directly, for example, fed to another reactor.
  • the dioxirane-containing gas phase is partially condensed to obtain a dioxirane-containing solution and an exhaust gas, which is preferably at least partially recycled as stripping gas.
  • the fraction of the recycled exhaust gas is preferably selected such that the oxygen concentration in the exhaust gas after the reactor does not exceed 12% by volume, preferably 9% by volume.
  • the educt s a defoamer which is inert under the reaction conditions, preferably a longer-chain alkane, especially n-dodecane, n-tridecane, n-tetradecane or a mixture thereof, single chain alcohols or silicone oils, particularly preferably n-dodecane together with the Added ketone.
  • a defoamer which is inert under the reaction conditions, preferably a longer-chain alkane, especially n-dodecane, n-tridecane, n-tetradecane or a mixture thereof, single chain alcohols or silicone oils, particularly preferably n-dodecane together with the Added ketone.
  • defoamers can be used.
  • the amount of defoamer used is preferably at most 5 wt .-% of the ketone used, in particular at most 1 wt .-% of the ketone used.
  • Suitable stripping gas are all gaseous and inert substances or substance mixtures under reaction conditions. Preference is given to components or mixtures of components of the air, in particular nitrogen or nitrogen / oxygen mixtures.
  • the water content of the dioxirane-containing gas stream is reduced by distillation.
  • a water content of the claimed partial condensation of the components from the gas stream having a boiling point above obtained of from -20 0 C liquid stream from below 1 wt .-%, preferably below 0.5 wt .-%, particularly preferably from 0.01 below Wt .-%, based on the total weight of the liquid stream achieved.
  • a first capacitor (main capacitor) is operated by means of cold water at temperatures above 0 0 C, and a post-condenser with brine at temperatures between -10 and -30 0 C.
  • the post-condensor can be placed directly on the main capacitor, so that the cold condensate of the post-condenser flows to the main capacitor and thus supports its effect.
  • a solution of dioxirane in the starting ketone is obtained, which is a distillate onskolonne for the purpose of water depletion is supplied and non-condensable fractions, which are discharged as exhaust gas.
  • a top stream is withdrawn, containing the desired product dioxirane after partial condensation of the components having a boiling point above -20 ° X, a liquid stream having a water content ⁇ 1 wt .-%, preferably ⁇ 0.5 wt .-%, particularly preferably ⁇ 0.01% by weight.
  • the distillation column is preferably designed in such a way that the stripping section has more than three, in particular 3 to 10 theoretical plates and the reinforcing section more than 10, in particular 10 to 25 theoretical plates.
  • the withdrawn from the distillation column overhead stream is partially condensed, preferably in two stages, operated in a water above 0 0 C main condenser and a Brine at -10 to -30 ° C operated after-condenser, to obtain a solution of the dioxirane in the starting ketone and wherein the non-condensable fractions are discharged as exhaust gas.
  • the distillation column is designed as a buoyant column, preferably with at least 5 theoretical plates. Higher levels increase the separation. So 10 to 20 theoretical plates are to be preferred.
  • the working pressure in the column does not differ significantly from the pressure at which the reactor is operated. In order to keep the loss of ketone small, it is therefore necessary to operate the condenser at the top of the column at low temperatures, preferably at temperatures below 0 0 C, preferably at temperatures between minus 10 and minus 30 0 C.
  • a particularly cost-effective operation can be achieved if it is condensed with at least two capacitors at different temperature levels.
  • the first condenser can be operated with cold water at temperatures above 0 ° C, and a downstream condenser with brine at temperatures down to -30 0 C.
  • the post-condenser can be placed directly on the main condenser, so that the cold condensate from the post-condenser first capacitor flows and supports its effect.
  • packed beds In order to keep the pressure loss in the distillation column low, packed beds, but also ordered sheet or tissue packings, preferably with a specific surface of 100 to 750 m 2 / m 3 , particularly preferably from 250 to 500 m 2 / m 3 , particularly suitable.
  • the dioxirane-containing gas stream from the reactor worked up by distillation is fed to a stripping column which has the task of separating off any product of value present therein and a large part of the starting ketone and separating the product Reactivate reactor for the production of dioxirane.
  • the stripping column can have a bottom evaporator which is operated so that the starting ketone evaporates and acts as a stripping gas, but it can also be operated with an inert gas as the stripping gas.
  • the stripping column should have at least 5, preferably 5 to 15 theoretical plates.
  • a stream of dioxirane and largely of starting ketone is withdrawn, which is discharged into the wastewater.
  • the vapor stream from the stripping column is preferably recycled uncondensed into the reactor for the preparation of the dioxirane.
  • the distillation column for Wasserabrei- chung and the stripping column may be formed as a single apparatus, wherein the distillation and the Strippteil are separated from each other by a liquid collecting tray.
  • the liquid collecting on the liquid collecting tray is advantageously recycled into the reactor for the production of dioxirane.
  • the collecting bottom has suitable devices, in particular chimneys, via which the vapor can rise from the stripping part into the distillation part.
  • the dioxirane-containing gas or liquid stream which has preferably been depleted in water, is fed to an oxidation reactor in which a substrate having at least one oxidizable functional group is preferably continuously oxidized by the dioxirane, this reducing to the starting ketone is separated from the oxidized substrate, for example, by distillation in a falling film evaporator or a distillation column and in the reactor for the production of the dioxirane is recycled.
  • a substrate having at least one oxidizable functional group is preferably continuously oxidized by the dioxirane
  • this reducing to the starting ketone is separated from the oxidized substrate, for example, by distillation in a falling film evaporator or a distillation column and in the reactor for the production of the dioxirane is recycled.
  • the reactor type or the combination of reactors for the oxidation reaction with dioxirane Particularly suitable are continuously operated stirred tanks or tube reactors, if the dioxirane is used as a liquid solution after partial condensation
  • Oxidizable substrates may generally be compounds having at least one oxidizable functional group. Preference is given to substrates having carbon-carbon double bonds, such as alkenes, enolates, acyl, alkyl or silyl enol ethers. Further preferred are substrates with sulfur, nitrogen or phosphorus-containing functional groups, such as sulfides, sulfoxides, amines, amides, hydroxylamines, phosphenes or phosphites.
  • the substrates mentioned can be used as a pure compound, as a mixture or as a solution in a suitable solvent.
  • the single figure shows the schematic representation of a preferred system for carrying out the method according to the invention.
  • a reactor R for the preparation of dioxirane is a ketone or ketone / water mixture (stream 1), potassium hydrogen monopersulfate solution (stream 2) and sodium bicarbonate solution (stream 3) and fed via a frit stripping gas (stream 4).
  • a gaseous overhead stream 5a is withdrawn, containing the dioxirane, stripping gas, ketone and water, and introduced into the lower region of a distillation column D.
  • the bottom effluent, stream 5b, from the distillation column D is recycled to the reactor R.
  • a water-rich liquid stream 6 is withdrawn from the reactor R, containing water, salts, residues of ketone and traces of the desired product dioxirane.
  • Stream 6 is introduced into a stripping column D3 for the removal of the residues of the ketone.
  • a ketone-containing vapor stream 14 is withdrawn, containing the stripping gas, ketone, traces of dioxirane and traces of water, which is recycled in the illustrated preferred embodiment as stream 16 in the reactor R.
  • a bottom stream 15 is withdrawn, containing water and salts, which is discharged into the wastewater.
  • a dehydrated, dioxirane-containing vapor stream 7a is withdrawn, comprising stripping gas, ketone and dioxirane, condensed in a condenser K, partly as reflux 7b re-applied to the distillation column D and otherwise as dehydrated dioxirane-containing liquid stream 8, containing ketone and dioxirane , are introduced into the oxidation reactor R2 for the oxidation of a substrate 10, optionally in the presence of a solvent.
  • the non-condensable gas stream 9 from the condenser K is partially discharged from the process (stream 18) and otherwise recycled to the stripping column D3 for the separation of the ketone residues.
  • the effluent from the oxidation reactor R2, stream 11, is separated in an apparatus D2, which may be a distillation column or a falling film evaporator, into a crude product 12 containing the oxidized one Substrate and optionally solvent and a top stream 13 containing the ketone, which is recycled to the reactor R to produce the dioxirane.
  • an apparatus D2 which may be a distillation column or a falling film evaporator
  • the potassium hydrogen monopersulfate content of the aqueous solution was determined shortly before use by iodometric titration. 478 g / h of a water-rich liquid and a dioxirane-containing gas phase were continuously withdrawn from the bubble column. This gas phase was run through a very efficient, operated at -30 0 C cooler. The cooler was dimensioned so that components with a boiling point above - 20 ° C could be almost completely condensed. After the condensation, 173.5 g / h of a dioxirane-containing solution containing 0.69% by weight of dimethyldioxirane and 8.3% by weight of water and a gaseous phase were obtained.
  • the Dimethyldioxiran yield was 26.5%, based on the hydrogen monopersulfate.
  • the content of liquid in the bubble column was measured at the end of the experiment and was 60% by volume. This corresponds to a residence time of the liquid phase in the reactor of about 43 min.
  • Example 1 was prepared,
  • the proportion of liquid in the bubble column was measured at the end of the experiment with 62 vol .-%, corresponding to a residence time of the liquid phase in the reactor of about 45 min.
  • the normalized condensate mass flow was in his example about 5080 g condensate / mol of active oxygen.
  • the normalized condensate mass flow was about 2940 g of condensate / mole of active oxygen.
  • Example 1 On the upper part of the bubble column described in Example 1, a distillation column having an inner diameter of 30 mm, a height of 370 mm, filled with 5 x 5 mm Glasraschigringen placed. The reflux ratio was controlled by the temperature of a cooler on the top of the column (-10 0 C). The reaction was carried out under the same operating conditions as described in Example 1, that is to say at 20 ° C. and 0.3 bar absolute.
  • the dimethyldioxirane yield was 24%, based on the hydrogen monopersulfate used.
  • the liquid fraction in the bubble column was measured at the end of the experiment and was 64% by volume; this corresponds to a residence time of the liquid phase in the reactor of about 46 min.
  • the normalized condensate mass flow was about 2490 g condensate / mol active oxygen.
  • the heterogeneous (liquid / solid) mixture was cooled to 0 to 5 ° C.
  • the triple salt [2 KHSO 5 KHSO 4 K 2 SO 5 ], 300 g, corresponding to about 0.976 mol of hydrogen monopersulfate as a solid was added slowly and in portions over a solids feeder.
  • the mixture was warmed to room temperature and then distilled off with vigorous stirring at 100 mbar and 25 ° C a dimethyldioxirane-containing solution.
  • the dimethyldioxirane solution was isolated by means of a series of cold traps cooled to -78 ° C.

Abstract

Disclosed is a continuous method for producing a dioxirane in a liquid phase in a reactor by oxidizing a ketone with a solution containing active oxygen in the presence of a buffer substance and stripping out the contained dioxirane with the aid of a stripping gas. The ketone, the solution containing active oxygen, the buffer substance, and the stripping gas are continuously fed to the reactor while a gas flow containing the dioxirane and a liquid flow are continuously withdrawn from the reactor. The inventive method is characterized in that the reactor is operated with a dwelling time of the liquid phase ranging between 1 min and 4 h and a standard condensate mass flow rate of at least 500 g/mol of the active oxygen used.

Description

Kontinuierliches Verfahren zur Herstellung eines DioxiransContinuous process for the preparation of a dioxirane
Die Erfindung betrifft ein kontinuierliches Verfahren zur Herstellung eines Dioxirans.The invention relates to a continuous process for the preparation of a dioxirane.
Dioxirane, die einfachsten cyclischen Peroxide, werden oft als neutrale, hochreaktive und hochselektive Oxidationsmittel in der organischen Chemie eingesetzt. Sie haben eine Reihe von Vorteilen gegenüber anderen Oxidationsmitteln, beispielsweise Persäuren: kurze Reaktionszeiten, hohe Ausbeuten, Toleranz gegenüber hydrolyseempfindlichen Gruppen oder vereinfachte Aufarbeitung.Dioxiranes, the simplest cyclic peroxides, are often used as neutral, highly reactive, and highly selective oxidants in organic chemistry. They have a number of advantages over other oxidizing agents, for example peracids: short reaction times, high yields, tolerance to hydrolysis-sensitive groups or simplified workup.
Dioxirane als Oxidationsmittel können entweder in situ generiert oder als Lösung im Aus- gangsketon der Oxidation zum Dioxiran eingesetzt werden, wobei letztere Variante das breiteste Anwendungsspektrum aufweist. Häufig werden Lösungen mit maximal 1 bis 1 ,5 Gew.-% Dioxiran im entsprechenden Ausgangsketon, oft Aceton, eingesetzt.Dioxiranes as oxidizing agents can either be generated in situ or used as a solution in the starting ketone of the oxidation to dioxirane, the latter variant having the widest range of applications. Frequently solutions with a maximum of 1 to 1, 5 wt .-% dioxirane in the corresponding starting ketone, often acetone, used.
Die Herstellung von Dioxiranen erfolgt durch Oxidation von Ketonen mit aktivem Sauerstoff enthaltenden Lösungen, insbesondere hydrogenmonopersulfathaltigen Lösungen, in Gegenwart einer Puffersubstanz. Aus dem Reaktionsgemisch werden Dioxiran-Lösungen im Ausgangsketon destillativ und/oder durch Strippung mit einem Inertgas, insbesondere He- lium, Argon oder Stickstoff, gewonnen.Dioxiranes are prepared by oxidation of ketones with solutions containing active oxygen, in particular solutions containing hydrogen monopersulfate, in the presence of a buffer substance. Dioxirane solutions are obtained from the reaction mixture by distillation in the starting ketone and / or by stripping with an inert gas, in particular helium, argon or nitrogen.
Veröffentlichungen von Murray (J. Org. Chem. 1985, 50, 2847), Eaton (J. Org. Chem. 1988, 53, 5353) oder Adam (Chem. Ber. 1991, 124, 2377) beschreiben die Gewinnung von Dimethyldioxiran-Lösungen unter Semibatch-Bedingungen. Während das Strippgas oft kontinuierlich zudosiert wird, wird mindestens eine der drei Reaktionskomponenten Hydro- genmonopersulfat, Aceton und Puffersubstanz diskontinuierlich vorgelegt. Diese Verfahren haben unter anderem die folgenden Nachteile: niedrige Dioxiran-Ausbeuten, von maximal 5 %, bezogen auf das Hydrogenmonopersulfat (in der oben zitierten Veröffentlichung von Adam) sowie aufwändige Verfahrensschritte: Monohydrogenpersulfat wird als Feststoff zudosiert, das Reaktionsgemisch ist heterogen, der Reaktor muss zwischen zwei Umsetzungen gespült werden.Publications by Murray (J. Org. Chem. 1985, 50, 2847), Eaton (J. Org. Chem. 1988, 53, 5353) or Adam (Chem. Ber. 1991, 124, 2377) describe the recovery of dimethyldioxirane. Solutions under semibatch conditions. While the stripping gas is often metered in continuously, at least one of the three reaction components of hydrogen monopersulfate, acetone and buffer substance is charged discontinuously. These processes have, inter alia, the following disadvantages: low dioxirane yields of not more than 5%, based on the hydrogen monopersulfate (in the above-cited publication by Adam) and complex process steps: monohydrogen persulfate is metered in as solid, the reaction mixture is heterogeneous, the reactor must be rinsed between two reactions.
Die WO 93/08144 beschreibt ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von Dioxiranen, wonach das Ausgangsketon in der Gasphase mit dem Strippgas eingesetzt wird, und das Oxidationsmittel eine wässrige NaHSO5-Lösung (hergestellt durch Neutralisation von Caro- scher Säure mit NaOH) ist. Obwohl diese Maßnahmen zu einer Vereinfachung und Verbilligung des Gesamtprozesses führen, sind die Ausbeuten an Dimethyldioxiran bezogen auf das Hydrogenmonopersulfat immer noch unbefriedigend (etwa 5 %, bezogen auf H2SO5). Es war demgegenüber Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes kontinuierliches Verfahren zur Herstellung von Dioxiranen zur Verfügung zu stellen, das insbesondere eine wesentlich höhere Ausbeute bezogen auf die aktiven Sauerstoff enthaltende Lösung aufweist und das sich somit für den großtechnischen Einsatz eignet.WO 93/08144 describes an improved process for the preparation of dioxiranes, according to which the starting ketone is used in the gas phase with the stripping gas, and the oxidizing agent is an aqueous NaHSO 5 solution (prepared by neutralization of Carscher acid with NaOH). Although these measures lead to a simplification and cheapening of the overall process, the yields of dimethyldioxirane based on the hydrogen monopersulfate are still unsatisfactory (about 5%, based on H 2 SO 5 ). It was accordingly an object of the invention to provide an improved continuous process for the preparation of dioxiranes, which in particular has a significantly higher yield based on the solution containing active oxygen and which is thus suitable for industrial use.
Die Lösung besteht in einem kontinuierlichen Verfahren zur Herstellung eines Dioxirans in flüssiger Phase in einem Reaktor durch Oxidation eines Ketons mit einer aktiven Sauerstoff enthaltenden Lösung in Gegenwart einer Puffersubstanz und Ausstrippen des erhaltenen Dioxirans mit einem Strippgas, wobei das Keton, die aktiven Sauerstoff enthaltende Lö- sung, die Puffersubstanz sowie das Strippgas kontinuierlich dem Reaktor zugeführt werden und aus dem Reaktor kontinuierlich ein Gasstrom, enthaltend das Dioxiran sowie ein Flüssigkeitsstrom abgezogen werden, das dadurch gekennzeichnet ist, dass der Reaktor mit einer Verweilzeit der flüssigen Phase zwischen 1 min und 4 h und mit einem normierten Kondensatmassenfluss von mindestens 500 g/mol eingesetztem aktivem Sauerstoff betrie- ben wird.The solution consists in a continuous process for preparing a liquid phase dioxirane in a reactor by oxidation of a ketone with an active oxygen-containing solution in the presence of a buffer substance and stripping the resulting dioxirane with a stripping gas, the ketone containing the active oxygen-containing solution. solution, the buffer substance and the stripping gas are continuously fed to the reactor and continuously withdrawn from the reactor, a gas stream containing the dioxirane and a liquid stream, which is characterized in that the reactor with a residence time of the liquid phase between 1 min and 4 h and with a normalized condensate mass flow of at least 500 g / mol of active oxygen used.
Es wurde gefunden, dass es für die effiziente Durchführung des Verfahrens zur Herstellung von Dioxiranen wesentlich ist, zum einen eine Verweilzeit der flüssigen Phase im Reaktor zwischen 1 min und 4 h, bevorzugt zwischen 20 min und 1 h, weiter bevorzugt zwischen 30 und 40 min zu gewährleisten, und dabei gleichzeitig den Reaktor in der Weise zu betreiben, dass der normierte Kondensatmassenfluss mindestens 500 g/mol eingesetztem Aktivsauerstoff beträgt.It has been found that it is essential for the efficient implementation of the process for the preparation of dioxiranes, on the one hand a residence time of the liquid phase in the reactor between 1 min and 4 h, preferably between 20 min and 1 h, more preferably between 30 and 40 min at the same time to operate the reactor in such a way that the normalized condensate mass flow is at least 500 g / mol of active oxygen used.
Die Verweilzeit der flüssigen Phase im Reaktor bezeichnet in bekannter Weise das VoIu- men der Flüssigkeit im Reaktor, geteilt durch den gesamten Volumenstrom aller flüssigen Edukte.The residence time of the liquid phase in the reactor designates, in a known manner, the volume of the liquid in the reactor, divided by the total volume flow of all liquid starting materials.
Der normierte Kondensatmassenfluss wird durch die nachstehende Gleichung definiert:The normalized condensate mass flow is defined by the following equation:
NormierterKondensatmassenfluss(g I mol) = — p °" ' g eingesetzter aktiverSauterstoff (mol Ih)Normalized condensate mass flow (g I mol) = - p "" g of active amino acid employed (mol Ih)
worin M Kondensat (g/h) den Massenfluss in g/h des Kondensats bezeichnet, das durch Kondensation aller kondensierbaren Komponenten aus dem aus dem Reaktor abgezogenen Gasstrom erhalten werden kann, wobei als kondensierbare Komponenten alle Komponen- ten mit einem Siedepunkt oberhalb minus 200C bei Normaldruck verstanden werden,wherein M condensate (g / h) denotes the mass flow in g / h of the condensate, which can be obtained by condensing all condensable components from the gas stream withdrawn from the reactor, as condensable components all components having a boiling point above minus 20 0th C be understood at normal pressure,
und Femgesetzter aktιver Sauterstoff (mol/h) den Mengenfluss in mol/h des eingesetzten aktiven Sauerstoffes. AIs aktiver Sauerstoff werden alle peroxidischen Sauerstoffatome verstanden, die mittels iodometrischer Titration erfasst werden. So bedeuten 1 mol/h Kaliumhydrogenmonopersul- fat oder 1 mol/h Natriumhydrogenmonopersulfat oder 1 mol/h Wasserstoffperoxid jeweils 1 mol/h aktiven Sauerstoff.and F emetztter Aktιver Sauterstoff (mol / h) the amount flow in mol / h of the active oxygen used. Active oxygen is understood to mean all peroxide oxygen atoms detected by iodometric titration. Thus, 1 mol / h of potassium hydrogen peroxide or 1 mol / h of sodium hydrogen monopersulfate or 1 mol / h of hydrogen peroxide means 1 mol / h of active oxygen.
Anstelle eines einzelnen Reaktors kann eine Anordnung mit mehreren Reaktoren eingesetzt werden. Auch in diesem Fall gilt die obige Definition für den normierten Kondensat- massenfluss, wobei das Kondensat die kondensierbaren Anteile aus allen aus die Anlage bildenden Reaktoren abgezogenen Gasströme umfasst und als Massenfluss des einge- setzten aktiven Sauerstoffs die Summe aller in die die Anlage bildenden Reaktoren eingeleiteten aktiven Sauerstoff enthaltenden Eduktströme einzusetzen sind.Instead of a single reactor, an arrangement with multiple reactors can be used. In this case too, the above definition applies to the normalized condensate mass flow, the condensate comprising the condensable fractions from all gas streams withdrawn from all the reactors forming the system and the mass flow of the active oxygen used as the sum of all the reactors forming the system active reactant-containing Eduktströme are to be used.
Der normierte Kondensatmassenfluss kann insbesondere über die Verfahrensbedingungen Temperatur, Druck, Massenfluss und Zusammensetzung der Zuläufe sowie Massenfluss des Strippgases gesteuert werden.The normalized condensate mass flow can be controlled in particular via the process conditions of temperature, pressure, mass flow and composition of the feeds as well as mass flow of the stripping gas.
Es wurde gefunden, dass erhöhte Ausbeuten erhalten werden, wenn der normierte Kondensatmassenfluss mindestens 500 g Kondensat/mol aktiven Sauerstoff, bevorzugt zwischen 1000 und 10000 g Kondensat/mol aktiven Sauerstoff, besonders bevorzugt zwi- sehen 2000 und 4000 g Kondensat/mol aktiven Sauerstoff, beträgt.It has been found that increased yields are obtained when the normalized condensate mass flow at least 500 g of condensate / mol of active oxygen, preferably between 1000 and 10,000 g condensate / mol of active oxygen, particularly preferably between 2000 and 4000 g condensate / mol of active oxygen, is.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren werden kontinuierlich Edukte - Keton, aktiven Sauerstoff enthaltende Lösung und Puffersubstanz - und das Strippgas als fluide Ströme zugeführt.By the process according to the invention are educts - ketone, active solution containing oxygen and buffer substance - and the stripping gas supplied as fluid streams continuously.
Als Keton wird vorliegend eine aliphatische, aromatische, araliphatische, cyclische oder aeyclische Verbindung oder eine Mischung von aliphatischen, aromatischen, araliphati- schen, cyclischen oder aeyclischen Verbindungen mit mindestens einer Ketonfunktion verstanden. Diese Verbindung oder Mischung von Verbindungen kann auch andere funktio- nelle Gruppen, beispielsweise Halogene, insbesondere Chlor oder Fluor, Hydroxygruppen usw. enthalten.In the present case, ketone is understood as meaning an aliphatic, aromatic, araliphatic, cyclic or acyclic compound or a mixture of aliphatic, aromatic, araliphatic, cyclic or ae cyclic compounds having at least one ketone function. This compound or mixture of compounds may also contain other functional groups, for example halogens, in particular chlorine or fluorine, hydroxyl groups, etc.
Bevorzugt ist das Keton eine Substanz oder eine Mischung von Substanzen mit einem Siedepunkt von unterhalb 1000C bei Normaldruck, insbesondere ausgewählt aus der nach- folgenden Aufzählung:The ketone is preferably a substance or a mixture of substances having a boiling point below 100 ° C. under normal pressure, in particular selected from the following list:
Aceton, 1,1,1-Trifluoraceton, Butanon, Diethylketon, Cyclopentanon und Cyclohexanon.Acetone, 1,1,1-trifluoroacetone, butanone, diethyl ketone, cyclopentanone and cyclohexanone.
Besonders bevorzugt ist das Keton Aceton oder 1,1,1-Trifluoraceton, insbesondere Aceton. - A -The ketone is particularly preferably acetone or 1,1,1-trifluoroacetone, in particular acetone. - A -
Das Keton kann als reine Verbindung in organischer oder wässriger Lösung oder auch in der Gasphase, als Gemisch mit dem Strippgas, eingesetzt werden.The ketone can be used as a pure compound in organic or aqueous solution or in the gas phase, as a mixture with the stripping gas.
Das Keton fungiert sowohl als Edukt als auch als Lösungsmittel für das Produkt.The ketone acts both as a starting material and as a solvent for the product.
Die aktiven Sauerstoff enthaltende Lösung ist insbesondere eine wässrige oder organische Lösung, enthaltend eine Hydrogenmonopersulfat-Spezies oder einen Vorläufer hiervon.In particular, the active oxygen-containing solution is an aqueous or organic solution containing a hydrogen monopersulfate species or a precursor thereof.
Die Hydrogenmonopersulfat-Spezies ist insbesondere eine oder mehrere Substanzen, ausgewählt aus der nachfolgenden Aufzählung: Lithium-, Natrium-, Kalium-, Rubidium-, Cäsium-, Tetraalkylammoniumhydrogenmonopersulfat, bevorzugt Natriumhydrogenmono- persulfat oder Kaliumhydrogenmonopersulfat.The hydrogen monopersulfate species is in particular one or more substances selected from the following list: lithium, sodium, potassium, rubidium, cesium, tetraalkylammonium hydrogen monopersulfate, preferably sodium hydrogen monosulfate or potassium hydrogen monopersulfate.
Als Vorläufer für Monohydrogenpersulfat-Spezies können Verbindungen eingesetzt wer- den, die durch Reaktion von Peroxiden mit Schwefelsäure entstehen, insbesondere Caro- sche Säure und deren Salze oder Peroxodischwefelsäure und deren Salze.As precursors for monohydrogen persulfate species it is possible to use compounds which are formed by reaction of peroxides with sulfuric acid, in particular Caro's acid and its salts or peroxodisulfuric acid and salts thereof.
Bevorzugte hydrogenmonopersulfathaltige Lösungen sind zum Beispiel wässrige Tripel- salzlösungen, wobei unter Tripelsalz das Salz [2 KHSO5 KHSO4 K2SO4], bekannt unter den Markennamen Oxone®, Caroate® oder Curox® verstanden wird, die zur Einstellung des pH-Wertes mit einer Säure oder einer Base versetzt sein können oder auch wässrige, teil neutralisierte Carosche Säure-Lösungen, wie in WO 93/08144 beschrieben. Die Caro- sche Säure kann entweder in situ oder ex situ, beispielsweise aus Schwefelsäure und Wasserstoffperoxid, in einem H2SO5-Generator hergestellt werden.Preferred solutions containing hydrogen monopersulfate are, for example, aqueous triple salt solutions, where triple salt is understood as meaning the salt [2 KHSO 5 KHSO 4 K 2 SO 4 ], known under the trade names Oxone®, Caroate® or Curox®, for adjusting the pH may be mixed with an acid or a base or aqueous, partially neutralized Caro's acid solutions, as described in WO 93/08144. The car- bonic acid can be prepared either in situ or ex situ, for example from sulfuric acid and hydrogen peroxide, in a H 2 SO 5 generator.
Die Konzentration der hydrogenmonopersulfathaltigen Lösung wird bevorzugt > 10~5 mol HSO5VI, weiter bevorzugt > 10~3 mol HSO5VI, insbesondere > 10~2 mol HSO5VI, gewählt.The concentration of the hydrogenmonopersulfate-containing solution is preferably> 10 ~ 5 mol of HSO 5 VI, more preferably> 10 ~ 3 mol of HSO 5 VI, in particular> 10 ~ 2 mol of HSO 5 VI.
Als Puffersubstanz wird eine basische Verbindung eingesetzt, insbesondere ein Hydroxid, Carbonat, Hydrogencarbonat, Phosphat oder Hydrogenphosphat von Alkali- oder Erdalkalimetallen, oder Mischungen hiervon, besonders bevorzugt Natriumhydroxid, Natrium- hydrogencarbonat oder Kaliumhydrogencarbonat.The buffer substance used is a basic compound, in particular a hydroxide, carbonate, bicarbonate, phosphate or hydrogen phosphate of alkali metals or alkaline earth metals, or mixtures thereof, particularly preferably sodium hydroxide, sodium bicarbonate or potassium bicarbonate.
Bevorzugt wird die Puffersubstanz in einer Konzentration und einem Massenfluss zugege- ben, dergestalt, dass das Verhältnis Basenäquivalent zu aktivem Sauerstoff in der aktivenPreferably, the buffer substance is added in a concentration and a mass flow, such that the ratio of base equivalent to active oxygen in the active
Sauerstoff enthaltenden Lösung zwischen 0,25 und 5 mol/mol liegt, bevorzugt zwischen 1 und 3 mol/mol. Zusammensetzung und Massenfluss der Puffersubstanz-Lösung können auch pH-abhängig eingestellt werden, insbesondere in der Weise, dass der pH-Wert in der flüssigen Phase im Reaktor zwischen 4 und 12, bevorzugt zwischen 6 und 10, besonders bevorzugt zwischen 7 und 9, liegt. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die Edukte und das Strippgas kontinuierlich zudosiert. Als kontinuierlich wird auch die Zugabe von Edukten, Gemischen von Eduk- ten und des Strippgases in Portionen verstanden. Die Zugabe von Edukten, Gemischen von Edukten oder Strippgas in Portionen kann simultan oder sequentiell erfolgen. Zwei der drei Edukte Keton, aktiven Sauerstoff enthaltende Lösung und Puffersubstanz, oder auch alle drei Edukte können vorgemischt, beispielsweise in einem statischen Mischer, zugeführt werden.Oxygen-containing solution is between 0.25 and 5 mol / mol, preferably between 1 and 3 mol / mol. The composition and mass flow of the buffer substance solution can also be adjusted in a pH-dependent manner, in particular in such a way that the pH in the liquid phase in the reactor is between 4 and 12, preferably between 6 and 10, particularly preferably between 7 and 9 , The educts and the stripping gas are metered in continuously by the process according to the invention. The addition of educts, mixtures of educts and the stripping gas in portions is also understood to be continuous. The addition of educts, mixtures of educts or stripping gas in portions can be carried out simultaneously or sequentially. Two of the three educts ketone, active solution containing oxygen and buffer substance, or else all three educts can be supplied premixed, for example in a static mixer.
Für die kontinuierliche Durchführung des Verfahrens werden vorteilhaft alle Edukte in flüs- siger Form zugeführt. Dabei werden die Konzentrationen der Edukte vorteilhaft so gewählt, dass es zu keiner Feststoffabscheidung im Reaktor kommt.For the continuous performance of the process, all starting materials are advantageously supplied in liquid form. The concentrations of the educts are advantageously chosen so that there is no separation of solids in the reactor.
Das Verfahren kann in allen Reaktortypen oder Kombinationen von Reaktortypen, die kontinuierlich eine Flüssigphase und eine Gasphase in Kontakt bringen können und für den Stoffaustausch zwischen Gasphase und Flüssigphase sorgen, durchgeführt werden. Bevorzugte Reaktoren sind Blasensäulen (stehend oder liegend), Kolonnen mit Packungen oder Böden, wobei es keine Rolle spielt, welche Phase die kontinuierliche Phase ist, auch Dünnschicht- oder Fallfilmverdampfer sowie kontinuierlich betriebene Rührkessel mit Gaseinleitung oder Schlaufenreaktoren.The process may be carried out in all types of reactors or combinations of reactor types which can continuously contact a liquid phase and a gas phase and provide mass transfer between gas phase and liquid phase. Preferred reactors are bubble columns (upright or horizontal), columns with packing or trays, it does not matter which phase is the continuous phase, also thin film or falling film evaporator and continuously operated stirred tank with gas inlet or loop reactors.
Die Betriebstemperatur des Reaktors oder der Reaktoren kann zwischen minus 500C und 1000C, bevorzugt zwischen minus 10 und 70°C, besonders bevorzugt zwischen 0 und 30°C und der Betriebsdruck zwischen 0,1 mbar absolut und 50 bar absolut, bevorzugt zwischen 1 mbar absolut und 5 bar absolut, besonders bevorzugt zwischen 0,1 bar absolut und 1 ,5 bar absolut und weiter bevorzugt zwischen 0,3 bar absolut und 1 ,2 bar absolut, gewählt werden.The operating temperature of the reactor or reactors may be between minus 50 0 C and 100 0 C, preferably between minus 10 and 70 ° C, more preferably between 0 and 30 ° C and the operating pressure between 0.1 mbar absolute and 50 bar absolute, preferably between 1 mbar absolute and 5 bar absolute, more preferably between 0.1 bar absolute and 1, 5 bar absolute and more preferably between 0.3 bar absolute and 1, 2 bar absolute, are selected.
Der Kontakt zwischen Flüssigphase und Gasphase im Reaktor kann in Gleichstrom, Gegenstrom oder Querstrom erfolgen.The contact between liquid phase and gas phase in the reactor can take place in direct current, countercurrent or crossflow.
Der aus dem Reaktor abgezogene Gasstrom kann teilweise oder vollständig in den Reaktor recycliert werden.The withdrawn from the reactor gas stream can be partially or completely recycled to the reactor.
Ebenfalls kann die aus dem Reaktor abgezogene Flüssigkeit teilweise oder vollständig in den Reaktor recycliert werden.Also, the withdrawn from the reactor liquid can be partially or completely recycled into the reactor.
Es ist auch möglich, jede beliebige Kombination von Reaktoren in einer Dioxiran- Produktionseinheit einzusetzen. Auch hierbei muss der normierte Kondensatmassenfluss aus der gesamten Produktionseinheit mindestens 500 g/mol aktiven Sauerstoff betragen. Die aus dem Reaktor oder den Reaktoren abgezogene Dioxiran enthaltende Gasphase kann direkt weiterverarbeitet, beispielsweise einem anderen Reaktor zugefahren werden.It is also possible to use any combination of reactors in a dioxirane production unit. Here, too, the standardized condensate mass flow from the entire production unit must be at least 500 g / mol of active oxygen. The withdrawn from the reactor or reactors dioxirane-containing gas phase can be further processed directly, for example, fed to another reactor.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird jedoch die Dioxiran enthaltende Gasphase partiell kondensiert unter Erhalt einer Dioxiran enthaltenden Lösung und eines Abgases, das bevorzugt zumindest teilweise als Strippgas recycliert wird. Hierbei wird der Anteil des recyclierten Abgases bevorzugt so gewählt, dass die Sauerstoffkonzentration im Abgas nach dem Reaktor 12 Vol.-%, bevorzugt 9 Vol.-%, nicht überschreitet.In a preferred embodiment, however, the dioxirane-containing gas phase is partially condensed to obtain a dioxirane-containing solution and an exhaust gas, which is preferably at least partially recycled as stripping gas. In this case, the fraction of the recycled exhaust gas is preferably selected such that the oxygen concentration in the exhaust gas after the reactor does not exceed 12% by volume, preferably 9% by volume.
In einer Ausführungsform wird den Edukten ein Entschäumer, der unter Reaktionsbedingungen inert ist, bevorzugt ein längerkettiges Alkan, insbesondere n-Dodecan, n-Tridecan, n-Tetradecan oder ein Gemisch hiervon, einkettige Alkohole oder Silikonöle, besonders bevorzugt n-Dodecan gemeinsam mit dem Keton zudosiert.In one embodiment, the educts a defoamer which is inert under the reaction conditions, preferably a longer-chain alkane, especially n-dodecane, n-tridecane, n-tetradecane or a mixture thereof, single chain alcohols or silicone oils, particularly preferably n-dodecane together with the Added ketone.
Grundsätzlich können alle bekannten Entschäumer (Schauminhibitoren) eingesetzt werden. Die Menge der eingesetzten Entschäumer beträgt vorzugsweise maximal 5 Gew.-% des eingesetzten Ketons, insbesondere maximal 1 Gew.-% des eingesetzten Ketons.In principle, all known defoamers (foam inhibitors) can be used. The amount of defoamer used is preferably at most 5 wt .-% of the ketone used, in particular at most 1 wt .-% of the ketone used.
Als Strippgas sind alle unter Reaktionsbedingungen gasförmigen und inerten Substanzen oder Substanzgemische geeignet. Bevorzugt sind Komponenten oder Gemische von Komponenten der Luft, insbesondere Stickstoff oder Stickstoff/Sauerstoff-Gemische.Suitable stripping gas are all gaseous and inert substances or substance mixtures under reaction conditions. Preference is given to components or mixtures of components of the air, in particular nitrogen or nitrogen / oxygen mixtures.
In einer vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens wird der Wassergehalt des Dioxiran enthaltenden Gasstromes destillativ reduziert. Hierbei wird ein Wassergehalt des nach Teilkondensation der Komponenten aus dem Gasstrom mit einem Siedepunkt oberhalb von -200C erhaltenen Flüssigkeitsstromes von unterhalb von 1 Gew.-%, bevorzugt unterhalb von 0,5 Gew.-%, besonders bevorzugt unterhalb von 0,01 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Flüssigkeitsstromes, erreicht.In an advantageous embodiment of the method, the water content of the dioxirane-containing gas stream is reduced by distillation. Here, a water content of the claimed partial condensation of the components from the gas stream having a boiling point above obtained of from -20 0 C liquid stream from below 1 wt .-%, preferably below 0.5 wt .-%, particularly preferably from 0.01 below Wt .-%, based on the total weight of the liquid stream achieved.
Hierzu ist es möglich, den Gasstrom unmittelbar in eine entsprechende Destillationskolonne einzuleiten, oder aber auch zunächst einer Teilkondensation zuzuführen, die bevorzugt zweistufig durchgeführt wird. Hierbei wird vorteilhaft ein erster Kondensator (Hauptkondensator) mit Hilfe von Kaltwasser bei Temperaturen oberhalb von 00C betrieben, und ein Nachkondensator mit Sole bei Temperaturen zwischen -10 und -300C. Vorteilhaft kann der Nachkondensator direkt auf den Hauptkondensator aufgesetzt werden, so dass das kalte Kondensat des Nachkondensators dem Hauptkondensator zufließt und somit dessen Wirkung unterstützt.For this purpose, it is possible to introduce the gas stream directly into a corresponding distillation column, or else initially to feed it to a partial condensation, which is preferably carried out in two stages. Here, advantageously, a first capacitor (main capacitor) is operated by means of cold water at temperatures above 0 0 C, and a post-condenser with brine at temperatures between -10 and -30 0 C. Advantageously, the post-condensor can be placed directly on the main capacitor, so that the cold condensate of the post-condenser flows to the main capacitor and thus supports its effect.
Bei der Teilkondensation des aus dem Reaktor abgezogenen, Dioxiran enthaltenden Gas- Stromes, wird eine Lösung des Dioxirans im Ausgangsketon erhalten, die einer Destillati- onskolonne zwecks Wasserabreicherung zugeführt wird und nicht kondensierbare Anteile, die als Abgas ausgeschleust werden. Aus der Destillationskolonne wird ein Kopfstrom abgezogen, enthaltend das Wertprodukt Dioxiran der nach Teilkondensation der Komponenten mit einem Siedepunkt oberhalb von -20°X einen Flüssigkeitsstrom mit einem Wasser- gehalt < 1 Gew.-%, bevorzugt < 0,5 Gew.-%, besonders bevorzugt < 0,01 Gew.-%, ergibt.In the partial condensation of the withdrawn from the reactor, dioxirane-containing gas stream, a solution of dioxirane in the starting ketone is obtained, which is a distillate onskolonne for the purpose of water depletion is supplied and non-condensable fractions, which are discharged as exhaust gas. From the distillation column, a top stream is withdrawn, containing the desired product dioxirane after partial condensation of the components having a boiling point above -20 ° X, a liquid stream having a water content <1 wt .-%, preferably <0.5 wt .-%, particularly preferably <0.01% by weight.
Die Destillationskolonne ist bevorzugt in der Weise ausgelegt, dass der Abtriebsteil mehr als drei, insbesondere 3 bis 10 theoretische Trennstufen und der Verstärkungsteil mehr als 10, insbesondere 10 bis 25 theoretische Trennstufen, aufweist.The distillation column is preferably designed in such a way that the stripping section has more than three, in particular 3 to 10 theoretical plates and the reinforcing section more than 10, in particular 10 to 25 theoretical plates.
In der Verfahrensvariante, in der der aus dem Reaktor abgezogene, Dioxiran enthaltende Gasstrom unmittelbar in die Destillationskolonne zwecks Wasserabreicherung eingeleitet wird, wird der aus der Destillationskolonne abgezogene Kopfstrom teilkondensiert, bevorzugt zweistufig, in einem mit Wasser oberhalb von 00C betriebenen Hauptkondensator und einen mit Sole bei -10 bis -30°C betriebenen Nachkondensator, unter Erhalt einer Lösung des Dioxirans im Ausgangsketon und wobei die nicht kondensierbaren Anteile als Abgas ausgeschleust werden.In the process variant in which the withdrawn from the reactor, dioxirane-containing gas stream is introduced directly into the distillation column for the purpose of water removal, the withdrawn from the distillation column overhead stream is partially condensed, preferably in two stages, operated in a water above 0 0 C main condenser and a Brine at -10 to -30 ° C operated after-condenser, to obtain a solution of the dioxirane in the starting ketone and wherein the non-condensable fractions are discharged as exhaust gas.
In dieser Verfahrensvariante ist die Destillationskolonne als Auftriebskolonne, bevorzugt mit mindestens 5 theoretischen Trennstufen, ausgelegt. Höhere Stufenzahlen verbessern die Trennung. So sind 10 bis 20 theoretische Trennstufen zu bevorzugen. Der Arbeitsdruck in der Kolonne unterscheidet sich nicht wesentlich vom Druck, bei dem der Reaktor betrieben wird. Um den Verlust an Keton gering zu halten, ist es daher erforderlich, den Kondensator am Kolonnenkopf bei niedrigen Temperaturen zu betreiben, vorteilhaft bei Tempera- turen unter 00C, bevorzugt bei Temperaturen zwischen minus 10 und minus 300C.In this process variant, the distillation column is designed as a buoyant column, preferably with at least 5 theoretical plates. Higher levels increase the separation. So 10 to 20 theoretical plates are to be preferred. The working pressure in the column does not differ significantly from the pressure at which the reactor is operated. In order to keep the loss of ketone small, it is therefore necessary to operate the condenser at the top of the column at low temperatures, preferably at temperatures below 0 0 C, preferably at temperatures between minus 10 and minus 30 0 C.
Eine besonders kostengünstige Betriebsweise lässt sich erzielen, wenn mit mindestens zwei Kondensatoren auf unterschiedlichen Temperaturniveaus kondensiert wird. Beispielsweise kann der erste Kondensator mit Kaltwasser bei Temperaturen oberhalb von 0°C betrieben werden, und ein nachgeschalteter Kondensator mit Sole bei Temperaturen bis -300C. Der Nachkondensator kann direkt auf den Hauptkondensator aufgesetzt werden, so dass das kalte Kondensat aus dem Nachkondensator dem ersten Kondensator zufließt und dessen Wirkung unterstützt.A particularly cost-effective operation can be achieved if it is condensed with at least two capacitors at different temperature levels. For example, the first condenser can be operated with cold water at temperatures above 0 ° C, and a downstream condenser with brine at temperatures down to -30 0 C. The post-condenser can be placed directly on the main condenser, so that the cold condensate from the post-condenser first capacitor flows and supports its effect.
Unabhängig von der Verfahrensvariante gibt es bezüglich der einsetzbaren trennwirksamen Einbauten in der Destillationskolonne grundsätzlich keine Einschränkungen: Hierzu sind sowohl Füllkörper als auch geordnete Packungen oder Böden geeignet.Regardless of the process variant, there are basically no restrictions with regard to the usable separation-active internals in the distillation column. For this purpose, both random packings and also ordered packings or trays are suitable.
Um den Druckverlust in der Destillationskolonne gering zu halten, sind Füllkörperschüttun- gen, aber auch geordnete Blech- oder Gewebepackungen, bevorzugt mit einer spezifi- schen Oberfläche von 100 bis 750 m2/m3, besonders bevorzugt von 250 bis 500 m2/m3, besonders geeignet.In order to keep the pressure loss in the distillation column low, packed beds, but also ordered sheet or tissue packings, preferably with a specific surface of 100 to 750 m 2 / m 3 , particularly preferably from 250 to 500 m 2 / m 3 , particularly suitable.
In einer besonders vorteilhaften Verfahrensvariante wird nicht nur der Dioxiran enthaltende Gasstrom aus dem Reaktor destillativ aufgearbeitet, sondern es wird auch der Flüssig- keitsaustrag aus dem Reaktor einer Strippkolonne zugeführt, die die Aufgabe hat, darin noch vorhandenes Wertprodukt sowie einen Großteil des Ausgangketons abzutrennen und dem Reaktor zur Herstellung von Dioxiran erneut zuzuführen. Die Strippkolonne kann einen Sumpfverdampfer aufweisen, der so betrieben wird, dass das Ausgangsketon ver- dampft und als Strippgas fungiert, sie kann aber auch mit einem Inertgas als Strippgas betrieben werden. Die Strippkolonne soll mindestens 5, bevorzugt 5 bis 15 theoretische Trennstufen aufweisen.In a particularly advantageous variant of the method, not only is the dioxirane-containing gas stream from the reactor worked up by distillation, but also the liquid discharge from the reactor is fed to a stripping column which has the task of separating off any product of value present therein and a large part of the starting ketone and separating the product Reactivate reactor for the production of dioxirane. The stripping column can have a bottom evaporator which is operated so that the starting ketone evaporates and acts as a stripping gas, but it can also be operated with an inert gas as the stripping gas. The stripping column should have at least 5, preferably 5 to 15 theoretical plates.
Aus der Strippkolonne wird ein von Dioxiran und weitgehend von Ausgangsketon freier Strom abgezogen, der ins Abwasser ausgeschleust wird. Der Brüdenstrom aus der Strippkolonne wird bevorzugt unkondensiert in den Reaktor zur Herstellung des Dioxirans recyc- liert.From the stripping column, a stream of dioxirane and largely of starting ketone is withdrawn, which is discharged into the wastewater. The vapor stream from the stripping column is preferably recycled uncondensed into the reactor for the preparation of the dioxirane.
In einer vorteilhaften Ausführungsform können die Destillationskolonne zur Wasserabrei- chung und die Strippkolonne als einziger Apparat ausgebildet sein, wobei der Destillationsund der Strippteil voneinander durch einen Flüssigkeitsfangboden getrennt sind. Die sich auf dem Flüssigkeitsfangboden sammelnde Flüssigkeit wird vorteilhaft in den Reaktor zur Herstellung von Dioxiran recycliert.In an advantageous embodiment, the distillation column for Wasserabrei- chung and the stripping column may be formed as a single apparatus, wherein the distillation and the Strippteil are separated from each other by a liquid collecting tray. The liquid collecting on the liquid collecting tray is advantageously recycled into the reactor for the production of dioxirane.
Der Fangboden weist geeignete Einrichtungen, insbesondere Kamine auf, über die der Brüden aus dem Strippteil in den Destillationsteil aufsteigen kann.The collecting bottom has suitable devices, in particular chimneys, via which the vapor can rise from the stripping part into the distillation part.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird der Dioxiran enthaltende Gas- oder Flüssigkeitsstrom, der bevorzugt an Wasser abgereichert wurde, einem Oxidationsreaktor zugeführt, in dem ein Substrat mit mindestens einer oxidierbaren funktionellen Gruppe durch das Dioxiran bevorzugt kontinuierlich oxidiert wird, wobei dieses zum Ausgangsketon reduziert, vom oxidierten Substrat abgetrennt wird, beispielsweise durch Destillation in einem Fallfilmverdampfer oder einer Destillationskolonne und in den Reaktor zur Herstellung des Dioxirans recycliert wird. Hierbei gibt es keine Einschränkungen bezüg- lieh des Reaktortyps oder der Kombination von Reaktoren für die Oxidationsreaktion mit Dioxiran. Besonders geeignet sind kontinuierlich betriebene Rührkessel oder Rohrreaktoren, wenn das Dioxiran als flüssige Lösung nach Teilkondensation eingesetzt wird. Wird der dioxiranhaltige Gasstrom unmittelbar, ohne Teilkondensation, eingesetzt, sind Blasensäulen besonders geeignet. Oxidierbare Substrate können allgemein Verbindungen mit mindestens einer oxidierbaren funktionellen Gruppe, sein. Bevorzugt sind Substrate mit Kohlenstoff-Kohlenstoff- Doppelbindungen, wie Alkene, Enolate, Acyl-, Alkyl-, oder Silylenolether. Weiter bevorzugt sind Substrate mit Schwefel-, Stickstoff- oder phosphorhaltigen funktionellen Gruppen, wie Sulfide, Sulfoxide, Amine, Amide, Hydroxylamine, Phosphene oder Phosphite.In a further preferred embodiment of the process, the dioxirane-containing gas or liquid stream, which has preferably been depleted in water, is fed to an oxidation reactor in which a substrate having at least one oxidizable functional group is preferably continuously oxidized by the dioxirane, this reducing to the starting ketone is separated from the oxidized substrate, for example, by distillation in a falling film evaporator or a distillation column and in the reactor for the production of the dioxirane is recycled. There are no restrictions with regard to the reactor type or the combination of reactors for the oxidation reaction with dioxirane. Particularly suitable are continuously operated stirred tanks or tube reactors, if the dioxirane is used as a liquid solution after partial condensation. If the dioxirane-containing gas stream is used directly, without partial condensation, bubble columns are particularly suitable. Oxidizable substrates may generally be compounds having at least one oxidizable functional group. Preference is given to substrates having carbon-carbon double bonds, such as alkenes, enolates, acyl, alkyl or silyl enol ethers. Further preferred are substrates with sulfur, nitrogen or phosphorus-containing functional groups, such as sulfides, sulfoxides, amines, amides, hydroxylamines, phosphenes or phosphites.
Die genannten Substrate können als reine Verbindung, als Gemisch oder als Lösung in einem geeigneten Lösungsmittel eingesetzt werden.The substrates mentioned can be used as a pure compound, as a mixture or as a solution in a suitable solvent.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand einer Zeichnung sowie von Ausführungsbeispielen näher erläutert.The invention will be explained in more detail below with reference to a drawing and exemplary embodiments.
Die einzige Figur zeigt die schematische Darstellung einer bevorzugten Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.The single figure shows the schematic representation of a preferred system for carrying out the method according to the invention.
Einem Reaktor R zur Herstellung von Dioxiran wird ein Keton oder Keton/Wasser-Gemisch (Strom 1), Kaliumhydrogenmonopersulfat-Lösung (Strom 2) und Natriumhydrogencarbo- nat-Lösung (Strom 3) sowie über eine Fritte Strippgas (Strom 4) zugeführt. Aus dem Reaktor wird ein gasförmiger Kopfstrom 5a abgezogen, enthaltend das Dioxiran, Strippgas, Ke- ton und Wasser, und in den unteren Bereich einer Destillationskolonne D eingeleitet. Der Sumpfablauf, Strom 5b, aus der Destillationskolonne D, wird in den Reaktor R recycliert. Aus dem Reaktor R wird darüber hinaus ein wasserreicher Flüssigkeitsstrom 6 abgezogen, enthaltend Wasser, Salze, Reste an Keton sowie Spuren des Wertproduktes Dioxiran. Strom 6 wird in eine Strippkolonne D3 zur Abtrennung der Reste des Ketons eingeleitet. Aus der Strippkolonne D3 wird ein ketonhaltiger Brüdenstrom 14 abgezogen, enthaltend das Strippgas, Keton, Spuren an Dioxiran sowie Spuren an Wasser, der in der dargestellten bevorzugten Ausführungsvariante als Strom 16 in den Reaktor R recycliert wird. Aus der Strippkolonne D3 wird ein Sumpfstrom 15 abgezogen, enthaltend Wasser und Salze, der ins Abwasser ausgeschleust wird.A reactor R for the preparation of dioxirane is a ketone or ketone / water mixture (stream 1), potassium hydrogen monopersulfate solution (stream 2) and sodium bicarbonate solution (stream 3) and fed via a frit stripping gas (stream 4). From the reactor, a gaseous overhead stream 5a is withdrawn, containing the dioxirane, stripping gas, ketone and water, and introduced into the lower region of a distillation column D. The bottom effluent, stream 5b, from the distillation column D, is recycled to the reactor R. In addition, a water-rich liquid stream 6 is withdrawn from the reactor R, containing water, salts, residues of ketone and traces of the desired product dioxirane. Stream 6 is introduced into a stripping column D3 for the removal of the residues of the ketone. From the stripping column D3, a ketone-containing vapor stream 14 is withdrawn, containing the stripping gas, ketone, traces of dioxirane and traces of water, which is recycled in the illustrated preferred embodiment as stream 16 in the reactor R. From the stripping column D3, a bottom stream 15 is withdrawn, containing water and salts, which is discharged into the wastewater.
Aus der Destillationskolonne D wird ein entwässerter, Dioxiran enthaltender Brüdenstrom 7a abgezogen, enthaltend Strippgas, Keton und Dioxiran, in einem Kondensator K kondensiert, teilweise als Rücklauf 7b erneut auf die Destillationskolonne D aufgegeben und im übrigen als entwässerter dioxiranhaltiger Flüssigstrom 8, enthaltend Keton und Dioxiran, in den Oxidationsreaktor R2 zur Oxidation eines Substrats 10, gegebenenfalls in Gegenwart eines Lösungsmittels, eingeleitet. Der nicht kondensierbare Gasstrom 9 aus dem Kondensator K wird teilweise aus dem Verfahren ausgeschleust (Strom 18) und im Übrigen in die Strippkolonne D3 zur Abtrennung der Keton-Reste recycliert. Der Austrag aus dem Oxidationsreaktor R2, Strom 11, wird in einem Apparat D2, der eine Destillationskolonne oder ein Fallfilmverdampfer sein kann, in ein Rohprodukt 12 aufgetrennt, enthaltend das oxidierte Substrat und gegebenenfalls Lösungsmittel und einem Kopfstrom 13, enthaltend das Ke- ton, der in den Reaktor R zur Herstellung des Dioxirans recycliert wird.From the distillation column D, a dehydrated, dioxirane-containing vapor stream 7a is withdrawn, comprising stripping gas, ketone and dioxirane, condensed in a condenser K, partly as reflux 7b re-applied to the distillation column D and otherwise as dehydrated dioxirane-containing liquid stream 8, containing ketone and dioxirane , are introduced into the oxidation reactor R2 for the oxidation of a substrate 10, optionally in the presence of a solvent. The non-condensable gas stream 9 from the condenser K is partially discharged from the process (stream 18) and otherwise recycled to the stripping column D3 for the separation of the ketone residues. The effluent from the oxidation reactor R2, stream 11, is separated in an apparatus D2, which may be a distillation column or a falling film evaporator, into a crude product 12 containing the oxidized one Substrate and optionally solvent and a top stream 13 containing the ketone, which is recycled to the reactor R to produce the dioxirane.
Beispiel 1example 1
Einer bei 200C und 0,3 bar absolut betriebenen Blasensäule mit einem Innendurchmesser von 40 mm, einer Höhe von 630 mm und einem Leerrohrvolumen von ca. 0,79 I wurden die folgenden Komponenten kontinuierlich am unteren Drittel der Blasensäule getrennt zudosiert:One operated at 20 0 C and 0.3 bar absolute bubble column with an inner diameter of 40 mm, a height of 630 mm and an empty tube volume of about 0.79 I, the following components were continuously added separately to the lower third of the bubble column:
1) eine 9,75 Gew.-%ige wässrige Kaliumhydrogenmonopersulfat-Lösung mit einem Massenstrom von 95,2 g/h, entsprechend 0,061 mol/h Hydrogenmonopersulfat, hergestellt aus dem Tripelsalz [2 KHSO5 KHSO4 K2SO5] und Wasser,1) a 9.75 wt .-% aqueous potassium hydrogen monopersulfate solution with a mass flow of 95.2 g / h, corresponding to 0.061 mol / h of hydrogen monopersulfate, prepared from the triple salt [2 KHSO 5 KHSO 4 K 2 SO 5 ] and water .
2) 158,7 g/h einer 7,06 Gew.-%igen wässrigen Natriumhydrogencarbonat-Lösung,2) 158.7 g / h of a 7.06% by weight aqueous sodium bicarbonate solution,
3) 414,2 g/h einer 57 Gew.-%igen Aceton-Lösung in Wasser, enthaltend 400 ppm n- Dodecan als Entschäumer sowie3) 414.2 g / h of a 57 wt .-% acetone solution in water containing 400 ppm of n-dodecane as an antifoam and
4) über eine Fritte 180 Nl/h Stickstoff.4) via a frit 180 Nl / h of nitrogen.
Der Kaliumhydrogenmonopersulfatgehalt der wässrigen Lösung wurde kurz vor dem Einsatz durch iodometrischer Tritration bestimmt. Aus der Blasensäule wurden kontinuierlich 478 g/h einer wasserreichen Flüssigkeit sowie eine dioxiranhaltige Gasphase entnommen. Diese Gasphase wurde über einen sehr effizienten, bei -300C betriebenen Kühler gefahren. Der Kühler war so dimensioniert, dass Komponenten mit einem Siedepunkt oberhalb von - 20°C praktisch vollständig kondensiert werden konnten. Nach der Kondensation wurden 173,5 g/h einer Dioxiran enthaltenden Lösung, mit 0,69 Gew.-% Dimethyldioxiran und 8,3 Gew.-% Wasser, sowie eine Gasphase erhalten.The potassium hydrogen monopersulfate content of the aqueous solution was determined shortly before use by iodometric titration. 478 g / h of a water-rich liquid and a dioxirane-containing gas phase were continuously withdrawn from the bubble column. This gas phase was run through a very efficient, operated at -30 0 C cooler. The cooler was dimensioned so that components with a boiling point above - 20 ° C could be almost completely condensed. After the condensation, 173.5 g / h of a dioxirane-containing solution containing 0.69% by weight of dimethyldioxirane and 8.3% by weight of water and a gaseous phase were obtained.
Die Dimethyldioxiran-Ausbeute betrug 26,5 %, bezogen auf das Hydrogenmonopersulfat.The Dimethyldioxiran yield was 26.5%, based on the hydrogen monopersulfate.
Der Anteil an Flüssigkeit in der Blasensäule wurde am Ende des Versuchs gemessen und betrug 60 Vol.-%. dies entspricht einer Verweilzeit der flüssigen Phase im Reaktor von ca. 43 min.The content of liquid in the bubble column was measured at the end of the experiment and was 60% by volume. this corresponds to a residence time of the liquid phase in the reactor of about 43 min.
Der normierte Kondensatmassenfluss betrug ca. 2844 g Kondensat/mol aktiver Sauerstoff. Beispiel 2The normalized condensate mass flow was about 2844 g of condensate / mol of active oxygen. Example 2
Der gleichen wie unter Beispiel 1 beschriebenen Blasensäule wurden unter denselben Bedingungen von Temperatur und DruckThe same bubble column as described in Example 1 were subjected to the same conditions of temperature and pressure
1) 90,0 g/h einer 5,74 Gew.-%ige wässrigen Kaliumhydrogenmonopersulfat-Lösung, entsprechend 0,034 mol/h Hydrogenmonopersulfat, die auf dieselbe Weise wie unter1) 90.0 g / h of a 5.74 wt .-% aqueous potassium hydrogen monopersulfate solution, corresponding to 0.034 mol / h of hydrogen monopersulfate, in the same manner as under
Beispiel 1 beschrieben hergestellt wurde,Example 1 was prepared,
2) 155,7 g/h einer 3,53 Gew.-%igen wässrigen Natriumhydrogencarbonat-Lösung,2) 155.7 g / h of a 3.53% strength by weight aqueous sodium bicarbonate solution,
3) 413,8 g/h einer 57 Gew.-%ige wässrigen Acteon-Lösung, enthaltend 400 ppm Dode- can als Entschäumer sowie3) 413.8 g / h of a 57% strength by weight aqueous acetone solution containing 400 ppm of Dodecane as defoamer and
4) über eine Fritte 180 Nl/h Stickstoff zugeführt.4) via a frit 180 Nl / h of nitrogen.
Aus der Blasensäule wurden kontinuierlich 472,7 g/h einer wasserreichen Flüssigkeit sowie eine dioxiranhaltige Gasphase entnommen. Diese Gasphase wurde wie unter Beispiel 1 beschrieben partiell kondensiert unter Erhalt von 172,7 g/h einer Dimethyldioxiran enthal- tenden Lösung mit 0,46 Gew.-% Dimethyldioxiran sowie eine Gasphase erhalten.472.7 g / h of a water-rich liquid and a dioxirane-containing gas phase were continuously withdrawn from the bubble column. This gas phase was partially condensed as described in Example 1 to obtain 172.7 g / h of a Dimethyldioxiran enthal- containing solution with 0.46 wt .-% Dimethyldioxiran and a gas phase.
Dies entspricht einer Dimethyldioxiran-Ausbeute von 31,5 %, bezogen auf Hydrogenmonopersulfat.This corresponds to a dimethyldioxirane yield of 31.5%, based on hydrogen monopersulfate.
Der Anteil an Flüssigkeit in der Blasensäule wurde am Ende des Versuches mit 62 Vol.-% gemessen, entsprechend einer Verweilzeit der flüssigen Phase im Reaktor von ca. 45 min.The proportion of liquid in the bubble column was measured at the end of the experiment with 62 vol .-%, corresponding to a residence time of the liquid phase in the reactor of about 45 min.
Der normierte Kondensatmassenfluss betrug in dessen Beispiel ca. 5080 g Kondensat/mol aktiver Sauerstoff.The normalized condensate mass flow was in his example about 5080 g condensate / mol of active oxygen.
Beispiel 3Example 3
Zu einer bei 25°C und 1 bar absolut betriebenen Glockbodenkolonne mit 8 Böden, einer Höhe von 800 mm und einem Innendurchmesser von 50 mm wurden die folgenden Kom- ponenten kontinuierlich am oberen Ende der Glockenbodenkolonne zudosiert:The following components were metered in continuously at the upper end of the bubble-cap tray column to a glock-bottom column operated at 25 ° C. and 1 bar absolute with 8 plates, a height of 800 mm and an internal diameter of 50 mm:
1) 23,9 g/h einer 9,59 Gew.-%igen wässrigen Kaliumhydrogenmonopersulfat-Lösung, entsprechend 0,015 mol/h Hydrogenmonopersulfat hergestellt auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 , 2) 39,5 g/h einer 7,06 Gew.-%igen wässrigen Natriumhydrogencarbonat-Lösung und1) 23.9 g / h of a 9.59% by weight aqueous solution of potassium hydrogen monopersulfate corresponding to 0.015 mol / h of hydrogen monopersulfate prepared in the same manner as in Example 1, 2) 39.5 g / h of a 7.06 wt .-% aqueous sodium bicarbonate solution and
3) 85,6 g/h einer 57 Gew.-%igen wässrigen Acetonlösung.3) 85.6 g / h of a 57% by weight aqueous acetone solution.
Gleichzeitig wurde am unteren Ende der Glockenbodenkolonne 200 Nl/h Stickstoff zudosiert.At the same time, 200 Nl / h of nitrogen was metered in at the lower end of the bubble-cap tray column.
Aus der Glockenbodenkolonne wurden kontinuierlich aus dem unteren Bereich derselben 96,8 g/h einer wasserreichen Flüssigkeit und aus dem oberen Bereich derselben eine Di- oxiran enthaltende Gasphase entnommen. Die Gasphase wurde entsprechend Beispiel 1 durch einen Kühler geleitet unter Erhalt von 44,1 g/h einer Dimethyldioxiran enthaltenden Lösung, entsprechend 0,56 Gew.-% Dimethyldioxiran sowie eine Gasphase. Die Dimethyl- dioxiran-Ausbeute bezogen auf Kaliumhydrogenmonopersulfat betrug 22 %.96.8 g / h of a water-rich liquid and from the upper region thereof a di-oxirane-containing gas phase were taken continuously from the bottom of the bubble tray. The gas phase was passed through a condenser according to Example 1 to give 44.1 g / h of a dimethyldioxirane-containing solution, corresponding to 0.56% by weight of dimethyldioxirane, and a gas phase. The dimethyldioxirane yield based on potassium hydrogen monopersulfate was 22%.
In diesem Beispiel betrug der normierte Kondensatmassenfluss ca. 2940 g Kondensat/mol aktiver Sauerstoff.In this example, the normalized condensate mass flow was about 2940 g of condensate / mole of active oxygen.
Beispiel 4Example 4
Auf den oberen Teil der in Beispiel 1 beschriebenen Blasensäule wurde eine Destillationskolonne mit einem Innendurchmesser von 30 mm, einer Höhe von 370 mm, gefüllt mit 5 x 5 mm Glasraschigringen, aufgesetzt. Das Rücklaufverhältnis wurde über die Temperatur eines Kühlers am Kolonnenkopf (-100C) gesteuert. Die Reaktion wurde unter denselben Betriebsbedingungen wie unter Beispiel 1 beschrieben, das heißt bei 200C und 0,3 bar absolut betrieben.On the upper part of the bubble column described in Example 1, a distillation column having an inner diameter of 30 mm, a height of 370 mm, filled with 5 x 5 mm Glasraschigringen placed. The reflux ratio was controlled by the temperature of a cooler on the top of the column (-10 0 C). The reaction was carried out under the same operating conditions as described in Example 1, that is to say at 20 ° C. and 0.3 bar absolute.
Am unteren Drittel der Blasensäule wurden kontinuierlich die folgenden Komponenten zugeführt:At the lower third of the bubble column, the following components were continuously fed:
1) eine 9,84 Gew.-%ige wässrige Kaliumhydrogenmonopersulfat-Lösung mit einem Massenstrom von 94,8 g/h, entsprechend 0,0613 mol/h Hydrogenmonopersulfat, hergestellt aus dem Tripelsalz [2 KHSO5 KHSO4 K2SO5] und Wasser,1) a 9.84 wt .-% aqueous potassium hydrogen monopersulfate solution with a mass flow of 94.8 g / h, corresponding to 0.0613 mol / h of hydrogen monopersulfate, prepared from the triple salt [2 KHSO 5 KHSO 4 K 2 SO 5 ] and water,
2) 157,3 g/h einer 7,06 Gew.-%igen wässrigen Natriumhydrogencarbonat-Lösung,2) 157.3 g / h of a 7.06% by weight aqueous sodium bicarbonate solution,
3) 414,9 g/h einer 57 Gew.-%igen Aceton-Lösung in Wasser, enthaltend 400 ppm Do- decan sowie3) 414.9 g / h of a 57% strength by weight acetone solution in water containing 400 ppm of dodecane and
4) über eine Fritte 180 Nl/h Stickstoff. Aus der Blasensäule wurden kontinuierlich 152,0 g/h eine wasserreichen Flüssigkeit und eine dioxiran haltige Gasphase entnommen. Die Gasphase wurde über den gleichen, wie unter Beispiel 1 beschriebenen Kühler gefahren. Nach Teilkondensation im Kühler wurden 173,5 g/h einer Dimethyldioxiran enthaltende Lösung mit 0,72 Gew.-% Dimethyldioxiran (bestimmt durch lodometrische Tritration) und 0,6 Gew.-% Wasser (bestimmt durch Standard Karl-Fischer-Titration), sowie eine nicht kondensierbare Bestandteil enthaltende Gasphase erhalten.4) via a frit 180 Nl / h of nitrogen. 152.0 g / h of a water-rich liquid and a dioxirane-containing gas phase were continuously withdrawn from the bubble column. The gas phase was run over the same cooler as described in Example 1. After partial condensation in the condenser, 173.5 g / h of a dimethyldioxirane-containing solution containing 0.72% by weight of dimethyldioxirane (determined by iodometric titration) and 0.6% by weight of water (determined by standard Karl Fischer titration), and a non-condensable constituent-containing gas phase.
Die Dimethyldioxiran-Ausbeute betrugt 24 %, bezogen auf das eingesetzte Hydrogenmo- nopersulfat.The dimethyldioxirane yield was 24%, based on the hydrogen monopersulfate used.
Der Flüssigkeitsanteil in der Blasensäule wurde am Endes des Versuchs gemessen und betrug 64 Vol.-%; dies entspricht einer Verweilzeit der flüssigen Phase im Reaktor von ca. 46 min.The liquid fraction in the bubble column was measured at the end of the experiment and was 64% by volume; this corresponds to a residence time of the liquid phase in the reactor of about 46 min.
Der normierte Kondensatmassenfluss betrug ca. 2490 g Kondenat/mol aktiven Sauerstoff.The normalized condensate mass flow was about 2490 g condensate / mol active oxygen.
VergleichsbeispielComparative example
In einem semi batch-Verfahren wurden 635 g Wasser, 380 g Aceton und 145 g Natrium- hydrogencarbonat in einem 4I Vierhalskolben vorgelegt.In a semi-batch process, 635 g of water, 380 g of acetone and 145 g of sodium bicarbonate were placed in a 4L four-necked flask.
Das heterogene (flüssig/feste) Gemisch wurde auf 0 bis 5°C abgekühlt.The heterogeneous (liquid / solid) mixture was cooled to 0 to 5 ° C.
Bei dieser Temperatur wurde das Tripelsalz [2 KHSO5 KHSO4 K2SO5], 300 g, entsprechend ca. 0,976 mol Hydrogenmonopersulfat als Feststoff langsam und portionsweise über einen Feststoffdosierer zugegeben.At this temperature, the triple salt [2 KHSO 5 KHSO 4 K 2 SO 5 ], 300 g, corresponding to about 0.976 mol of hydrogen monopersulfate as a solid was added slowly and in portions over a solids feeder.
Das Gemisch wurde auf Raumtemperatur erwärmt und anschließend unter intensivem Rühren bei 100 mbar und 25°C eine Dimethyldioxiran enthaltende Lösung abdestilliert.The mixture was warmed to room temperature and then distilled off with vigorous stirring at 100 mbar and 25 ° C a dimethyldioxirane-containing solution.
Die Dimethyldioxiran-Lösung wurde mit Hilfe einer Reihe von auf -78°C abgekühlten Kühlfallen isoliert.The dimethyldioxirane solution was isolated by means of a series of cold traps cooled to -78 ° C.
Innerhalb von 80 min konnte nach Vereinigung der erhaltenen Faktionen 292,1 g Lösung isoliert werden. Die iodometrische Titration dieser Lösung ergab 0,93 Gew.-% Dimethyldioxiran bei entsprechend insgesamt 0,0367 mol Dimethyldioxiran. Dies entspricht einer Dimethyldioxiran-Ausbeute bezogen auf das eingesetzte Hydrogenmonopersulfat von ca. 3,8 %. Das Vergleichsbeispiel wurde analog zur Vorschrift von Adam in Chem. Ber. 1991, 124, 2377, durchgeführt. Der mittlere normierte Kondensatmassenfluss betrug 299 g Kondensat/mol aktiver Sauerstoff. Within 80 minutes, 292.1 g of solution could be isolated after combining the fractions obtained. The iodometric titration of this solution gave 0.93% by weight of dimethyldioxirane, corresponding to a total of 0.0367 mol of dimethyldioxirane. This corresponds to a dimethyldioxirane yield based on the hydrogen monopersulfate used of about 3.8%. The comparative example was prepared analogously to the instructions of Adam in Chem. Ber. 1991, 124, 2377. The mean normalized condensate mass flow was 299 g of condensate / mol of active oxygen.

Claims

Patentansprüche claims
1. Kontinuierliches Verfahren zur Herstellung eines Dioxirans in einem Reaktor (R) durch Oxidation eines Ketons (1) mit einer aktiven Sauerstoff enthaltenden Lösung (2) in Gegenwart einer Puffersubstanz (3) und Ausstrippen des erhaltenen Dioxirans mit einem Strippgas (4), wobei das Keton (1), die aktiven Sauerstoff enthaltende Lösung (2), die Puffersubstanz (3) sowie das Strippgas (4) kontinuierlich dem Reaktor (R) zugeführt werden und aus dem Reaktor (R) kontinuierlich ein Gasstrom (5), enthaltend das Dioxiran, sowie ein Flüssigkeitsstrom (6) abgezogen werden, dadurch gekennzeichnet, dass der Reaktor (1) mit einer Verweilzeit zwischen 1 min und 4 h und mit einem normierten Kondensatmassenfluss von mindestens 500 g/mol eingesetztem aktivem Sauerstoff betrieben wird.1. A continuous process for the preparation of a dioxirane in a reactor (R) by oxidation of a ketone (1) with an active oxygen-containing solution (2) in the presence of a buffer substance (3) and stripping the resulting dioxirane with a stripping gas (4), wherein the ketone (1), the active oxygen-containing solution (2), the buffer substance (3) and the stripping gas (4) are continuously fed to the reactor (R) and from the reactor (R) continuously a gas stream (5) containing the Dioxirane, as well as a liquid stream (6) are deducted, characterized in that the reactor (1) is operated with a residence time of between 1 min and 4 h and with a normalized condensate mass flow of at least 500 g / mol of active oxygen used.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der normierte Konden- satmassenfluss zwischen 1000 und 10000 g Kondensat pro Mol aktiver Sauerstoff, bevorzugt zwischen 2000 und 4000 g Kondensat pro Mol aktiver Sauerstoff, beträgt.2. The method according to claim 1, characterized in that the normalized condensate mass flow is between 1000 and 10,000 g of condensate per mole of active oxygen, preferably between 2000 and 4000 g of condensate per mole of active oxygen.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Keton (1)eine aliphatische, aromatische, araliphatische, cyclische oder acyclische Verbindung oder eine Mischung von aliphatischen, aromatischen, araliphatischen, cyclischen oder a- cyclischen Verbindungen mit mindestens einer Ketonfunktion ist.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the ketone (1) is an aliphatic, aromatic, araliphatic, cyclic or acyclic compound or a mixture of aliphatic, aromatic, araliphatic, cyclic or a-cyclic compounds having at least one ketone function ,
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Keton (1) eine Substanz oder eine Mischung von Substanzen mit einem Siedepunkt von unterhalb 1000C bei Normaldruck ist, insbesondere ausgewählt aus der nachfolgenden Aufzählung: Aceton, 1,1,1-Trifluoraceton, Butanon, Diethylketon, Cyclopentanon und Cyclo- hexanon.4. The method according to claim 3, characterized in that the ketone (1) is a substance or a mixture of substances having a boiling point of below 100 0 C at atmospheric pressure, in particular selected from the following list: acetone, 1,1,1- Trifluoroacetone, butanone, diethyl ketone, cyclopentanone and cyclohexanone.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Keton (1) Aceton ist.5. The method according to claim 4, characterized in that the ketone (1) is acetone.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die aktiven Sauerstoff enthaltende Lösung (2) eine wässrige oder organische Lösung, enthaltend eine Hydrogenmonopersulfat-Spezies oder einen Vorläufer hiervon, ist.6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the active oxygen-containing solution (2) is an aqueous or organic solution containing a hydrogen monopersulfate species or a precursor thereof.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydrogenmonopersulfat-Spezies eine oder mehrere Substanzen, ausgewählt aus der nachfolgenden Aufzählung ist: Lithium-, Natrium-, Kalium-, Rubidium-, Cäsium-, Tetraalkylammoni- umhydrogenmonopersulfat, bevorzugt Natriumhydrogenmonopersulfat und Kalium- hydrogenmonopersulfat. 7. The method according to claim 6, characterized in that the hydrogen monopersulfate species one or more substances selected from the following list: lithium, sodium, potassium, rubidium, cesium, Tetraalkylammoni- umhydrogenmonopersulfat, preferably sodium hydrogen monopersulfate and potassium - hydrogen monopersulfate.
8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Vorläufer für Hydro- genmonopersulfat-Spezies Verbindungen eingesetzt werden, die durch Reaktion von Peroxiden mit Schwefelsäure entstehen, insbesondere Carosche Säure und deren Salze, Peroxodischwefelsäure und deren Salze.8. The method according to claim 6, characterized in that as precursors for hydro gen-monopersulfate species compounds are used which are formed by reaction of peroxides with sulfuric acid, in particular Caro's acid and its salts, peroxodisulfuric acid and salts thereof.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Konzentration der hydrogenmonopersulfathaltigen Lösung an Hydrogenmonopersul- fat-Spezies > 10~5 mol/l, bevorzugt > 10~3 mol/l, weiter bevorzugt > 10~2 mol/l, gewählt wird.9. The method according to any one of claims 6 to 8, characterized in that the concentration of hydrogenmonopersulfathaltigen solution of hydrogen monopersulfate species> 10 ~ 5 mol / l, preferably> 10 ~ 3 mol / l, more preferably> 10 ~ 2 mol / l, is selected.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass als Puffersubstanz (3) eine basische Verbindung, besonders ein Hydroxid, Carbonat, Hydrogencarbonat, Phosphat oder Hydrogenphosphat eines Alkali- oder Erdalkalimetalls, oder Mischungen hiervon, besonders bevorzugt Natriumhydroxid, Natrium- hydrogencarbonat oder Kaliumhydrogencarbonat, eingesetzt wird.10. The method according to any one of claims 1 to 9, characterized in that as buffer substance (3) a basic compound, especially a hydroxide, carbonate, bicarbonate, phosphate or hydrogen phosphate of an alkali or alkaline earth metal, or mixtures thereof, more preferably sodium hydroxide, sodium - Hydrogen carbonate or potassium bicarbonate is used.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Puffersubstanz (3) in einer Konzentration und einem Massenfluss zugegeben wird, dergestalt, dass das Verhältnis Basenäquivalent zu aktivem Sauerstoff in der aktiven Sauerstoff enthal- tenden Lösung zwischen 0,25 und 5 mol/mol liegt, bevorzugt zwischen 1 und 3 mol/mol.11. The method according to claim 10, characterized in that the buffer substance (3) is added in a concentration and a mass flow, such that the ratio base equivalent to active oxygen in the active oxygen-containing solution between 0.25 and 5 mol / mol, preferably between 1 and 3 mol / mol.
12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzung und der Massenfluss der Puffersubstanz (3) pH-abhängig eingestellt werden, und zwar so, dass der pH-Wert in der flüssigen Phase im Reaktor (R) zwischen 4 und 12, bevorzugt zwischen 6 und 10, besonders bevorzugt zwischen 7 und 9, liegt.12. The method according to claim 10 or 11, characterized in that the composition and the mass flow of the buffer substance (3) are adjusted pH-dependent, in such a way that the pH in the liquid phase in the reactor (R) between 4 and 12, preferably between 6 and 10, more preferably between 7 and 9, is located.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Reaktor (R) bei einem Druck zwischen 0,1 mbar absolut und 5 bar absolut, bevorzugt zwischen 0,1 und 1,5 bar absolut, besonders bevorzugt zwischen 0,3 und 1 ,2 bar absolut und einer Temperatur zwischen -50 und +100°C, bevorzugt zwischen -10 und 700C, besonders bevorzugt zwischen 0 und 300C, betrieben wird.13. The method according to any one of claims 1 to 12, characterized in that the reactor (R) at a pressure between 0.1 mbar absolute and 5 bar absolute, preferably between 0.1 and 1.5 bar absolute, more preferably between 0 , 3 and 1, 2 bar absolute and a temperature between -50 and + 100 ° C, preferably between -10 and 70 0 C, more preferably between 0 and 30 0 C, is operated.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass als Strippgas (4) eine Komponente oder eine Mischung von Komponenten der Luft, insbesondere Stickstoff oder Stickstoff/Sauerstoff-Gemische, eingesetzt werden. 14. The method according to any one of claims 1 to 13, characterized in that as stripping gas (4) a component or a mixture of components of the air, in particular nitrogen or nitrogen / oxygen mixtures are used.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Reaktor (1) eine Blasensäule, eine Kolonne mit Packungen oder Böden, ein Dünnschicht- oder Fallfilmverdampfer, ein Rührkessel oder ein Schlaufenreaktor ist.15. The method according to any one of claims 1 to 14, characterized in that the reactor (1) is a bubble column, a column with packing or trays, a thin film or falling film evaporator, a stirred tank or a loop reactor.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die aus dem Reaktor (1) abgezogene Dioxiran enthaltende Gasphase (5) partiell kondensiert wird, wobei alle Komponenten mit einem Siedepunkt oberhalb minus 200C bei Normaldruck aus der Gasphase auskondensiert werden, unter Erhalt einer Dioxiran enthaltenden Lösung (15) und eines Abgases (11), das bevorzugt als Strippgas (4) recycliert wird.16. The method according to any one of claims 1 to 15, characterized in that from the reactor (1) withdrawn dioxirane-containing gas phase (5) is partially condensed, wherein all components condensed with a boiling point above minus 20 0 C at atmospheric pressure from the gas phase to obtain a dioxirane-containing solution (15) and an exhaust gas (11), which is preferably recycled as stripping gas (4).
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Teil des Strippgases (4), der recycliert wird, so gewählt wird, dass im Abgas (11) nach der partiellen Kondensation ein Sauerstoffanteil von < 12 Vol.-%, bevorzugt von < 9 Vol. -%, verbleibt.17. The method according to any one of claims 1 to 16, characterized in that the part of the stripping gas (4), which is recycled, is selected so that in the exhaust gas (11) after the partial condensation, an oxygen content of <12 vol .-% , preferably <9 vol.%, remains.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Oxidation des Ketons (1) mit der aktiven Sauerstoff enthaltenden Lösung (2) in Gegenwart eines Entschäumers, insbesondere eines längerkettigen n-Alkans, bevorzugt n-Dodecan, n-Tridecan, n-Tetradecan, oder eines Gemisches hiervon, eines längerkettigen Alkoholes oder Silikonöls, durchgeführt wird.18. The method according to any one of claims 1 to 16, characterized in that the oxidation of the ketone (1) with the active oxygen-containing solution (2) in the presence of a defoamer, in particular a longer-chain n-alkane, preferably n-dodecane, n- Tridecane, n-tetradecane, or a mixture thereof, a longer-chain alcohol or silicone oil.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Dioxiran enthaltende Gasstrom (5a) aus dem Reaktor (R) unmittelbar in eine Destilla- tionskolonne (D) eingeleitet wird, aus der ein Kopfstrom (7a), enthaltend das Wertprodukt Dioxiran abgezogen wird, der nach Teilkondensation der Komponenten mit einem Siedepunkt oberhalb von minus 20°C einen Flüssigkeitsstrom (8) ergibt, der weniger als 1 Gew.-% Wasser, bevorzugt weniger als 0,5 Gew.-% Wasser, besonders bevorzugt weniger als 0,01 Gew,-% Wasser, bezogen auf das Gesamtgewicht des Flüssigkeitsstromes, enthält.19. The method according to any one of claims 1 to 18, characterized in that the dioxirane-containing gas stream (5a) from the reactor (R) directly in a distillation column (D) is introduced, from which a top stream (7a) containing the Value product dioxirane is withdrawn, which after partial condensation of the components having a boiling point above minus 20 ° C results in a liquid stream (8) containing less than 1 wt .-% water, preferably less than 0.5 wt .-% water, particularly preferred contains less than 0.01% by weight of water, based on the total weight of the liquid stream.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Flüssigkeitsstrom (6) aus dem Reaktor (R) in eine Strippkolonne (D3), bevorzugt in deren oberen Bereich, eingeleitet wird, wobei die Strippkolonne (D3) mindestens 6, bevorzugt 5 bis 15 theoretische Trennstufen, aufweist und dass aus der Strippkolonne (D3) ein Sumpfstrom (15) abgetrennt wird, der weitgehend frei von Ausgangske- ton ist, und der ins Abwasser ausgeschleust wird und ein Kopfstrom (14), der bevorzugt unkondensiert in den Reaktor (R) zur Herstellung des Dioxirans recycliert wird. 20. The method according to any one of claims 1 to 19, characterized in that the liquid stream (6) from the reactor (R) in a stripping column (D3), preferably in the upper region, is introduced, wherein the stripping column (D3) at least 6th , preferably 5 to 15 theoretical plates, and that from the stripping column (D3), a bottom stream (15) is separated, which is largely free of Ausgangske- ton, and is discharged into the wastewater and a top stream (14), which preferably uncondensed is recycled to the reactor (R) to produce the dioxirane.
21. Verfahren nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Dioxiran enthaltende Kopfstrom (7a) bevorzugt zweistufig teilkondensiert wird, unter Erhalt einer flüssigen Lösung (8) des Dioxirans im Ausgangsketon und wobei die nicht kondensierbaren Anteile des Kopfstromes (7a) teilweise als Abgas (18) ausgeschleust und im Übrigen als Strom (9) in die Strippkolonne (D3) recycliert werden.21. The method according to claim 19 or 20, characterized in that the dioxirane-containing overhead stream (7a) is preferably partially condensed in two stages to give a liquid solution (8) of the dioxirane in the starting ketone and wherein the non-condensable portions of the top stream (7a) partially as Discharged exhaust gas (18) and recycled as stream (9) in the stripping column (D3) otherwise.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Dioxiran enthaltende Gasstrom (5a) aus dem Reaktor (R) zunächst bevorzugt zweistufig teil kondensiert wird, unter Erhalt einer flüssigen Lösung des Dioxirans im Aus- gangsketon, die einer Destillationskolonne (D) zugeführt wird, aus der ein Kopfstrom22. The method according to any one of claims 1 to 18, characterized in that the dioxirane-containing gas stream (5a) from the reactor (R) is first condensed preferably in two stages, to obtain a liquid solution of the dioxirane in the starting ketone, that of a distillation column (D) is supplied, from which a top stream
(7a) abgezogen wird, enthaltend das Wertprodukt Dioxiran und wobei durch Teilkondensation der Komponenten aus dem Kopfstrom mit einem Siedepunkt oberhalb von minus 20°C ein Flüssigkeitsstrom (8) mit einem Wassergehalt von < 1 Gew.-%, bevorzugt < 0,5 Gew.-%, besonders bevorzugt < 0,01 Gew.-%, bezogen auf das Ge- samtgewicht des Flüssigkeitsstromes, gewonnen wird.(7a) is withdrawn, containing the desired product dioxirane and wherein by partial condensation of the components from the overhead stream having a boiling point above minus 20 ° C, a liquid stream (8) having a water content of <1 wt .-%, preferably <0.5 wt .-%, particularly preferably <0.01 wt .-%, based on the total weight of the liquid stream is recovered.
23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Destillationskolonne (D) einen Abtriebsteil mit mindestens 3, bevorzugt 3 bis 10 theoretischen Trennstufen und einen Verstärkungsteil mit mindestens 10, bevorzugt 10 bis 25 theoretischen Trennstufen, aufweist.23. The method according to claim 22, characterized in that the distillation column (D) has a stripping section with at least 3, preferably 3 to 10 theoretical plates and a reinforcing section with at least 10, preferably 10 to 25 theoretical plates.
24. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Dioxiran enthaltende Gasstrom (7a) unmittelbar oder nach Teilkondensation einem Oxidationsreaktor (R2) zugeführt wird, in dem ein Substrat mit mindestens einer oxi- dierbaren funktionellen Gruppe durch das Dioxiran bevorzugt kontinuierlich oxidiert wird, wobei das Dioxiran zum Ausgangsketon reduziert wird, das vom oxidierten Substrat abgetrennt und in den Reaktor (R) recycliert wird. 24. The method according to any one of claims 19 to 23, characterized in that the dioxirane-containing gas stream (7a) is fed directly or after partial condensation of an oxidation reactor (R2) in which a substrate having at least one oxidizable dable functional group by the dioxirane preferred is continuously oxidized, wherein the dioxirane is reduced to the starting ketone, which is separated from the oxidized substrate and recycled to the reactor (R).
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