EP2061741A1 - Method for producing 1,2-propaniol - Google Patents

Method for producing 1,2-propaniol

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Publication number
EP2061741A1
EP2061741A1 EP07802687A EP07802687A EP2061741A1 EP 2061741 A1 EP2061741 A1 EP 2061741A1 EP 07802687 A EP07802687 A EP 07802687A EP 07802687 A EP07802687 A EP 07802687A EP 2061741 A1 EP2061741 A1 EP 2061741A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
propanediol
group
compound
glycerol
hydrogenation
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Withdrawn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
EP07802687A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Alfred Westfechtel
Norbert Klein
Elke Grundt
Teresa Alexandre
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.)
Emery Oleochemicals GmbH
Original Assignee
Cognis Oleochemicals GmbH
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
Priority claimed from EP06017124A external-priority patent/EP1889825A1/en
Priority claimed from DE102007027374A external-priority patent/DE102007027374A1/en
Application filed by Cognis Oleochemicals GmbH filed Critical Cognis Oleochemicals GmbH
Priority to EP07802687A priority Critical patent/EP2061741A1/en
Publication of EP2061741A1 publication Critical patent/EP2061741A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/04Oxygen-containing compounds
    • C08K5/05Alcohols; Metal alcoholates
    • C08K5/053Polyhydroxylic alcohols
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C29/00Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring
    • C07C29/60Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by elimination of -OH groups, e.g. by dehydration

Definitions

  • the invention relates to a process for the preparation of 1,2-propanediol. Also proposed is a process for preparing a compound comprising at least one ether group, at least one ester group, at least one amino group or at least one urethane group or at least two thereof, the compound obtainable by this process comprising at least one Ether group, at least one ester group, at least one amino group or at least one urethane group or at least two thereof, a process for preparing a process for preparing a composition, the composition obtainable by this process, the use of a hydrogenation process and the Use of a connection.
  • the glycerol which is abundantly available as an industrial raw material due to fats and oils, can serve as the basis for various syntheses. Mention should be made in this context, on the one hand dehydration (elimination of water) to acetol (see, for example, DE-A-41 28 692 / Henkel, Fleckenstein et al.) And on the other hand, the dehydration proceeds to 1,2-propanediol with elimination of water.
  • 1,2-Propanediol is an industrially interesting raw material. It is used in a variety of applications, namely in the food industry, as a solvent for dyes and flavors, as humectants for tobacco, in cosmetics, as a component of brake and hydraulic fluids, antifreezes, lubricants in refrigerators, as a solvent for greases , Oils, resins, waxes, dyes, etc. It also serves as a starting material for the manufacture of other products. By esterification and / or etherification, it is possible to obtain numerous products which can be used as solvents, for syntheses, as plasticizers, thickeners, emulsifiers and the like.
  • 1,2- Propanediol is usually produced industrially by hydration of propylene oxide.
  • DE-C-541 362 discloses the hydrogenation of polyoxy compounds.
  • liquid or solid polyoxy compounds in aqueous solution or suspension are treated with hydrogen in the presence of catalysts.
  • glycerin and a nickel catalyst are treated in a bomb at 200 to 240 0 C and a pressure of 100 atm with hydrogen.
  • it is a batch process, ie a discontinuous hydrogenation, wherein the catalyst is slurried in powder form in the liquid glycerol. From the statement that the calculated amount of hydrogen was taken up after 4 hours, it will be clear to the person skilled in the art that glycerol was evidently quantitatively reacted.
  • EP-AO 523 014 and EP-AO 523 015 (Novamont) address the problem of the lack of selectivity of glycerol hydrogenation to 1,2-propanediol in that they are based on ruthenium or zinc-copper based catalysts in very dilute aqueous medium deploy. Nevertheless, the selectivity leaves much to be desired. Namely, according to the examples of EP-A-0 523 015 (use of a zinc-copper catalyst) in the hydrogenation of glycerol in addition to propylene glycol, large amounts of ethylene glycol and also significant amounts of lactic acid are formed.
  • EP-A-0 523 014 use of a sulfide-modified ruthenium catalyst
  • ethylene glycol are formed in the hydrogenation of glycerol.
  • a dilution of the raw material to be used (glycerol) with water is technically unsatisfactory because this water must then be removed from the reaction mixture.
  • glycerol was substantially quantitatively reacted (glycerol content in the reaction mixture below 0.1%), only 3 of the total of 10 examples operated with a partial conversion of glycerol (Examples 1, 3 and 9). Although analytical data were given for all the reaction mixtures of the examples, the mixtures were not worked up.
  • DE-A-43 02 464 shows the basic suitability of copper-containing heterogeneous catalysts for the hydrogenation of glycerol to 1,2-propanediol. It does not include the teaching that a partial hydrogenation of glycerol followed by distillation to give a 1,2-propanediol with very particular intrinsic professional profile.
  • the glycerol hydrogenation is carried out such that on the one hand glycerol having a water content of up to 20% by weight and on the other hand special catalysts (containing 40-70%) Co, 10-20% Mn, 0-10% Mo and 0-10% Cu). Glycerol is completely converted. However, even with the specific catalyst disclosed here, the limits of selectivity are still encountered. This will become immediately clear to the person skilled in the art if he considers the two exemplary embodiments. In Example 1, the reaction mixture contains 95.8% 1,2-propanediol and 3.2% n-propanol, in Example 2 the reaction mixture contains 92% 1,2-propanediol and 4.3% n-propanol.
  • the object of the present invention was to provide a novel process for the preparation of 1,2-propanediol by hydrogenation of glycerol.
  • the 1,2-propanediol thus prepared should be distinguished by a high purity, in particular a purity of at least 98% and preferably of at least 99%.
  • 1,2-propanediol thus prepared should be of the highest possible quality, which means that it should in no case have an unpleasant and / or strong odor but at most a slight odor and should preferably be odorless.
  • the invention relates to a process for the preparation of 1,2-propanediol having a purity of at least 98%, wherein
  • glycerol in the presence of a heterogeneous copper-containing catalyst, in particular a heterogeneous copper-chromium -containing catalyst - continuously hydrogenated, glycerol being at most 95 wt .-%, preferably at most 90 wt .-%, even more preferably at most 85 wt .-%, more preferably at most 80 wt .-%, moreover even more preferred to at most 75% by weight, and most preferably to at most 70% by weight, and that in the first step, glycerol in the presence of a heterogeneous copper-containing catalyst, in particular a heterogeneous copper-chromium -containing catalyst - continuously hydrogenated, glycerol being at most 95 wt .-%, preferably at most 90 wt .-%, even more preferably at most 85 wt .-%, more preferably at most 80 wt .-%, moreover even more preferred to at most 75% by weight, and most preferably to at
  • the weight percentages used in the present invention are determined by gas chromatographic determinations by integrating the areas of the signals. For calibration and verification of the measurements, the weight percentages were confirmed by distillation and weighing of the individual components from a sample measured by gas chromatography.
  • a purity of at least 98% is understood to mean that after the process according to the invention has been carried out after passing through both steps (ie hydrogenation and distillation), a product is obtained whose content of 1,2-propanediol is at least 98%.
  • the purity is determined by gas chromatography (area percent).
  • the two steps of the process according to the invention are carried out in such a way that the purity of the target product 1,2-propanediol is at least 99%.
  • the overall process for the preparation of 1,2-propanediol according to the inventive method comprises two steps, namely • the hydrogenation of glycerol under the specified conditions and The distillation of the hydrogenation effluent obtained in the first step for the separation of water and the reduction of the by-products formed in the hydrogenation.
  • the following is informative: if one carries out the hydrogenation of glycerol in a quantitative manner, one obtains hydrogenation processes that almost stink. If subsequently such hydrogenation processes (ie, glycerine obtained with complete hydrogenation) are distilled, it is found that the fractions of 1,2-propanediol thus obtained still have an unpleasant odor. However, if the hydrogenation is carried out in accordance with the invention such that the glycerol used is only partially hydrogenated and then the hydrogenation processes thus obtained are distilled, fractions are obtained which have no or at least a significantly low unpleasant odor.
  • the first step of the process according to the invention is carried out in the presence of less than 20% by weight, more preferably less than 10% by weight, even more preferably less than 5% by weight, based on the amount by weight of used Glycerol, an organic solvent, wherein the implementation of the method in the complete absence of an organic solvent is most preferred.
  • the process according to the invention is carried out in the presence of a heterogeneous copper-containing catalyst. It is particularly preferred to use a heterogeneous copper-chromium-containing catalyst. It is particularly preferred to use a copper chromite catalyst containing preferably 30 to 40 wt .-% copper, 23 to 30 wt .-% chromium, based in each case on the oxidic catalyst composition, and, if desired, further transition metals in the form of their oxides. In one embodiment, such a copper chromite catalyst may contain from 1 to 7% by weight, in particular from 1.5 to 3% by weight, of barium, based on the oxidic catalyst mass.
  • the catalyst contains from 32 to 38% by weight of copper, based on the oxidic catalyst composition, of from 26 to 30% by weight of chromium, from 1.5 to 3% by weight of barium, from 0.5 to 2% by weight. Silicon and additionally 1 to 5, preferably 2 to 3 wt .-%, manganese, zirconium and / or cerium, based on the oxidic catalyst composition.
  • the catalyst is a copper chromite catalyst containing 35 to 55 wt%, preferably 40 to 50 wt% copper, 35 to 55 wt%, preferably 40 to 50 wt% chromium, in each case based on the oxidic catalyst mass, and optionally further Erdalkali- or transition metals, in particular barium and manganese, in the form of their oxides.
  • These catalysts and their production processes are described in detail in EP-AO 254 189.
  • a suitable catalyst mention may be made of a catalyst which contains about 47% by weight of CuO, 46% by weight of Cr 2 O 3 , 4% by weight of MnO 2 and 2% by weight of BaO.
  • This catalyst and its production process are also described in detail in EP 254 189 A2.
  • the disclosure contained therein, in particular with regard to the catalysts and the preferred manner of their preparation is hereby incorporated by reference, and the information given there should also be part of the present application.
  • the catalyst has a high surface area and porosity, so that a high activity and selectivity as well as a particularly long useful life for technical applications is achieved.
  • the catalyst used has a specific surface area in the range from 20 to 100 m 2 / g, preferably 70 to 80 m 2 / g.
  • the first step of the process according to the invention is preferably carried out by using hydrogen diluted or undiluted for hydrogenation, preferably at pressures in the range from 20 to 300 bar, in particular at 100 to 250 bar, and at temperatures in the range of 150 0 C to 280 0 C, in particular 180 to 220 0 C, works.
  • glycerol is passed in vapor or liquid form over a fixed catalyst bed.
  • a molar ratio of hydrogen to glycerol in the range of 2 to 500 is set, wherein excess hydrogen is optionally circulated.
  • the first step of the process according to the invention can be carried out in similar reactors used for the preparation of fatty alcohols by hydrogenation of fatty acid methyl ester or directly from triglycerides and are known and which are preferably fixed bed reactors.
  • the first step of the process according to the invention is preferably carried out in isothermally operated tubular reactors or tube bundle reactors. It is also conceivable to use reactors which have thermoplates as components. Both in the tube bundle reactors and in the reactors, which have thermoplates, the catalyst may be introduced in the form of a fixed catalyst bed or be applied as a coating on the inside of the tubes or thermoplates.
  • the reaction parameters temperature and pressure can be adapted to the respective catalyst activity.
  • the heat of reaction is largely dissipated via the reactor wall (in the case of use of tube bundle reactors via the walls of the reaction tubes used and in the case of use of reactors with thermoplates on the thermal sheets), so that a virtually isothermal driving is possible.
  • the reactor can optionally be cooled by using a suitable coolant, wherein with the use of tube bundle reactors this coolant flows along the reaction tube and when using reactors with thermoplates through the flow paths within the thermoplates .
  • coolant are for example water, dressingträ- gerlandaisen as ® Marlothem and salt melts.
  • the hydrogenation is carried out by passing liquid glycerol in trickle bed in cocurrent or countercurrent with hydrogen over a catalyst fixed bed.
  • the reaction tubes are used Glycerol is fed under a back-mixing at least partially inhibiting measures with an LHSV (Liquid Hourly Space Velocity) expressed in m 3 / h glycerol per m 3 catalyst volume) in a range of 0.1 to 5 h -1 more preferably in a range of 0.2 to 3 h "1 and beyond Favor in a range of 0.3 to 2 h" 1 through the catalyst bed in the reaction or to the pipes.
  • LHSV Liquid Hourly Space Velocity
  • measures are in principle all measures known to the person skilled in the art and suitable for this purpose, such as suitable tube cross sections or tube cross-sectional length ratios, which are usually selected as a function of the flow conditions usually prevailing during operation of the reactor.
  • the glycerol used for the hydrogenation may be hydrous.
  • the water content should be below 15% by weight, more preferably below 10% by weight and most preferably below 5% by weight, based in each case on the total weight of water and glycerol. This has procedural economic reasons, because in the course of hydrogenation water is formed anyway, which is removed in the second process step in the course of distillation.
  • the water content of the glycerol used is less than 2% by weight. It may also be desired anhydrous Use glycerol or a glycerol whose water content is only in the trace range.
  • the reaction mixture obtained in the first step is subjected to a distillation in a second step, in which preferably the 1,2-propanediol formed in the first step is obtained as distillate.
  • distillation as used herein is understood to mean its broadest meaning, comprising the evaporation of a liquid mixture, the subsequent condensation of the effluent vapor and the removal of the condensate (distillate).
  • This distillation can be a single-phase distillation (simple distillation) or a two-phase distillation (rectification), the latter usually being able to be carried out in countercurrent.
  • the single-phase or two-phase distillation can also be carried out batchwise, semicontinuously or continuously.
  • a once used still bottling feed whose composition continuously changes during distillation is separated into a distillate and a residue.
  • the residue increasingly depleted of 1,2-propanediol as the distillation progresses.
  • the distillate is successively removed in parts separated by boiling limits (so-called "fractional distillation"), so that the feed mixture is present at the end separated into a residue and several distillate fractions.
  • the bubbler feed is continuously supplemented with preheated, to be separated still.
  • the continuous procedure which succeeds with the counter or DC distillation, the to be separated, preheated liquid mixture is continuously introduced into the apparatus, wherein the mixture is decomposed into a head and a bottom product of substantially constant composition.
  • the formulation "in which preferably the 1,2-propanediol formed in the first step is obtained as distillate” comprises both processes in which the 1,2-propanediol is obtained as the top product of a distillation step (such as in a batchwise, fractional distillation ) as well as processes in which the 1,2-propanediol is withdrawn, for example, as a side draw (such as in a continuous rectification).
  • the 1,2-propanediol obtained in the process according to the invention may be subjected to further purification steps known to those skilled in the art in order to further increase the purity of the product.
  • a further purification process for example, the filtration or the extraction may be mentioned.
  • a portion of the hydrogenation effluent (that is, the reaction mixture obtained after passing through the first step of the process of the present invention) can be used as a diluent for the continuous hydrogenation in the first process step.
  • 25% of the hydrogenation process can be added to the raw material (glycerol) used in the first step of the process according to the invention in order to achieve a gentle reaction without temperature peaks on the hydrogenation catalyst in this way.
  • glycerol is preferably fed without backmixing with a defined residence time through the catalyst bed in the reaction tube (s).
  • the total yield of 1,2-propanediol from glycite can be reduced by recycling the glycerol from the bottom product or by directly recycling the bottom product itself into the first step of the process according to the invention - rin be further increased.
  • both a part of the hydrogenation processes, which were obtained in the first process step, as well as a part of the glycerol from the bottom product, which was retained in the second process step, are recycled to the first process step.
  • a contribution to achieving the abovementioned objects is also achieved by a process for preparing a compound comprising ether group, at least one ester group, at least one amino group or at least one urethane group or at least two thereof, preferably comprising at least one ester Group or function, including the process steps
  • the compound having at least one active hydrogen atom may be a compound having at least one hydroxyl group, so that after reaction of this compound with the 1,2-propanediol phase, a compound having at least one ether group is obtained.
  • a polyether compound can also be obtained.
  • the compound having at least one active hydrogen atom may also be a compound having at least one carboxylic acid group, so that after reaction of this compound with the 1,2-propanediol phase, a compound having at least one ester group is obtained.
  • an ester polyether compound can also be obtained.
  • the compound having at least one active hydrogen atom may also be a compound having at least one amino group, so that after reaction of this compound with the 1,2-propanediol phase, a compound having at least one amino group and at least one hydroxyl group is obtained.
  • an aminopolyether compound can also be obtained.
  • ether or polyether can likewise be obtained by reacting this compound with the 1,2-propanediol phase.
  • urethanes or polyurethanes can be obtained.
  • the use of a compound having at least one carboxylic acid group in process step b1) is particularly preferred.
  • the compound having at least one carboxylic acid group may be a monocarboxylic acid, a dicarboxylic acid or a tricarboxylic acid, mono- and dicarboxylic acids being particularly preferred and monocarboxylic acids, especially fatty acids, are most preferred.
  • the compound having at least one carboxylic acid has 5 to 30, more preferably 10 to 25, and most preferably 15 to 20 carbon atoms per molecule.
  • the compounds having at least one carboxylic acid group is a C 5 to C 30 monocarboxylic acid, moreover preferably a C 10 to C 25 monocarboxylic acid, and most preferably a C 15 to C 20 monocarboxylic acid in which the abovementioned monocarboxylic acids are saturated monocarboxylic acids, such as, for example, caproic acid, enanthic acid, caprylic acid, pelargonic acid, capric acid, lauric acid, myristic acid, fish oil, palmitic acid, margaric acid, stearic acid, arachidic acid, behenic acid, lignoceric acid or cerotic acid, monounsaturated monocarboxylic acids such as undecylenic acid, oleic acid, elaidic acid, vaccenic acid, icosenoic acid, cetoleic acid, erucic acid or neuronic acid, or polyunsaturated monocarboxylic acids, such as
  • this compound is a fatty acid ester, in particular a fatty acid monoester, a polyester or a polyester resin or a 1,2-propanediol-based alkyd resin
  • alkyd resins are synthetic, strongly hydrophobic polymers obtained by condensation of 1,2-propanediol with polybasic acids with the addition of organic oils or fatty acids (to modify the properties of the resin) and other polyhydric alcohols, in particular glycerol or pentaerythritol. to be obtained.
  • the compound having at least one carboxylic acid group is a dibasic acid which is preferably selected from the group consisting of phthalic anhydride, isophthalic acid, terephthalic acid, tetrahydrophthalic anhydride, hexahydrophthalic anhydride, naphthalenedicarboxylic acid, 4,4 'Biphenyldicarboxylic acid, diphenylmethane-4,4'-dicarboxylic acid acid, succinic acid, fumaric acid, adipic acid, sebacic acid, azelaic acid and maleic anhydride, with adipic acid, azelaic acid and terephthalic acid being particularly preferred and terephthalic acid being most preferred.
  • a dibasic acid which is preferably selected from the group consisting of phthalic anhydride, isophthalic acid, terephthalic acid, tetrahydrophthalic anhydride, hexahydrophthalic anhydride, n
  • oils or oil derivatives of vegetable and animal origin are suitable in each case individually or as a mixture.
  • oils and oil derivatives of animal origin tallow as well as from tallow, in particular by fractionation, oil acids to be mentioned.
  • organic oil or fatty acids are particularly tallow, canola oil, rapeseed oil, sunflower oil, palm oil, which may optionally be present in cured or cured version, rapeseed oil, soybean oil, safflower oil, linseed oil, tall oil, coconut oil, palm kernel oil, castor oil, dehydrated castor oil, fish oil and Tungöl into consideration.
  • dry oils or semi-dry oils having iodine numbers of at least 100 are preferred, among others, soybean oil and tall oil are advantageous.
  • Suitable fatty acids which are used both to prepare the alkyd resins and to prepare the fatty acid esters are in particular those of soybean oil, thistle oil, linseed oil, tall oil, coconut oil, palm kernel oil, castor oil, dehydrated castor oil, fish oil and tung oil.
  • these fatty acids those of drying oils or semi-drying oils having iodine numbers of at least 100, including those of soybean oil and tall oil, are preferable.
  • alkyd resins can be found, for example, in WO-A-01/62823, the disclosure content of which with respect to the preparation of alkyd resins is hereby introduced as a reference and which forms part of the disclosure of the present invention.
  • a contribution to the solution of the abovementioned objects is also provided by a compound comprising at least one ester function obtained by the process described above.
  • a further contribution to the solution of the abovementioned objects is afforded by a method for producing a compound comprising at least one ether function, comprising the method steps
  • the compound containing at least one ether function is preferably a polyether, more preferably a polytheric polyalcohol.
  • the preparation of polyethers and polyether polyalcohols is known from the prior art, for example from DE 197 26 508 A1.
  • a contribution to the solution of the abovementioned objects is also provided by a method for producing a hydraulic fluid comprising at least one mineral oil component and 1,2-propanediol, comprising the method steps:
  • Hydraulic fluids which are preferred according to the invention are hydraulic oils which fulfill the requirements of ISO 6743/4 and are designated by the designations HL, HM, HV or, in Germany, by the designations HL, HLP, HVLP according to DIN 51524.
  • the hydraulic fluids may in particular be water-in-oil or oil-in-water emulsions which If necessary, other additives such as corrosion inhibitors, agents for improving the aging resistance, to reduce the Fressverschl foundedes mixed friction region and to improve the viscosity-temperature behavior may contain.
  • a further contribution to the solution of the abovementioned objects is provided by a process for the production of a cosmetic product comprising at least one skin and / or hair care product and 1,2-propanediol, comprising the process steps:
  • the cosmetic product is preferably a skin cream, a lotion, a hair care product, a shampoo or a sunscreen. Furthermore, it is preferred according to the invention that the cosmetic product in addition to the 1,2-propanediol and the skin or hair care contains other additives that are commonly used for the production of cosmetic products, such as preservatives, perfumes, emulsifiers, other solvents, such as water and / or ethanol, antioxidants, oils, fats and the like.
  • a further contribution to the solution of the abovementioned objects is provided by a method for producing a feed comprising at least one nutrient and 1,2-propanediol, comprising the method steps:
  • the foodstuff may be a starch-containing foodstuff such as high-starch grains, seeds, tubers, cereals, potato, cassava or millet, for example, an oily food made from, for example, rapeseed, soy, sunflower, linseed , Peanut and the like, or a green feed mainly based on carbohydrates.
  • a starch-containing foodstuff such as high-starch grains, seeds, tubers, cereals, potato, cassava or millet, for example, an oily food made from, for example, rapeseed, soy, sunflower, linseed , Peanut and the like, or a green feed mainly based on carbohydrates.
  • the colorant is preferably a printing ink, this colorant, in addition to the pigment or the dye and the 1,2-propanediol, further additives known to the person skilled in the art, such as further solvents, binders, fillers and special additives, such as thixotropic agents , may contain.
  • a further contribution to the solution of the abovementioned objects is made by a process for producing a detergent comprising at least one surfactant and 1,2-propanediol, comprising the process steps:
  • liquid heavy-duty detergents are preferred as detergents which, in addition to the 1,2-propanediol and the at least one surfactant, are preferably further additives, such as water softeners, for example zeolite A and also phyllosilicates, wash alkalis, enzymes, for example amylases, lipases, proteases or cellulases, Dirt carriers, such as carboxymethyl cellulose coated cotton fibers, core soaps, defoamers, such as silicones, fragrances, stabilizers and preservatives may contain.
  • a process for the preparation of an emulsion in which an aqueous phase and an organic phase in the presence of a compound according to the invention have at least one ester group, preferably in the presence of a monofatty acid ester according to the invention, with formation of an emulsion contributes to the solution of the abovementioned objects be brought into contact with each other.
  • organic phases are particularly preferably based on synthetic, vegetable or animal oils.
  • oils here come, for example liquid at room temperature fatty acid triglycerides, especially vegetable oils such as rapeseed oil, sunflower oil, thistle oil, olive oil, linseed oil, pumpkin seed oil, hemp oil or mustard oil, or animal oils such as tallow, fish oil or claw oil. are used less frequently as food. However, they are used in the chemical industry (eg lubricating oils, soap) or in mechanical engineering (lubricants).
  • Suitable synthetic oils are, for example, silicone oils.
  • Hydrocarbon-based organic phases may also be included in the emulsions. Here in particular paraffins come into consideration.
  • the emulsion according to the invention may be a water-in-oil or an oil-in-water emulsion.
  • the amount of the compound according to the invention having at least one ester group, preferably the amount of a monofatty acid ester according to the invention, in the emulsion according to the invention is preferably in a range from 50 to 0.1% by weight, more preferably in a range from 20 to
  • aqueous phase and organic phase can vary widely and is particularly dependent on whether a water-in-oil or a
  • Oil-in-water emulsion should be obtained.
  • the preparation of the emulsion according to the invention is preferably carried out by the methods known in the art for the preparation of emulsions.
  • the individual components of the emulsion according to the invention are combined and converted into an emulsion by means of a suitable homogenizer, for example by means of a rapid stirrer, a high-pressure homogenizer, a shaker, a vibration mixer, an ultrasonic generator, an emulsifying centrifuge, a colloid mill or an atomizer.
  • the invention in another embodiment, relates to a cosmetic composition
  • a cosmetic composition comprising an emulsion according to the invention.
  • Cosmetic composition according to the invention an emulsion being prepared by a process according to the invention and having at least one cosmetic composition component is brought into contact.
  • Suitable cosmetic components are all those skilled in the art for various cosmetic products such as ointments, pases, creams, lotions, powders, waxes or gels and shampoos, soaps, scrubs, sunscreen or make-up known ingredients.
  • one or more of these emulsions will be present in amounts ranging from 0.01% to 15% by weight, preferably in the range of from 0.1% to 15% by weight, and most preferably in the range of 0.15 to 5 wt .-%, each based on the cosmetic composition used.
  • the invention relates to a plastic composition
  • a plastic composition comprising at least one plastic and a compound comprising at least one ether group according to the invention, at least one ester group according to the invention, at least one amino group according to the invention or at least one urethane group according to the invention, preferably including at least one ester group according to the invention.
  • one or more of these compounds will be present in amounts ranging from 0.01% to 15% by weight, preferably in the range of from 0.1% to 15% by weight, and more preferably in the range of from 0.15 to 5 Wt .-%, each based on the plastic, used.
  • a contribution to the present invention is also made by a process for producing a plastic composition, wherein a compound comprising at least one ether group according to the invention, at least one ester group according to the invention, at least one amino group according to the invention or at least one urethane group according to the invention, preferably comprising at least one Inventive ester group, which is prepared in each case by a process according to the invention and brought into contact with at least one plastic.
  • plastics which are familiar to the person skilled in the art may be considered as plastics, thermoplastics being preferred whose workability, in particular their demoldability and wall adhesion, can be improved (Gumbleter / Müller, Kunststoff-Additive, Carl Hanser Verlag 1989).
  • polyesters and polyolefins are PET, PBT, PLA or PHB.
  • Preferred polyolefins are PE, PP, PVC, SAN, with PVC being particularly preferred.
  • the invention in another embodiment, relates to a drilling composition
  • a drilling composition comprising at least one liquid rinsing component and a compound comprising at least one ether group obtainable according to the invention, at least one ester group obtainable according to the invention, at least one amino group obtainable according to the invention or at least one urethane available according to the invention.
  • one or more of these compounds will be present in amounts ranging from 0.01% to 15% by weight, preferably in the range of from 0.1% to 15% by weight, and more preferably in the range of from 0.15 to 5 % By weight, based in each case on the flushing component.
  • a further embodiment of the present invention relates to a method for producing a drilling composition, wherein a compound comprising at least one ether group, at least one ester group, at least one amino group or at least one urethane group, preferably containing at least one ester group, or else at least two thereof are prepared by a process according to the invention and are brought into contact with at least one liquid rinsing component.
  • Liquid flushing systems for drilling rock drilled holes while applying the detached drill cuttings are known to be limited to thickened, flowable systems which can be assigned to one of the following three classes: Purely aqueous drilling fluids, oil drilling fluids commonly used as invert emulsion slurries, and water based O / W emulsions containing a heterogeneous finely dispersed oil phase in the closed aqueous phase.
  • Closed-oil drilling fluids are generally constructed as a three-phase or multi-phase system: oil, water and finely divided solids.
  • the aqueous phase is distributed heterogeneously finely dispersed in the closed oil phase.
  • a plurality of additives are provided, in particular emulsifiers, fluid loss additives, alkali reserves, viscosity regulators and the like.
  • Drilling fluids based on water-based O / W emulsion systems occupy an intermediate position in their performance properties between the purely aqueous systems and the oil-based invert fluids.
  • Detailed factual information can be found here in the relevant specialist literature, reference is made, for example, to the specialist book George R. Gray and HCH Darley, "Composition in Properties of Oil Well Drilling Fluids", 4th edition, 1980/81, Guild Publishing Company , Houston and the extensive technical and patent literature cited therein, and the handbook "Applied Drilling Engineering", Adam T. Bourgoyne, Jr. et al., First Printing Society of Petroleum Engineers, Richardson, Texas (USA).
  • the use of the hydrogenation processes obtained in the first step of the process according to the invention and / or the 1,2-propanediol obtained after passing through both steps of the process according to the invention also contributes to the solution of the abovementioned processes as a refrigerant, for producing a compound comprising at least one Ester function, preferably for Preparation of a polyester or of an alkyd resin, for producing a compound comprising at least one ether function, preferably for producing a polyether, as heat transfer medium, as hydraulic fluid or as component for a hydraulic fluid, for lowering the freezing point of aqueous phases, as solvent or plasticizer Coloring agents, in particular in printing inks, as a solvent or as an excipient in preferably liquid detergents, as an additive in feeds, as humectants in food and tobacco products, as a formulation component in cosmetic products, as an additive or base or both in pumping agents or lubricants or both, especially in the Exploration of oil deposits, or as a formulation component of corrosion inhibitors.
  • the use of the compound obtained by the erfmdungswashe method for producing a compound containing at least one ester function containing at least one ester function contributes to solve the problems mentioned above.
  • the present invention relates to a process for the preparation of a compound comprising at least one ether group, at least one ester group, at least one amino group or at least one urethane group or at least two thereof, including the process steps,
  • the present invention relates to a process for preparing a compound comprising at least one ether group, at least one ester group, at least one amino group or at least one urethane group or at least two thereof, comprising the process steps al) and bl), wherein the method comprises the further step of contacting the compound comprising at least one ether group, at least one ester group, at least one amino group or at least one urethane group, preferably containing at least one ester group, with at least one plastic to form a Kunsstoffzusammena.
  • the present invention relates to a process for preparing a compound comprising at least one ether group, at least one ester group, at least one amino group or at least one urethane group or at least two thereof, comprising the process steps al) and bl), wherein the method comprises the further step of contacting the compound comprising at least one ether group, at least one ester group, at least one amino group or at least one urethane group, preferably containing at least one ester group with at least one liquid rinse component to form a drilling composition.
  • the invention also relates to an emulsion obtainable by the process described above, a cosmetic composition obtainable by the process described above, a Kunsstoffzusammen arrangement available by the method described above and a drilling composition obtainable by the method described above.
  • the present invention also relates to a process for the preparation of a composition comprising the process steps:
  • B1 contacting the 1,2-propanediol with the at least one component selected from the group consisting of a mineral oil component, a skin and / or hair care agent, a nutrient, a pigment, a dye or a surfactant.
  • the composition is a hydraulic fluid containing at least one mineral oil component and 1,2-propanediol, wherein in process step B2) the 1,2-propanediol is brought into contact with at least one mineral oil component.
  • the composition is a cosmetic product comprising at least one skin and / or hair care product and 1,2-propanediol, wherein in process step B2) the 1,2-propanediol with at least one skin and / or hair care product is brought into contact.
  • the composition is a feed comprising at least one nutrient and 1,2-propanediol, wherein in process step B2) the 1,2-propanediol is brought into contact with at least one nutrient.
  • the composition is a pigment or dye and 1,2-propanediol, and in process step B2) the 1,2-propanediol is brought into contact with at least one pigment or dye.
  • the composition is a detergent comprising at least one surfactant and 1,2-propanediol, wherein in process step B2) the 1,2-propanediol is brought into contact with at least one surfactant.
  • the invention also relates to the composition obtainable by the methods described above.
  • the hydrogenation effluent was analyzed by GC, but not completely, but only in terms of its content of glycerol, 1,2-propanediol and ethylene glycol. Result: 34.2% glycerol, 65.3% 1,2-propanediol, 0.5% ethylene glycol. By-products could only be observed as small impurities in the GC.
  • the hydrogenation effluent had a faint odor and was almost clear.
  • the hydrogenation effluent was distilled in the laboratory: fractionation with attached 20 cm Vigreux column, distillation at atmospheric pressure, amount used: 1000 g.
  • fraction IV 505.4g colorless, clear liquid. This fraction is the target product.
  • Example 1 was repeated but glycerol was hydrogenated almost completely (and not partially as in Example 1). This was done by raising the temperature to 230 0 C and reducing the throughput to 441 g / h. To monitor the degree of conversion of glycerol, the hydrogenation sequence was analyzed, but not completely, but only with respect to its content of glycerol, 1, 2-propanediol and ethylene glycol. Result: 0.5% glycerol, 98.7% 1,2-propanediol, 0.8% ethylene glycol. The hydrogenation effluent had an extremely strong odor and was cloudy. Several small peaks could be detected in the GC, but these could not be qualified.
  • Example 1 was repeated except that the glycerol used in a ratio of 4: 1 was mixed with the hydrogenation procedure obtained in Example 1 (4 parts by weight of pure glycerol and 1 part by weight of the hydrogenation procedure from Example 1).
  • the hydrogenation sequence was analyzed, but not completely, but only with respect to its content of glycerol, 1,2-propanediol and ethylene glycol. Result: 13.8% glycerol, 85.6% 1,2-propanediol, 0.6% ethylene glycol.
  • the hydrogenation effluent had a faint odor and was almost clear.
  • the hydrogenation effluent was distilled in the laboratory: fractionation with attached 20 cm Vigreux column, distillation at atmospheric pressure, amount used: 1000 g.
  • fraction IV (630.7 g colorless, clear liquid, odorless) is the decisive fraction. This is the target product product. In this fraction could be identified by gas chromatography no further by-products.
  • Example 1 was repeated but glycerol was fully hydrogenated (and not partially as in Example 1). This was done on the one hand by increasing the temperature to 250 0 C, using a copper silicate (Cu-SiO 2 / Kata Leuna) and choice of a throughput of 441 g / h.
  • a copper silicate Cu-SiO 2 / Kata Leuna
  • the hydrogenation effluent (yellow, floating droplets, very unpleasant odor) was distilled: fractionation with attached column as in Table 1, distillation at atmospheric pressure, amount used: 1000 g.

Abstract

The invention relates to a method for producing 1,2-propandion with a purity of at least 98%, wherein as a first step, glycerin in the presence of a heterogeneous copper containing catalyst, particularly a heterogeneous copper-chrome containing catalyst, is continually hydrogenated, wherein the glycerin reacts to 95% at the most, the reactive mixture obtained in the first step is subjected to a distillation. The invention further relates to a method for producing a compound containing at least one ether group, at least one ester group, at least one amino group or at least one urethane group or at least two thereof, the obtained compound by this method containing at least one ether group, at least one ester group, at least one amino group or at least one urethane group or at least two thereof, a method for producing a compound, the compound obtainable by this method, the use of a hydrogenation process and the use of a compound.

Description

Verfahren zur Herstellung von 1,2-Propandiol Process for the preparation of 1,2-propanediol
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von 1,2-Propandiol. Vorge- schlagen wird auch ein Verfahren zur Herstellung einer Verbindung beinhaltend mindestens eine Ether-Gruppe, mindestens eine Ester-Gruppe, mindestens eine Amino-Gruppe oder mindestens eine Urethan-Gruppe oder mindestens zwei davon,, die durch dieses Verfahren erhältliche Verbindung beinhaltend mindestens eine Ether-Gruppe, mindestens eine Ester-Gruppe, mindestens eine Amino- Gruppe oder mindestens eine Urethan-Gruppe oder mindestens zwei davon, ein Verfahren zur Herstellung einer Verfahren zur Herstellung einer Zusammensetzung, die durch dieses Verfahren erhältliche Zusammensetzung, die Verwendung eines Hydrierablaufs sowie die Verwendung einer Verbindung.The invention relates to a process for the preparation of 1,2-propanediol. Also proposed is a process for preparing a compound comprising at least one ether group, at least one ester group, at least one amino group or at least one urethane group or at least two thereof, the compound obtainable by this process comprising at least one Ether group, at least one ester group, at least one amino group or at least one urethane group or at least two thereof, a process for preparing a process for preparing a composition, the composition obtainable by this process, the use of a hydrogenation process and the Use of a connection.
Das durch Spaltung von Fetten und Ölen reichlich als industrieller Rohstoff zur Verfügung stehende Glycerin kann als Basis für verschiedene Synthesen dienen. Erwähnt seien in diesem Zusammenhang einerseits die Dehydratisierung (Wasserabspaltung) zu Acetol (vergleiche zum Beispiel DE-A-41 28 692 / Henkel; Fleckenstein et al.) und andererseits die unter Wasserabspaltung verlaufende Hyd- rierung zu 1,2-Propandiol.The glycerol, which is abundantly available as an industrial raw material due to fats and oils, can serve as the basis for various syntheses. Mention should be made in this context, on the one hand dehydration (elimination of water) to acetol (see, for example, DE-A-41 28 692 / Henkel, Fleckenstein et al.) And on the other hand, the dehydration proceeds to 1,2-propanediol with elimination of water.
1,2-Propandiol ist ein industriell interessanter Rohstoff. Es wird in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, nämlich in der Nahrungsmittelindustrie, als Lösungsmittel für Farbstoffe und Aromen, als Feuchthaltemittel für Tabak, in Kos- metika, als Bestandteil von Brems- und hydraulischen Flüssigkeiten, Frostschutzmitteln, Schmiermitteln in Kältemaschinen, als Lösungsmittel für Fette, Öle, Harze, Wachse, Farbstoffe usw. Es dient auch als Ausgangsprodukt zur Herstellung anderer Produkte. Durch Veresterung, und/oder Veretherung lassen sich zahlreiche, als Lösungsmittel, zu Synthesen, als Weichmacher, Verdickungsmit- tel, Emulgatoren usw. verwendbare Produkte gewinnen. In der Mehrzahl der genannten Anwendungen spielt die Reinheit des 1,2-Propandiols eine Rolle. 1,2- Propandiol wird üblicherweise durch Hydratisierung von Propylenoxid industriell hergestellt. Die oben erwähnte Herstellung von 1,2-Propandiol durch Hydrierung von Glycerin ist zwar mehrfach beschrieben worden, hat sich jedoch in der industriellen Praxis bislang nicht durchsetzen können.1,2-Propanediol is an industrially interesting raw material. It is used in a variety of applications, namely in the food industry, as a solvent for dyes and flavors, as humectants for tobacco, in cosmetics, as a component of brake and hydraulic fluids, antifreezes, lubricants in refrigerators, as a solvent for greases , Oils, resins, waxes, dyes, etc. It also serves as a starting material for the manufacture of other products. By esterification and / or etherification, it is possible to obtain numerous products which can be used as solvents, for syntheses, as plasticizers, thickeners, emulsifiers and the like. In the majority of the applications mentioned, the purity of the 1,2-propanediol plays a role. 1,2- Propanediol is usually produced industrially by hydration of propylene oxide. Although the abovementioned production of 1,2-propanediol by hydrogenation of glycerol has been described several times, it has not yet been able to establish itself in industrial practice.
Das älteste der Anmelderin bekannte Patentdokument, das die Hydrierung von Glycerin zu 1,2-Propandiol beschreibt ist das deutsche Patent DE-C-524 101 von I. G. Farben. Gemäß Beispiel 1 dieser Schrift wird ein Wasserstoffstrom, der 1 bis 1,5 Vol.-% Glycerin enthält, bei 200 bis 210 0C über einen Katalysator geleitet, der auf Glasperlen aufgebracht ist. Dabei wird eine Flüssigkeit erhalten, die nach Entfernung des bei der Hydrierung gebildeten Wassers fraktioniert destilliert wird. Die Umsetzung des Glycerins war nahezu vollkommen. Bei der Destillation wurde ein Gemisch von 1,2-Propandiol und Propylalkohol erhalten. Die Ausbeute an 1,2-Propandiol wurde mit 70% angegeben.The oldest patent document known to the Applicant, which describes the hydrogenation of glycerol to 1,2-propanediol, is German Patent DE-C-524 101 to IG Farben. According to Example 1 of this document, a hydrogen stream containing 1 to 1.5 vol .-% glycerol, passed at 200 to 210 0 C over a catalyst which is applied to glass beads. In this case, a liquid is obtained, which is fractionally distilled after removal of the water formed in the hydrogenation. The reaction of glycerol was almost complete. In the distillation, a mixture of 1,2-propanediol and propyl alcohol was obtained. The yield of 1,2-propanediol was reported as 70%.
DE-C-541 362 offenbart die Hydrierung von Polyoxyverbindungen. Dabei werden flüssige oder feste Polyoxyverbindungen in wässriger Lösung oder Suspension mit Wasserstoff in Gegenwart von Katalysatoren behandelt. In Beispiel 1 werden Glycerin und ein Nickel-Katalysator in einer Bombe bei 200 bis 240 0C und einem Druck von 100 atm mit Wasserstoff behandelt. Mithin handelt es sich um ein Batch- Verfahren, also eine diskontinuierliche Hydrierung, wobei der Katalysator in Pulverform im flüssigen Glycerin aufgeschlämmt ist. Aus der Angabe, dass nach 4 Stunden die errechnete Menge an Wasserstoff aufgenommen wurde, wird für den Fachmann deutlich, dass Glycerin offensichtlich quantitativ umge- setzt wurde.DE-C-541 362 discloses the hydrogenation of polyoxy compounds. In this case, liquid or solid polyoxy compounds in aqueous solution or suspension are treated with hydrogen in the presence of catalysts. In Example 1, glycerin and a nickel catalyst are treated in a bomb at 200 to 240 0 C and a pressure of 100 atm with hydrogen. Thus, it is a batch process, ie a discontinuous hydrogenation, wherein the catalyst is slurried in powder form in the liquid glycerol. From the statement that the calculated amount of hydrogen was taken up after 4 hours, it will be clear to the person skilled in the art that glycerol was evidently quantitatively reacted.
Lange Zeit lag das Thema der Glycerinhydrierung zu 1,2-Propandiol offenbar brach. Erst etwa 50 Jahre später wurde es wieder aufgegriffen:For a long time, the subject of glycerol hydrogenation to 1,2-propanediol was apparently broke. Only about 50 years later, it was taken up again:
Montassier et al. berichten in Heterogeneous Catalysis and Fine Chemicals (1988, Elsevier, Amsterdam, Seiten 165-170), dass die Hydrierung von Glycerin in Ge- genwart von Ru-, Ni-, Rh- bzw. Ir-basierten Katalysatoren zu Kohlenwasserstoffen, insbesondere Methan, führt. Mit Raney-Kupfer als Katalysator wird dagegen eine Mischung von 1,2-Propandiol, Ethylenglykol und Kohlendioxid erhalten.Montassier et al. report in Heterogeneous Catalysis and Fine Chemicals (1988, Elsevier, Amsterdam, pages 165-170) that the hydrogenation of glycerol in present of Ru, Ni, Rh or Ir-based catalysts to hydrocarbons, especially methane leads. With Raney copper as catalyst, however, a mixture of 1,2-propanediol, ethylene glycol and carbon dioxide is obtained.
EP-A-O 523 014 und EP-A-O 523 015 (Novamont) gehen das Problem der mangelnden Selektitivät der Glycerinhydrierung zu 1,2-Propandiol dadurch an, dass sie spezielle Katalysatoren auf Ruthenium- bzw. Zink-Kupfer-Basis in sehr verdünntem wässrigem Milieu einsetzen. Gleichwohl lässt die Selektivität sehr zu wünschen übrig. Gemäß den Beispielen der EP-A-O 523 015 (Einsatz eines Zink- Kupfer-Katalysators) werden nämlich bei der Hydrierung von Glycerin neben Propylenglykol große Mengen an Ethylenglykol und außerdem erhebliche Mengen an Milchsäure gebildet. Gemäß den Beispielen der EP-A-O 523 014 (Einsatz eines Sulfid-modifizierten Ruthenium-Katalysators) werden bei der Hydrierung von Glycerin neben Propylenglykol sehr große Mengen an Ethylenglykol gebil- det. Außerdem ist eine Verdünnung des einzusetzenden Rohstoffes (Glycerin) mit Wasser technisch unbefriedigend, weil dieses Wasser anschließend aus dem Reaktionsgemisch entfernt werden muss.EP-AO 523 014 and EP-AO 523 015 (Novamont) address the problem of the lack of selectivity of glycerol hydrogenation to 1,2-propanediol in that they are based on ruthenium or zinc-copper based catalysts in very dilute aqueous medium deploy. Nevertheless, the selectivity leaves much to be desired. Namely, according to the examples of EP-A-0 523 015 (use of a zinc-copper catalyst) in the hydrogenation of glycerol in addition to propylene glycol, large amounts of ethylene glycol and also significant amounts of lactic acid are formed. According to the examples of EP-A-0 523 014 (use of a sulfide-modified ruthenium catalyst), in addition to propylene glycol, very large amounts of ethylene glycol are formed in the hydrogenation of glycerol. In addition, a dilution of the raw material to be used (glycerol) with water is technically unsatisfactory because this water must then be removed from the reaction mixture.
DE-A-43 02 464 von 1993 (Henkel; Fleckenstein et al.) beschreibt die kontinuier- liehe Hydrierung von Glycerin in Gegenwart eines speziellen heterogenen Katalysators. Vorzugsweise kommt dabei ein kupferhaltiger Katalysator zum Einsatz, insbesondere Kupferchromit. Gemäß den Ausführungsbeispielen wurde Glycerin im wesentlichen quantitativ umgesetzt (Glycerinanteil in der Reaktionsmischung unterhalb von 0,1%), lediglich 3 der insgesamt 10 Beispiele arbeiteten mit einem Teilumsatz von Glycerin (Beispiele 1, 3 und 9). Für sämtliche Reaktionsmischungen der Beispiele wurden zwar analytische Daten angegeben, die Gemische wurden jedoch nicht aufgearbeitet. Mithin ist die technische Lehre der DE-A- 43 02 464 darin zu sehen, dass sie die prinzipielle Eignung von Kupfer-haltigen heterogenen Katalysatoren zur Hydrierung von Glycerin zu 1,2-Propandiol auf- zeigt. Sie schließt nicht die Lehre ein, dass eine Teilhydrierung von Glycerin gefolgt von einer Destillation zu einem 1,2-Propandiol mit ganz speziellem Eigen- schafts-Profϊl führt. Die Schrift vermerkt auf Seite 3, Zeilen 16/17 lediglich, dass zur Aufarbeitung des bei der Hydrierung erhaltenen Reaktionsgemisches Wasser abgezogen werde; die rein optionale Möglichkeit „weiterer Aufarbeitungsschritte" wird nur am Rande erwähnt ohne dass in irgendeiner Weise darauf eingegangen wird, wie eine solche Aufarbeitung auszusehen hätte und ob es Aufarbeitungsschritte gibt, die von besonderer Relevanz wären.DE-A-43 02 464 of 1993 (Henkel, Fleckenstein et al.) Describes the continuous hydrogenation of glycerol in the presence of a specific heterogeneous catalyst. Preferably, a copper-containing catalyst is used, in particular copper chromite. According to the embodiments, glycerol was substantially quantitatively reacted (glycerol content in the reaction mixture below 0.1%), only 3 of the total of 10 examples operated with a partial conversion of glycerol (Examples 1, 3 and 9). Although analytical data were given for all the reaction mixtures of the examples, the mixtures were not worked up. Thus, the technical teaching of DE-A-43 02 464 can be seen in the fact that it shows the basic suitability of copper-containing heterogeneous catalysts for the hydrogenation of glycerol to 1,2-propanediol. It does not include the teaching that a partial hydrogenation of glycerol followed by distillation to give a 1,2-propanediol with very particular intrinsic professional profile. The document noted on page 3, lines 16/17 only that would be deducted for working up the reaction mixture obtained in the hydrogenation; the purely optional possibility of "further processing steps" is mentioned only marginally, without discussing in any way how such a work-up would look like and whether there are processing steps that would be of particular relevance.
Gemäß US-A-5,616,817 (BASF; Schuster und Eggersdorfer) von 1995 wird die Glycerinhydrierung so durchgeführt, dass einerseits Glycerin mit einem Wasser- gehalt von bis zu 20 Gew.-% und andererseits spezielle Katalysatoren (mit einem Gehalt von 40-70% Co, 10-20% Mn, 0-10% Mo und 0-10% Cu) zum Einsatz kommen. Glycerin wird dabei vollständig umgesetzt. Doch auch mit dem hier offenbarten speziellen Katalysator stößt man immer noch an Grenzen der Selektivität. Dies wird dem Fachmann sofort deutlich, wenn er die beiden Ausführungs- beispiele betrachtet. In Beispiel 1 enthält die Reaktionsmischung 95,8% 1,2- Propandiol und 3,2% n-Propanol, in Beispiel 2 enthält die Reaktionsmischung 92% 1,2-Propandiol und 4,3% n-Propanol.According to US Pat. No. 5,616,817 (BASF, Schuster and Eggersdorfer) of 1995, the glycerol hydrogenation is carried out such that on the one hand glycerol having a water content of up to 20% by weight and on the other hand special catalysts (containing 40-70%) Co, 10-20% Mn, 0-10% Mo and 0-10% Cu). Glycerol is completely converted. However, even with the specific catalyst disclosed here, the limits of selectivity are still encountered. This will become immediately clear to the person skilled in the art if he considers the two exemplary embodiments. In Example 1, the reaction mixture contains 95.8% 1,2-propanediol and 3.2% n-propanol, in Example 2 the reaction mixture contains 92% 1,2-propanediol and 4.3% n-propanol.
In US-A-6,479,713 (Battelle Memorial Institute) aus dem Jahre 2002 beschreibt die Hydrierung von Zuckern oder Zuckeralkoholen, wobei spezielle Rhenium enthaltende Multimetall-Katalysatoren eingesetzt werden. Als ein möglicher Rohstoff, der zur Hydrierung eingesetzt werden kann, ist in der Beschreibung Glycerin genannt. In den Tabellen 2 bis 4 werden Versuchsergebnisse zusammengestellt, wo Glycerin in Anwesenheit derartiger Katalysatoren hydriert wird. Dabei fällt auf, dass 1,2-Propandiol zwar das Hauptprodukt der Hydrierung ist, jedoch sehr große Mengen an Ethylenglykol und Lactat gebildet werden. Sofern dem eingesetzten Glycerin nicht eine Base zugesetzt wurde, kam im übrigen 1,3- Propandiol als zusätzliches unerwünschtes Nebenprodukt hinzu (Spalte 11, Zeilen 49-51). Die Ergebnisse der Glycerinhydrierung gemäß der US-A-6,479,713 sind daher als eher unbefriedigend einzustufen.In US-A-6,479,713 (Battelle Memorial Institute) from 2002 describes the hydrogenation of sugars or sugar alcohols, wherein special rhenium-containing multimetal catalysts are used. As a possible raw material that can be used for hydrogenation, glycerol is mentioned in the description. Tables 2-4 summarize experimental results where glycerol is hydrogenated in the presence of such catalysts. It is striking that although 1,2-propanediol is the main product of the hydrogenation, but very large amounts of ethylene glycol and lactate are formed. If a base was not added to the glycerol used, 1,3-propanediol was added as an additional undesired by-product (column 11, lines 49-51). The results of glycerol hydrogenation according to US-A-6,479,713 are therefore considered to be rather unsatisfactory.
- A - Suppes et al. befassen sich in WO-A-2005/095536 sowie in Applied Catalysis A: General 281 (2005), Seiten 225-231, mit der Hydrierung von Glycerin bei „milden" Bedingungen um 200 0C sowie mit der Herstellung von 1,2-Propandiol in zwei Schritten, nämlich der Herstellung von Acetol aus Glycerin nebst anschlie- Bender Hydrierung des Acetols zu 1,2-Propandiol.- A - Suppes et al. in WO-A-2005/095536 and in Applied Catalysis A: General 281 (2005), pages 225-231, deal with the hydrogenation of glycerol in "mild" conditions by 200 0 C and with the production of 1,2- Propanediol in two steps, namely the production of acetol from glycerol, followed by hydrogenation of the acetol to 1,2-propanediol.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, ein neues Verfahren zur Herstellung von 1,2-Propandiol durch Hydrierung von Glycerin bereitzustellen.The object of the present invention was to provide a novel process for the preparation of 1,2-propanediol by hydrogenation of glycerol.
Das so hergestellte 1,2-Propandiol sollte sich durch eine hohe Reinheit, insbesondere eine Reinheit von mindestens 98% und vorzugsweise von mindestens 99% auszeichnen.The 1,2-propanediol thus prepared should be distinguished by a high purity, in particular a purity of at least 98% and preferably of at least 99%.
Darüber hinaus sollte das so hergestellte 1,2-Propandiol von möglichst hoher ge- ruchlicher Qualität sein, worunter zu verstehen ist, dass es keinesfalls einen unangenehmen und/oder starken Geruch, sondern allenfalls einen leichten Geruch aufweisen und vorzugsweise geruchlos sein sollte.In addition, the 1,2-propanediol thus prepared should be of the highest possible quality, which means that it should in no case have an unpleasant and / or strong odor but at most a slight odor and should preferably be odorless.
Auch lag der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, auf 1,2-Propandiol basierende Ester- oder Etherverbindungen bereitzustellen, die ebenfalls keinen unangenehmen und/oder starken Geruch, sondern allenfalls einen leichten Geruch aufweisen und vorzugsweise geruchlos sein sollen.It was also an object of the present invention to provide 1,2-propanediol-based ester or ether compounds which likewise do not have an unpleasant and / or strong odor, but at most have a slight odor and should preferably be odorless.
Die genannte komplexe Aufgabe wurde durch das nachstehend beschriebene er- fmdungsgemäße Verfahren in ausgezeichneter Weise gelöst.The aforementioned complex object has been solved in an excellent manner by the method according to the invention described below.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von 1,2-Propandiol mit einer Reinheit von mindestens 98%, wobei manThe invention relates to a process for the preparation of 1,2-propanediol having a purity of at least 98%, wherein
• in einem ersten Schritt Glycerin in Gegenwart eines heterogenen Kupfer- haltigen Katalysators - insbesondere eines heterogenen Kupfer-Chrom- haltigen Katalysators - kontinuierlich hydriert, wobei man Glycerin zu höchstens 95 Gew.-%, vorzugsweise höchstens 90 Gew.-%, noch mehr bevorzugt höchstens 85 Gew.-%, darüber hinaus bevorzugt höchstens 80 Gew.-%, darüber hinaus noch mehr bevorzugt zu höchstens 75 Gew.- % und am meisten bevorzugt zu höchstens 70 Gew.-% umsetzt, und die im erstenIn a first step, glycerol in the presence of a heterogeneous copper-containing catalyst, in particular a heterogeneous copper-chromium -containing catalyst - continuously hydrogenated, glycerol being at most 95 wt .-%, preferably at most 90 wt .-%, even more preferably at most 85 wt .-%, more preferably at most 80 wt .-%, moreover even more preferred to at most 75% by weight, and most preferably to at most 70% by weight, and that in the first
Schritt erhaltene ReaktionsmischungStep obtained reaction mixture
• in einem zweiten Schritt einer Destillation unterwirft, bei der vorzugsweise das im ersten Schritt gebildete 1,2-Propandiol als Destillat erhalten wird.In a second step, subjected to a distillation in which preferably the 1,2-propanediol formed in the first step is obtained as distillate.
Die vorliegend verwendeten Gewichtsprozentangaben ergeben sich haus gaschromatographischen Bestimmungen durch Integrieren der Flächen der Signale. Zur Kalibrierung und Überprüfung der Messungen wurden die Gewichtsprozentangaben durch Destillation und Auswiegen der einzelnen Komponenten aus einer durch Gaschromatographie vermessenen Probe bestätigt.The weight percentages used in the present invention are determined by gas chromatographic determinations by integrating the areas of the signals. For calibration and verification of the measurements, the weight percentages were confirmed by distillation and weighing of the individual components from a sample measured by gas chromatography.
Unter einer Reinheit von mindestens 98% wird verstanden, dass das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren nach Durchlaufen beider Schritte (also Hydrierung und Destillation) ein Produkt erhalten wird, dessen Gehalt an 1,2-Propandiol min- destens 98% beträgt. Die Reinheit wird dabei gaschromatographisch bestimmt (Flächenprozent) .A purity of at least 98% is understood to mean that after the process according to the invention has been carried out after passing through both steps (ie hydrogenation and distillation), a product is obtained whose content of 1,2-propanediol is at least 98%. The purity is determined by gas chromatography (area percent).
In einer bevorzugten Ausführungsform führt man die beiden Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens so durch, dass die Reinheit des Zielproduktes 1,2- Propandiol mindestens 99% beträgt.In a preferred embodiment, the two steps of the process according to the invention are carried out in such a way that the purity of the target product 1,2-propanediol is at least 99%.
Es sei ausdrücklich festgestellt, dass der Gesamtprozess zur Herstellung von 1,2- Propandiol nach dem erfmdungsgemäßen Verfahren zwei Schritte umfasst, nämlich • die Hydrierung des Glycerins unter den angegebenen Rahmenbedingungen und • die Aufdestillation des im ersten Schritt erhaltenen Hydrierablaufs zur Abtrennung von Wasser sowie der Verminderung der bei der Hydrierung entstandenen Nebenprodukte.It should be expressly stated that the overall process for the preparation of 1,2-propanediol according to the inventive method comprises two steps, namely • the hydrogenation of glycerol under the specified conditions and The distillation of the hydrogenation effluent obtained in the first step for the separation of water and the reduction of the by-products formed in the hydrogenation.
Daß mit dieser Kombination von Schritten ein solcher Erfolg erzielt wird und die oben genannte komplexe Aufgabe gelöst werden kann, ist nicht trivial und war für den Fachmann nicht vorauszusehen.That with this combination of steps, such a success is achieved and the above complex task can be solved is not trivial and was not foreseeable for the expert.
In diesem Zusammenhang ist folgendes aufschlussreich: führt man die Hydrierung von Glycerin in quantitativer Weise durch, so erhält man Hydrierabläufe, die geradezu stinken. Destilliert man anschließend derartige (also bei vollständiger Hydrierung von Glycerin erhaltene) Hydrierabläufe, so stellt man fest, dass die auf diese Weise erhaltenen Fraktionen von 1,2-Propandiol immer noch einen unangenehmen Geruch aufweisen. Wird jedoch die Hydrierung erfindungsgemäß derge- stalt durchgeführt, dass das eingesetzte Glycerin nur teilweise hydriert wird und destilliert anschließend die so erhaltenen Hydrierabläufe, so erhält man Fraktionen, die gar keinen oder zumindest einen signifikant geringen unangenehmen Geruch aufweisen.In this context, the following is informative: if one carries out the hydrogenation of glycerol in a quantitative manner, one obtains hydrogenation processes that almost stink. If subsequently such hydrogenation processes (ie, glycerine obtained with complete hydrogenation) are distilled, it is found that the fractions of 1,2-propanediol thus obtained still have an unpleasant odor. However, if the hydrogenation is carried out in accordance with the invention such that the glycerol used is only partially hydrogenated and then the hydrogenation processes thus obtained are distilled, fractions are obtained which have no or at least a significantly low unpleasant odor.
Die Untersuchungen der Anmelderin deuten darauf hin, dass diejenigen Geruchsträger, die beim erfindungsgemäßen Verfahren mit dem wie oben angegebenen Teilumsatz von Glycerin gebildet werden und diejenigen Geruchsträger, die bei vollständigem Umsatz von Glycerin erhalten werden, zwar zum Teil identisch, zum Teil jedoch unterschiedlich sind und im übrigen in unterschiedlichem Aus- maß gebildet werden, mit der Folge, dass sie sich durch Destillation in unterschiedlichem Maße entfernen lassen. Und hier ist das erfindungsgemäße Verfahren einer Vorgehensweise, bei der Glycerin quantitativ hydriert und anschließend destilliert wird, weit überlegen. Dieser überraschende Befund macht den Kern der Lehre der vorliegenden Erfindung aus und konnte vom Fachmann in keiner Weise dem Stand der Technik entnommen werden noch war er durch Dokumente des Standes der Technik nahegelegt. Im Übrigen hat sich herausgestellt, dass beim erfindungsgemäßen Verfahren mit der genannten Teilhydrierung in Schritt 1 ein geringerer Gehalt des destillativ schlecht zu entfernenden und unerwünschten Nebenprodukts Ethylenglykol erzielt wird.The Applicant's investigations indicate that those odor carriers which are formed in the process according to the invention with the partial conversion of glycerol as indicated above and those odor carriers which are obtained with complete conversion of glycerol, although partly identical, but partly different, and Moreover, they are formed to varying degrees, with the result that they can be removed to varying degrees by distillation. And here is the inventive method of a procedure in which glycerol is quantitatively hydrogenated and then distilled, far superior. This surprising finding constitutes the essence of the teaching of the present invention and could not be inferred by the skilled person from the prior art nor was it suggested by prior art documents. Incidentally, it has been found that in the process according to the invention with the partial hydrogenation mentioned in step 1, a lower content of the by-product ethylene glycol which is difficult to remove by distillation and is undesirable.
Vorzugsweise führt man den ersten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens (Hydrierung) in Gegenwart von weniger als 20 Gew.-%, besonders bevorzugt weniger als 10 Gew.-%, noch mehr bevorzugt weniger als 5 Gew.-%, bezogen auf die Gewichtsmenge an eingesetztem Glycerin, eines organischen Lösungsmittels durch, wobei die Durchführung des Verfahrens in vollständiger Abwesenheit eines organischen Lösungsmittels am meisten bevorzugt ist.Preferably, the first step of the process according to the invention (hydrogenation) is carried out in the presence of less than 20% by weight, more preferably less than 10% by weight, even more preferably less than 5% by weight, based on the amount by weight of used Glycerol, an organic solvent, wherein the implementation of the method in the complete absence of an organic solvent is most preferred.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird in Gegenwart eines heterogenen Kupfer- haltigen Katalysators durchgeführt. Besonders bevorzugt ist es, einen heterogenen Kupfer-Chrom-haltigen Katalysator einzusetzen. Dabei ist es besonders bevorzugt, einen Kupferchromit-Katalysator einzusetzen, der vorzugsweise 30 bis 40 Gew.-% Kupfer, 23 bis 30 Gew.-% Chrom, bezogen jeweils auf die oxidische Katalysatormasse, sowie gewünschtenfalls weitere Übergangsmetalle in Form ihrer Oxide enthält. In einer Ausführungsform kann ein solcher Kupferchromit- Katalysator 1 bis 7 Gew.-%, insbesondere 1,5 bis 3 Gew.-% Barium, bezogen auf die oxidische Katalysatormasse enthalten. In einer Ausführungsform enthält der Katalysator 32 bis 38 Gew.-% Kupfer, bezogen auf die oxidische Katalysatormasse, 26 bis 30 Gew.-% Chrom, 1,5 bis 3 Gew.-% Barium, 0,5 bis 2 Gew.-% Silizi- um und zusätzlich je 1 bis 5, bevorzugt 2 bis 3 Gew.-%, Mangan, Zirkon und/ oder Cer, bezogen auf die oxidische Katalysatormasse. In einer noch anderen Ausführungsform ist der Katalysator ein Kupferchromit-Katalysator, der 35 bis 55 Gew.-%, vorzugsweise 40 bis 50 Gew.-% Kupfer, 35 bis 55 Gew.-%, vorzugsweise 40 bis 50 Gew.-% Chrom, bezogen jeweils auf die oxidische Katalysa- tormasse, sowie gegebenenfalls weitere Erdalkali- oder Übergangsmetalle, insbesondere Barium und Mangan, in Form ihrer Oxide enthält. Diese Katalysatoren und deren Herstellungsverfahren sind ausfuhrlich in der EP-A-O 254 189 beschrieben. Als konkretes Beispiel für einen geeigneten Katalysators sei ein Katalysator genannt, der etwa 47 Gew.-% CuO, 46 Gew.-% Cr2O3, 4 Gew.-% MnO2 und 2 Gew.-% BaO enthält. Auch dieser Katalysator und sein Herstellungsverfah- ren ist ausführlich in der EP 254 189 A2 beschrieben. Auf die dort enthaltene Offenbarung insbesondere hinsichtlich der Katalysatoren und der bevorzugten Art und Weise ihrer Herstellung wird hier ausdrücklich Bezug genommen, und die dort gegebenen Informationen sollen auch Bestandteil der vorliegenden Anmeldung sein.The process according to the invention is carried out in the presence of a heterogeneous copper-containing catalyst. It is particularly preferred to use a heterogeneous copper-chromium-containing catalyst. It is particularly preferred to use a copper chromite catalyst containing preferably 30 to 40 wt .-% copper, 23 to 30 wt .-% chromium, based in each case on the oxidic catalyst composition, and, if desired, further transition metals in the form of their oxides. In one embodiment, such a copper chromite catalyst may contain from 1 to 7% by weight, in particular from 1.5 to 3% by weight, of barium, based on the oxidic catalyst mass. In one embodiment, the catalyst contains from 32 to 38% by weight of copper, based on the oxidic catalyst composition, of from 26 to 30% by weight of chromium, from 1.5 to 3% by weight of barium, from 0.5 to 2% by weight. Silicon and additionally 1 to 5, preferably 2 to 3 wt .-%, manganese, zirconium and / or cerium, based on the oxidic catalyst composition. In yet another embodiment, the catalyst is a copper chromite catalyst containing 35 to 55 wt%, preferably 40 to 50 wt% copper, 35 to 55 wt%, preferably 40 to 50 wt% chromium, in each case based on the oxidic catalyst mass, and optionally further Erdalkali- or transition metals, in particular barium and manganese, in the form of their oxides. These catalysts and their production processes are described in detail in EP-AO 254 189. As a concrete example of a suitable catalyst, mention may be made of a catalyst which contains about 47% by weight of CuO, 46% by weight of Cr 2 O 3 , 4% by weight of MnO 2 and 2% by weight of BaO. This catalyst and its production process are also described in detail in EP 254 189 A2. The disclosure contained therein, in particular with regard to the catalysts and the preferred manner of their preparation is hereby incorporated by reference, and the information given there should also be part of the present application.
Es ist weiterhin bevorzugt, dass der Katalysator eine hohe Oberfläche und Porosität aufweist, so dass eine hohe Aktivität und Selektivität sowie eine für technische Anwendungen besonders wichtige hohe Standzeit erreicht wird. So ist es vorteilhaft, wenn der verwendete Katalysator eine spezifische Oberfläche im Be- reich von 20 bis 100 m2/g, bevorzugt 70 bis 80 m2/g aufweist.It is further preferred that the catalyst has a high surface area and porosity, so that a high activity and selectivity as well as a particularly long useful life for technical applications is achieved. Thus, it is advantageous if the catalyst used has a specific surface area in the range from 20 to 100 m 2 / g, preferably 70 to 80 m 2 / g.
Der erste Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird vorzugsweise so durchgeführt, dass man zur Hydrierung verdünnten oder unverdünnten Wasserstoff einsetzt, wobei man vorzugsweise bei Drücken im Bereich von 20 bis 300 bar, insbe- sondere bei 100 bis 250 bar, und bei Temperaturen im Bereich von 1500C bis 2800C, insbesondere 180 bis 2200C, arbeitet. Bei der kontinuierlichen Fahrweise, leitet man Glycerin in dampfförmiger oder flüssiger Form über ein Katalysator- Festbett. Vorzugsweise stellt man ein molares Verhältnis von Wasserstoff zu Glycerin im Bereich von 2 bis 500 ein, wobei man überschüssigen Wasserstoff ge- wünschtenfalls im Kreis fährt. Dieses bedeutet, dass die Durchsatzmenge an Wasserstoffgas, gemessen in Mol H2/Stunde, 2- bis 500mal höher liegt als die Durchsatzmenge an Glycerin, gemessen in Mol Glycerin/Stunde. Ein bevorzugter Bereich des Umsatzverhältnisses liegt bei 30 : 1 bis 200 : 1.The first step of the process according to the invention is preferably carried out by using hydrogen diluted or undiluted for hydrogenation, preferably at pressures in the range from 20 to 300 bar, in particular at 100 to 250 bar, and at temperatures in the range of 150 0 C to 280 0 C, in particular 180 to 220 0 C, works. In the continuous mode of operation, glycerol is passed in vapor or liquid form over a fixed catalyst bed. Preferably, a molar ratio of hydrogen to glycerol in the range of 2 to 500 is set, wherein excess hydrogen is optionally circulated. This means that the flow rate of hydrogen gas, measured in moles H 2 / hour, 2- to 500 times higher than the flow rate of glycerol, measured in moles of glycerol / hour. A preferred range of the conversion ratio is 30: 1 to 200: 1.
Der erste Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens (Hydrierung) kann in ähnlichen Reaktoren durchgeführt werden, die für die Herstellung von Fettalkoholen durch Hydrierung von Fettsäuremethylester oder direkt aus Triglyceriden üblich und bekannt sind und bei denen es sich vorzugsweise um Festbettreaktoren handelt. Vorzugsweise wird der erste Schritt des erfϊndungsgemäßen Verfahrens (Hydrierung) in isotherm betriebenen Rohrreaktoren oder Rohrbündelreaktoren durchgeführt. Denkbar ist weiterhin der Einsatz von Reaktoren, welche Thermo- bleche als Bauelemente aufweisen. Sowohl in den Rohrbündelreaktoren als auch in den Reaktoren, welche Thermobleche aufweisen, kann der Katalysator in Form einer Katalysator-Festbettschüttung eingebracht sein oder aber als Beschichtung auf die Innenseite der Rohe bzw. Thermobleche aufgebracht sein. Die Reaktions- parameter Temperatur und Druck können dabei der jeweiligen Katalysatoraktivität entsprechend angepasst werden. Die Reaktionswärme wird größtenteils über die Reaktorwand (im Falle eines Einsatzes von Rohrbündelreaktoren über die Wandungen der eingesetzten Reaktionsrohre und im Falle eines Einsatzes von Reaktoren mit Thermoblechen über die Thermobleche) abgeführt, so dass eine praktisch isotherme Fahrweise möglich ist. Wenn eine Kühlung des Reaktors über Luft nicht möglich ist, so kann der Reaktor gegebenenfalls durch Einsatz eines geeigneten Kühlmittels gekühlt werden, wobei bei einem Einsatz von Rohrbündelreaktoren dieses Kühlmittel entlang der Reaktionsrohr strömt und bei einem Einsatz von Reaktoren mit Thermoblechen durch die Strömungspfade innerhalb der Thermobleche. Als Kühlmittel eignen sich beispielsweise Wasser, Wärmeträ- gerflüssigkeiten wie Marlotherm® oder Salzschmelzen. Weiterhin ist es besonders bevorzugt, dass man die Hydrierung so durchführt, dass man flüssiges Glycerin in Rieselfahrweise („trickle bed") im Gleich- oder Gegenstrom mit Wasserstoff über ein Katalysator-Festbett leitet. In einer weiteren Ausführungsform, bei der Reak- tionsrohre eingesetzt werden, führt man Glycerin unter eine Rückvermischung mindestens teilweise verhindernden Maßnahmen mit einer LHSV („Liquid Hourly Space Velocity"), ausgedrückt in m3/h Glycerin pro m3 Katalysatorvolumen) in einem Bereich von 0,1 bis 5 h"1, noch mehr bevorzugt in einem Bereich von 0,2 bis 3 h"1 und darüber hinaus bevorzug in einem Bereich von 0,3 bis 2 h"1 durch die Katalysatorschüttung in dem bzw. den Reaktionsrohren. Als die Rückvermischung mindestens teilweise verhindernde Maßnahmen kommen grundsätzlich alle dem Fachmann bekannten und hierzu geeignet erscheinenden Maßnahmen wie geeignete Rohrquerschnitte bzw. Rohrquerschnitts-längenverhältnisse in Betracht, die meist in Abhängigkeit von den üblicherweise bei Betrieb des Reaktors herrschenden Strömungsverhältnissen gewählt werden.The first step of the process according to the invention (hydrogenation) can be carried out in similar reactors used for the preparation of fatty alcohols by hydrogenation of fatty acid methyl ester or directly from triglycerides and are known and which are preferably fixed bed reactors. The first step of the process according to the invention (hydrogenation) is preferably carried out in isothermally operated tubular reactors or tube bundle reactors. It is also conceivable to use reactors which have thermoplates as components. Both in the tube bundle reactors and in the reactors, which have thermoplates, the catalyst may be introduced in the form of a fixed catalyst bed or be applied as a coating on the inside of the tubes or thermoplates. The reaction parameters temperature and pressure can be adapted to the respective catalyst activity. The heat of reaction is largely dissipated via the reactor wall (in the case of use of tube bundle reactors via the walls of the reaction tubes used and in the case of use of reactors with thermoplates on the thermal sheets), so that a virtually isothermal driving is possible. If cooling of the reactor via air is not possible, then the reactor can optionally be cooled by using a suitable coolant, wherein with the use of tube bundle reactors this coolant flows along the reaction tube and when using reactors with thermoplates through the flow paths within the thermoplates , As coolant are for example water, Wärmeträ- gerflüssigkeiten as ® Marlothem and salt melts. Furthermore, it is particularly preferred for the hydrogenation to be carried out by passing liquid glycerol in trickle bed in cocurrent or countercurrent with hydrogen over a catalyst fixed bed. In another embodiment, the reaction tubes are used Glycerol is fed under a back-mixing at least partially inhibiting measures with an LHSV (Liquid Hourly Space Velocity) expressed in m 3 / h glycerol per m 3 catalyst volume) in a range of 0.1 to 5 h -1 more preferably in a range of 0.2 to 3 h "1 and beyond Favor in a range of 0.3 to 2 h" 1 through the catalyst bed in the reaction or to the pipes. When the back-mixing is at least partially preventing measures are in principle all measures known to the person skilled in the art and suitable for this purpose, such as suitable tube cross sections or tube cross-sectional length ratios, which are usually selected as a function of the flow conditions usually prevailing during operation of the reactor.
Weitere Einzelheiten zu einer vorteilhaften Ausgestaltung des zur Hydrierung eingesetzten Katalysators sind unter anderem der EP-A-O 334 118 zu entnehmen, deren Offenbarungsgehalt insbesondere hinsichtlich der Vermeidung einer Rückvermischung im Reaktor, der vorteilhaften Volumenbelastung des Reaktors und der vorteilhaften Flächenbelastung des Reaktors hiermit als Referenz eingeführt wird und einen Teil der Offenbarung der vorliegenden Erfindung bildet.Further details of an advantageous embodiment of the catalyst used for the hydrogenation can be found, inter alia, EP-AO 334 118, whose disclosure content is hereby introduced as a reference, in particular with regard to avoiding backmixing in the reactor, the advantageous volume loading of the reactor and the advantageous surface loading of the reactor and forms part of the disclosure of the present invention.
Neben dem Einsatz eines einzelnen Festbettreaktors als Hydrierreaktor können auch mindestens zwei miteinander verbundene Festbettreaktoren eingesetzt wer- den, wobei in diesem Fall der Wasserstoff durch die mindestens zwei Festbettreaktoren hintereinander geführt wird, ohne dass das aus den Reaktoren austretende und in die nachfolgenden Reaktoren eintretende Gas abgekühlt wird. Ein solches Verfahren ist beispielsweise in der EP-A- 0 515 485 beschrieben, deren Offenbarungsgehalt hinsichtlich der genauen Durchführung des Hydrierverfahrens bei einem Einsatz von zwei miteinander verbundenen Festbettreaktoren hiermit als Referenz eingeführt wird und einen Teil der Offenbarung der vorliegenden Erfindung bildet.In addition to the use of a single fixed bed reactor as the hydrogenation reactor and at least two interconnected fixed bed reactors can be used, in which case the hydrogen is passed through the at least two fixed bed reactors in succession, without the emerging from the reactors and entering the subsequent reactors gas cooled becomes. Such a process is described, for example, in EP-A-0 515 485, the disclosure of which is hereby incorporated by reference as a reference with regard to the exact performance of the hydrogenation process when using two interconnected fixed bed reactors and forming part of the disclosure of the present invention.
Das zur Hydrierung eingesetzte Glycerin kann wasserhaltig sein. Vorzugsweise sollte der Wassergehalt jedoch unterhalb von 15 Gew.-% besonders bevorzugt unterhalb 10 Gew.-% und am meisten bevorzugt unterhalb 5 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht aus Wasser und Glycerin, liegen. Dies hat verfahrensökonomische Gründe, denn im Zuge der Hydrierung wird ohnehin Wasser gebildet, das im zweiten Verfahrensschritt im Zuge der Destillation entfernt wird. In einer weiteren Ausführungsform beträgt der Wassergehalt des eingesetzten Glycerins weniger als 2% Gew.-%. Es kann auch gewünscht sein, wasserfreies Glycerin einzusetzen bzw. ein Glycerin, dessen Wassergehalt nur im Spurenbereich liegt.The glycerol used for the hydrogenation may be hydrous. Preferably, however, the water content should be below 15% by weight, more preferably below 10% by weight and most preferably below 5% by weight, based in each case on the total weight of water and glycerol. This has procedural economic reasons, because in the course of hydrogenation water is formed anyway, which is removed in the second process step in the course of distillation. In a further embodiment, the water content of the glycerol used is less than 2% by weight. It may also be desired anhydrous Use glycerol or a glycerol whose water content is only in the trace range.
Im zweiten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die im ersten Schritt erhaltene Reaktionsmischung in einem zweiten Schritt einer Destillation unterworfen, bei der vorzugsweise das im ersten Schritt gebildete 1,2-Propandiol als Destillat erhalten wird. Dabei wird der hierin verwendete Begriff des „Destillierens" in seiner breitesten Bedeutung verstanden. Er umfasst das Verdampfen eines Flüssigkeitsgemisches, das anschließende Kondensieren des abströmenden Damp- fes und das Abrennen des Kondensates (Destillat).In the second step of the process according to the invention, the reaction mixture obtained in the first step is subjected to a distillation in a second step, in which preferably the 1,2-propanediol formed in the first step is obtained as distillate. The term "distillation" as used herein is understood to mean its broadest meaning, comprising the evaporation of a liquid mixture, the subsequent condensation of the effluent vapor and the removal of the condensate (distillate).
Bei dieser Destillation kann es sich um eine Einphasenstrom-Destillation (einfache Destillation) oder um eine Zweiphasenstrom-Destillation (Rektifikation) handeln, wobei letztere meist im Gegenstrom durchgeführt werden kann. Auch kann die Einphasenstrom- oder auch die Zweiphasenstrom-Destillation diskontinuierlich, halbkontinuierlich oder kontinuierlich durchgeführt werden.This distillation can be a single-phase distillation (simple distillation) or a two-phase distillation (rectification), the latter usually being able to be carried out in countercurrent. The single-phase or two-phase distillation can also be carried out batchwise, semicontinuously or continuously.
Bei einer diskontinuierlichen Verfahrensweise wird ein einmalig eingesetzter Destillierblaseneinsatz, dessen Zusammensetzung sich während der Destillation lau- fend verändert, in ein Destillat und einen Rückstand getrennt. Im Fall der vorliegenden Destillation des 1,2-Propandiols verarmt der Rückstand bei fortschreitender Destillation zusehends an 1,2-Propandiol. Vorzugsweise wird bei einer solchen diskontinuierlichen Destillation das Destillat nacheinander in nach Siedegrenzen getrennten Teilen abgenommen (sogenannte „fraktionierte Destillation"), so dass das Einsatzgemisch am Ende in einen Rückstand und mehrere Destillat- Fraktionen getrennt vorliegt.In a batch process, a once used still bottling feed whose composition continuously changes during distillation is separated into a distillate and a residue. In the case of the present distillation of 1,2-propanediol, the residue increasingly depleted of 1,2-propanediol as the distillation progresses. Preferably, in such a discontinuous distillation, the distillate is successively removed in parts separated by boiling limits (so-called "fractional distillation"), so that the feed mixture is present at the end separated into a residue and several distillate fractions.
Bei der halbkontinuierlichen Verfahrensweise wird der zu Blaseneinsatz laufend mit vorerhitztem, zu trennenden Destillierblaseneinsatz ergänzt. Bei der kontinuierlichen Verfahrensweise, die mit der Gegen- oder Gleichstromdestillation gelingt, wird das zu trennende, vorerhitzte Flüssigkeitsgemisch kontinuierlich in die Apparatur eingebracht, wobei das Gemisch in ein Kopf- und ein Sumpfprodukt mit im wesentlichen gleich bleibender Zusammensetzung zerlegt wird.In the semicontinuous procedure, the bubbler feed is continuously supplemented with preheated, to be separated still. In the continuous procedure, which succeeds with the counter or DC distillation, the to be separated, preheated liquid mixture is continuously introduced into the apparatus, wherein the mixture is decomposed into a head and a bottom product of substantially constant composition.
Einzelheiten zu den einzelnen Destillationsverfahren und den hierfür geeigneten Destillationsapparaturen sind insbesondere den Kapiteln 10.4.1, 10.4.2 und 10.4.3 des Fachbuches „Grundoperationen Chemischer Verfahrenstechnik", Wilhelm R. A. Vauck und Hermann A. Müller, 11. überarbeitete und erweiterte Auflage, WiI- ley- VCH- Verlag, 2000, zu entnehmen. Der Offenbarungsgehalt dieses Fachbuches hinsichtlich der Art und Weise der Durchführung von Einphasenstrom- oder Zweiphasenstrom-Destillationen und den hierfür geeigneten Destillationstemperaturen wird hiermit als Referenz eingeführt und bildet einen Teil der Offenbarung der vorliegenden Anmeldung.Details of the individual distillation methods and the distillation apparatuses suitable for this purpose are in particular chapters 10.4.1, 10.4.2 and 10.4.3 of the specialist book "Basic Operations in Chemical Process Engineering", Wilhelm RA Vauck and Hermann A. Müller, 11th revised and expanded edition, WiI - ley- VCH- Verlag, 2000. The disclosure of this textbook with regard to the manner of carrying out single-phase or two-phase distillations and the distillation temperatures suitable for this purpose is hereby incorporated by reference and forms part of the disclosure of the present application.
Die Formulierung „bei der vorzugsweise das im ersten Schritt gebildete 1,2- Propandiol als Destillat erhalten wird" umfasst erfmdungsgemäß sowohl Verfahren, bei denen das 1,2-Propandiol als Kopfprodukt eines Destillationsschrittes erhalten wird (wie etwa bei einer diskontinuierlich durchgeführten, fraktionierten Destillation) als auch Verfahren, bei denen das 1,2-Propandiol beispielsweise als Seitenabzug abgezogen wird (wie etwa bei einer kontinuierlich durchgeführten Rektifikation).The formulation "in which preferably the 1,2-propanediol formed in the first step is obtained as distillate" according to the invention comprises both processes in which the 1,2-propanediol is obtained as the top product of a distillation step (such as in a batchwise, fractional distillation ) as well as processes in which the 1,2-propanediol is withdrawn, for example, as a side draw (such as in a continuous rectification).
Gewünschtenfalls kann das beim erfindungsgemäßen Verfahren erhaltene 1,2- Propandiol weiteren, dem Fachmann bekannten Reinigungsschritten unterworfen werden, um die Reinheit des Produktes weiter zu erhöhen. Als Beispiel eines solchen, weiteren Reinigungsverfahrens sei beispielsweise die Filtration oder die Extraktion genannt. Gewünschtenfalls kann ein Teil des Hydrierablaufes (also der Reaktionsmischung, die nach Durchlaufen des ersten Schrittes des erfindungsgemäßen Verfahrens erhalten wird) als Verdünnungsmittel für die kontinuierliche Hydrierung im ersten Verfahrensschritt benutzt werden. Beispielsweise kann man 25% des Hyd- rierablaufs dem in ersten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens eingesetzten Rohstoff (Glycerin) zusetzen, um auf diese Weise eine schonende Reaktionsführung ohne Temperaturspitzen am Hydrierkatalysator zu erzielen. Vorzugsweise führt man jedoch Glycerin ohne Rückvermischung mit einer definierten Verweilzeit durch die Katalysatorschüttung in dem bzw. den Reaktionsrohr(en).If desired, the 1,2-propanediol obtained in the process according to the invention may be subjected to further purification steps known to those skilled in the art in order to further increase the purity of the product. As an example of such a further purification process, for example, the filtration or the extraction may be mentioned. If desired, a portion of the hydrogenation effluent (that is, the reaction mixture obtained after passing through the first step of the process of the present invention) can be used as a diluent for the continuous hydrogenation in the first process step. For example, 25% of the hydrogenation process can be added to the raw material (glycerol) used in the first step of the process according to the invention in order to achieve a gentle reaction without temperature peaks on the hydrogenation catalyst in this way. However, glycerol is preferably fed without backmixing with a defined residence time through the catalyst bed in the reaction tube (s).
Weiterhin kann es sich erfindungsgemäße als vorteilhaft erweisen, zumindest ein Teil, vorzugsweise mindestens 20 Gew.-%, besonders bevorzugt mindestens 30 Gew.-%, darüber hinaus bevorzugt mindestens 40 Gew.-% und am meisten bevorzugt mindestens 50 Gew.-% des bei der Destillation im Sumpfprodukt zu- rückbehaltenen Glycerins in den ersten Schritt zurückzuführen. In diesem Zusammenhang kann es sich insbesondere als vorteilhaft erweisen, wenn zumindest ein Teil, vorzugsweise mindestens 20 Gew.-%, besonders bevorzugt mindestens 30 Gew.-%, darüber hinaus bevorzugt mindestens 40 Gew.-% und am meisten bevorzugt mindestens 50 Gew.-% des Sumpfproduktes ohne vorherige Aufreini- gung in den ersten Schritt zurückgeführt wird. Da das bei der Destillation der Hydrierabläufe erhaltene Sumpfprodukt vergleichsweise reich an Glycerin ist, kann durch die Rückführung des Glycerins aus dem Sumpfprodukt bzw. durch die unmittelbare Rückführung des Sumpfproduktes selbst in den ersten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens die Gesamtausbeute an 1,2-Propandiol aus Glyce- rin weiter gesteigert werden.Furthermore, it may prove advantageous according to the invention, at least a portion, preferably at least 20 wt .-%, more preferably at least 30 wt .-%, more preferably at least 40 wt .-% and most preferably at least 50 wt .-% of attributed to distillation in the bottoms product glycerol in the first step. In this context, it may prove to be particularly advantageous if at least one part, preferably at least 20 wt .-%, particularly preferably at least 30 wt .-%, more preferably at least 40 wt .-% and most preferably at least 50 wt. -% of the bottom product is recycled without prior purification in the first step. Since the bottoms product obtained in the distillation of the hydrogenation processes is comparatively rich in glycerol, the total yield of 1,2-propanediol from glycite can be reduced by recycling the glycerol from the bottom product or by directly recycling the bottom product itself into the first step of the process according to the invention - rin be further increased.
Neben der unmittelbaren Rückführung zumindest eines Teils des bei der Destillation erhaltenen Sumpfproduktes in den ersten Verfahrensschritt kann es sich jedoch auch als vorteilhaft erweisen, zumindest ein Teil des im Sumpfprodukt bei der Destillation zurückbehaltenen Glycerins zunächst durch Destillation oder Filtration des Sumpfproduktes aufzureinigen und erst dann in den ersten Schritt zu- rück zu führen. Auf diese Weise kann ein Eintrag größerer Mengen an Nebenprodukten in den Hydrierreaktor verhindert werden. Zur Aufreinigung des Glycerins aus dem Sumpfprodukt können grundsätzlich diejenigen Destillationsverfahren eingesetzt werden, die bereits vorstehend im Zusammenhang mit dem zweiten Schritt des erfmdungsgemäßen Verfahrens beschrieben wurden.In addition to the immediate recycling of at least a portion of the bottom product obtained in the distillation in the first process step, it may also be advantageous to first at least a portion of the retained in the bottom product in the distillation glycerol purified by distillation or filtration of the bottom product and only then in the first step to lead back. In this way, an entry of larger amounts of by-products into the hydrogenation reactor can be prevented. To purify the glycerol from the bottom product, it is possible in principle to use those distillation processes which have already been described above in connection with the second step of the process according to the invention.
Gemäß einer besonderen Ausgestaltung des erfmdungsgemäßen Verfahrens kann sowohl ein Teil der Hydrierabläufe, welche im ersten Verfahrensschritt erhalten wurden, als auch ein Teil des Glycerins aus dem Sumpfprodukt, welches im zwei- ten Verfahrensschritt zurückbehalten wurde, in den ersten Verfahrensschritt zurückgeführt werden.According to a particular embodiment of the inventive method, both a part of the hydrogenation processes, which were obtained in the first process step, as well as a part of the glycerol from the bottom product, which was retained in the second process step, are recycled to the first process step.
Einen Beitrag zur Lösung der eingangs genannten Aufgaben leistet auch ein Verfahren zur Herstellung einer Verbindung beinhaltend Ether-Gruppe, mindestens eine Ester-Gruppe, mindestens eine Amino-Gruppe oder mindestens eine Ur- ethan-Gruppe oder mindestens zwei davon, vorzugsweise aufweisend mindestens eine Ester-Gruppe bzw. Funktion, beinhaltend die VerfahrensschritteA contribution to achieving the abovementioned objects is also achieved by a process for preparing a compound comprising ether group, at least one ester group, at least one amino group or at least one urethane group or at least two thereof, preferably comprising at least one ester Group or function, including the process steps
al) Herstellung von 1,2-Propandiol durch das erfindungsgemäße Verfahren, sowie bl) Umsetzung des 1,2-Propandiols mit einer Verbindung aufweisend mindestens ein aktives Wasserstoffatom, mindestens eine Epoxid-Gruppe, mindestens eine Ester-Gruppe oder mindestens eine Isocyanat-Gruppe..al) Preparation of 1,2-propanediol by the process of the invention, and bl) reaction of the 1,2-propanediol with a compound having at least one active hydrogen atom, at least one epoxy group, at least one ester group or at least one isocyanate group ..
Bei der Verbindung aufweisend mindestens ein aktives Wasserstoffatom kann es sich um eine Verbindung aufweisend mindestens eine Hydroxyl-Gruppe handeln, so dass nach Umsetzung dieser Verbindung mit der 1,2-Propandiol-Phase eine Verbindung aufweisend mindestens eine Ether-Gruppe erhalten wird. Je nach Molverhältnis, in dem die Verbindung aufweisend mindestens eine Hydroxyl- Gruppe mit in dem 1,2-Propandiol-Phase enthaltenen 1,2-Propandiol umgesetzt wird, kann auch eine Po Iy ether- Verbindung erhalten werden. Bei der Verbindung aufweisend mindestens ein aktives Wasserstoffatom kann es sich auch um eine Verbindung aufweisend mindestens eine Carbonsäure-Gruppe handeln, so dass nach Umsetzung dieser Verbindung mit der 1,2-Propandiol- Phase eine Verbindung aufweisend mindestens eine Ester-Gruppe erhalten wird. Je nach Molverhältnis, in dem die Verbindung aufweisend mindestens eine Car- boxyl-Gruppe mit dem in der 1,2-Propandiol-Phase enthaltenen 1,2-Propandiol umgesetzt wird, kann auch eine Esterpolyether- Verbindung erhalten werden.The compound having at least one active hydrogen atom may be a compound having at least one hydroxyl group, so that after reaction of this compound with the 1,2-propanediol phase, a compound having at least one ether group is obtained. Depending on the molar ratio in which the compound having at least one hydroxyl group is reacted with 1,2-propanediol contained in the 1,2-propanediol phase, a polyether compound can also be obtained. The compound having at least one active hydrogen atom may also be a compound having at least one carboxylic acid group, so that after reaction of this compound with the 1,2-propanediol phase, a compound having at least one ester group is obtained. Depending on the molar ratio in which the compound having at least one carboxy group is reacted with the 1,2-propanediol contained in the 1,2-propanediol phase, an ester polyether compound can also be obtained.
Bei der Verbindung aufweisend mindestens ein aktives Wasserstoffatom kann es sich auch um eine Verbindung aufweisend mindestens eine Amino-Gruppe handeln, so dass nach Umsetzung dieser Verbindung mit der 1,2-Propandiol-Phase eine Verbindung aufweisend mindestens eine Amino-Gruppe und mindestens eine Hydroxylgruppe erhalten wird. Je nach Molverhältnis, in dem die Verbindung aufweisend mindestens eine Amino-Gruppe mit in dem 1,2-Propandiol-Phase enthaltenen 1,2-Propandiol umgesetzt wird, kann auch eine Aminopolyether- Verbindung erhalten werden.The compound having at least one active hydrogen atom may also be a compound having at least one amino group, so that after reaction of this compound with the 1,2-propanediol phase, a compound having at least one amino group and at least one hydroxyl group is obtained. Depending on the molar ratio in which the compound having at least one amino group is reacted with 1,2-propanediol contained in the 1,2-propanediol phase, an aminopolyether compound can also be obtained.
Wird im Verfahrensschritt bl) eine Verbindung aufweisen mindestens eine Epo- xid-Gruppe eingesetzt, so können durch die Umsetzung dieser Verbindung mit der 1,2-Propandiol-Phase ebenfalls Ether oder Polyether erhalten werden.If a compound having at least one epoxide group is used in process step b1), ether or polyether can likewise be obtained by reacting this compound with the 1,2-propanediol phase.
Wird im Verfahrensschritt bl) eine Verbindung aufweisen mindestens eine Isocy- anat-Gruppe eingesetzt, so können durch die Umsetzung dieser Verbindung mit der 1,2-Propandiol-Phase Urethane oder Polyurethane erhalten werden.If a compound having at least one isocyanate group is used in process step b1), then by reacting this compound with the 1,2-propanediol phase, urethanes or polyurethanes can be obtained.
Erfmdungsgemäß besonders bevorzugt ist der Einsatz einer Verbindung aufweisend mindestens eine Carbonsäure-Gruppe im Verfahrensschritt bl). Dabei kann es sich bei der Verbindung aufweisend mindestens eine Carbonsäure-Gruppe um eine Monocarbonsäure, eine Dicarbonsäure oder eine Tricarbonsäure handeln, wobei Mono- und Dicarbonsäuren besonders bevorzugt und Monocarbonsäuren, insbesondere Fettsäuren, am meisten bevorzugt sind. Weiterhin ist es bevorzugt, dass die Verbindung aufweisen mindestens eine Carbonsäure 5 bis 30, besonders bevorzugt 10 bis 25 und am meisten bevorzugt 15 bis 20 Kohlenstoffatome pro Molekül aufweist. In diesem Zusammenhang ist es besonders bevorzugt, dass die Verbindungen aufweisend mindestens eine Carbonsäure-Gruppe eine C5- bis C30- Monocarbonsäure, darüber hinaus bevorzugt eine C10- bis C25-Monocarbonsäure und am meisten bevorzugt eine C15- bis C2o-Monocarbonsäure ist, wobei es sich bei den vorstehend genannten Monocarbonsäure um gesättigte Monocarbonsäu- ren, wie beispielsweise Capronsäure, Önanthsäure, Caprylsäure, Pelargonsäure, Caprinsäure, Laurinsäure, Myristinsäure, Fischöl, Palmitinsäure, Margarinsäure, Stearinsäure, Arachinsäure, Behensäure, Lignocerinsäure oder Cerotinsäure, einfach ungesättige Monocarbonsäuren wie beispielsweise Undecylensäure, Ölsäure, Elaidinsäure, Vaccensäure, Icosensäure, Cetoleinsäure, Erucasäure oder Nervon- säure, oder mehrfach ungesättigte Monocarbonsäuren, wie beispielsweise Linol- säure, Linolensäure, Arachidonsäure, Timnodonsäure, Clupanodonsäure oder Cervonsäure.According to the invention, the use of a compound having at least one carboxylic acid group in process step b1) is particularly preferred. In this case, the compound having at least one carboxylic acid group may be a monocarboxylic acid, a dicarboxylic acid or a tricarboxylic acid, mono- and dicarboxylic acids being particularly preferred and monocarboxylic acids, especially fatty acids, are most preferred. Further, it is preferred that the compound having at least one carboxylic acid has 5 to 30, more preferably 10 to 25, and most preferably 15 to 20 carbon atoms per molecule. In this connection, it is particularly preferred that the compounds having at least one carboxylic acid group is a C 5 to C 30 monocarboxylic acid, moreover preferably a C 10 to C 25 monocarboxylic acid, and most preferably a C 15 to C 20 monocarboxylic acid in which the abovementioned monocarboxylic acids are saturated monocarboxylic acids, such as, for example, caproic acid, enanthic acid, caprylic acid, pelargonic acid, capric acid, lauric acid, myristic acid, fish oil, palmitic acid, margaric acid, stearic acid, arachidic acid, behenic acid, lignoceric acid or cerotic acid, monounsaturated monocarboxylic acids such as undecylenic acid, oleic acid, elaidic acid, vaccenic acid, icosenoic acid, cetoleic acid, erucic acid or neuronic acid, or polyunsaturated monocarboxylic acids, such as, for example, linoleic acid, linolenic acid, arachidonic acid, timnodonic acid, clupanodonic acid or cervonic acid.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer Verbindung beinhaltend mindestens eine Ester-Funktion handelt es sich bei dieser Verbindung um einen Fettsäureester, insbesondere um einen Fettsäuremonoester, um einen Polyester bzw. ein Polyesterharz oder um ein auf 1,2-Propandiol basierendes Alkydharz. Solche Alkydharze sind synthetische, stark hydrophobe Polymere, die durch Kondensation von 1,2-Propandiol mit mehrbasigen Säuren unter Zusatz von organischen Ölen bzw. Fettsäuren (zur Mo- difϊzierung der Eigenschaften des Harzes) sowie weiteren, mehrwertigen Alkoholen, insbesondere Glycerin oder Pentaerythrit, erhalten werden. In diesem Fall ist es insbesondere bevorzugt, dass die Verbindung aufweisend mindestens eine Carbonsäure-Gruppe eine zweibasige Säure ist, welche vorzugsweise ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Phthalsäureanhydrid, Isophthalsäure, Terephthal- säure, Tetrahydrophthalsäureanhydrid, Hexahydrophthalsäureanhydrid, Naphtha- lindicarbonsäure, 4,4'-Biphenyldicarbon-säure, Diphenylmethan-4,4'-dicarbon- säure, Bernsteinsäure, Fumarsäure, Adipinsäure, Sebacinsäure, Azelainsäure und Maleinsäureanhydrid, wobei Adipinsäure, Azelainsäure und Terephthalsäure besonders bevorzugt sind und Terephthalsäure am meisten bevorzugt ist.According to a preferred embodiment of the process according to the invention for preparing a compound containing at least one ester function, this compound is a fatty acid ester, in particular a fatty acid monoester, a polyester or a polyester resin or a 1,2-propanediol-based alkyd resin , Such alkyd resins are synthetic, strongly hydrophobic polymers obtained by condensation of 1,2-propanediol with polybasic acids with the addition of organic oils or fatty acids (to modify the properties of the resin) and other polyhydric alcohols, in particular glycerol or pentaerythritol. to be obtained. In this case, it is particularly preferred that the compound having at least one carboxylic acid group is a dibasic acid which is preferably selected from the group consisting of phthalic anhydride, isophthalic acid, terephthalic acid, tetrahydrophthalic anhydride, hexahydrophthalic anhydride, naphthalenedicarboxylic acid, 4,4 'Biphenyldicarboxylic acid, diphenylmethane-4,4'-dicarboxylic acid acid, succinic acid, fumaric acid, adipic acid, sebacic acid, azelaic acid and maleic anhydride, with adipic acid, azelaic acid and terephthalic acid being particularly preferred and terephthalic acid being most preferred.
Es kommen als organische Öle zunächst Öle bzw. Ölabkömmlinge pflanzlicher und tierischer Herkunft jeweils für sich oder als Mischung in Betracht. Als Öle bzw. Ölabkömmlinge tierischer Herkunft sind Talge sowie aus Talgen, insbesondere durch Fraktionierung, gewonnene Ölsäuren zu nennen. Als organische Öl- oder Fettsäuren kommen insbesondere Talge, Canolaöl, Rüböl, Sonnenblumenöl, Palmöl, die gegebenenfalls auch in gehärteter oder angehärteter Ausführung vorliegen können, Papsöl, Sojabohnenöl, Distelöl, Leinsamenöl, Tallöl, Kokosnussöl, Palmkernöl, Castoröl, dehydriertes Castoröl, Fischöl und Tungöl in Betracht. Insbesondere sind Trockenöle oder Halbtrockenöle mit Iodzahlen von mindestens 100 bevorzugt, unter anderem sind Sojabohnenöl und Tallöl vorteilhaft. Als Fett- säuren, die sowohl zur Herstellung der Alkydharze als auch zur Herstellung der Fettsäureester eingesetzt werden, kommen insbesondere diejenigen von Sojabohnenöl, Distelöl, Leinsamenöl, Tallöl, Kokosnussöl, Palmkernöl, Castoröl, dehydriertem Castoröl, Fischöl und Tungöl in betracht. Von diesen Fettsäuren sind diejenigen trocknender Öle oder halbtrocknender Öle mit Iodzahlen von mindestens 100, unter anderem diejenigen von Sojabohnenöl und Tallöl, bevorzugt.As organic oils, oils or oil derivatives of vegetable and animal origin are suitable in each case individually or as a mixture. As oils and oil derivatives of animal origin tallow as well as from tallow, in particular by fractionation, oil acids to be mentioned. As organic oil or fatty acids are particularly tallow, canola oil, rapeseed oil, sunflower oil, palm oil, which may optionally be present in cured or cured version, rapeseed oil, soybean oil, safflower oil, linseed oil, tall oil, coconut oil, palm kernel oil, castor oil, dehydrated castor oil, fish oil and Tungöl into consideration. In particular, dry oils or semi-dry oils having iodine numbers of at least 100 are preferred, among others, soybean oil and tall oil are advantageous. Suitable fatty acids which are used both to prepare the alkyd resins and to prepare the fatty acid esters are in particular those of soybean oil, thistle oil, linseed oil, tall oil, coconut oil, palm kernel oil, castor oil, dehydrated castor oil, fish oil and tung oil. Of these fatty acids, those of drying oils or semi-drying oils having iodine numbers of at least 100, including those of soybean oil and tall oil, are preferable.
Die Herstellung von Alkydharzen ist beispielsweise der WO-A-01/62823 zu entnehmen, deren Offenbarungsgehalt hinsichtlich der Herstellung von Alkyhdhar- zen hiermit als Referenz eingeführt wird und der einen Teil der Offenbarung der vorliegenden Erfindung bildet.The preparation of alkyd resins can be found, for example, in WO-A-01/62823, the disclosure content of which with respect to the preparation of alkyd resins is hereby introduced as a reference and which forms part of the disclosure of the present invention.
Einen Beitrag zur Lösung der eingangs genannten Aufgaben leistet auch eine Verbindung beinhaltend mindestens eine Ester-Funktion, erhalten durch das vorstehend beschriebene Verfahren. Einen weiteren Beitrag zur Lösung der eingangs genannten Aufgaben leistet ein Verfahren zur Herstellung einer Verbindung beinhaltend mindestens eine Ether- Funktion, umfassend die VerfahrensschritteA contribution to the solution of the abovementioned objects is also provided by a compound comprising at least one ester function obtained by the process described above. A further contribution to the solution of the abovementioned objects is afforded by a method for producing a compound comprising at least one ether function, comprising the method steps
a2) Herstellung von 1,2-Propandiol durch das erfindungsgemäße Verfahren zura2) Preparation of 1,2-propanediol by the inventive method for
Herstellung von 1,2-Propandiol, sowie b2) Umsetzung des 1,2-Propandiols mit einer Verbindung aufweisend mindestens eine Epoxid- oder Hydroxyl-Gruppe oder beide, unter Erhalt eines E- thers.Preparation of 1,2-propanediol, and b2) reaction of the 1,2-propanediol with a compound having at least one epoxy or hydroxyl group or both, to obtain an ethers.
Bei der Verbindung beinhaltend mindestens eine Ether-Funktion handelt es sich vorzugsweise um einen Polyether, besonders bevorzugt um einen Polyther- Polyalkohol. Die Herstellung von Polyethern und Polyether-Polyalkoholen ist aus dem Stand der Technik, beispielsweise aus DE 197 26 508 Al, bekannt.The compound containing at least one ether function is preferably a polyether, more preferably a polytheric polyalcohol. The preparation of polyethers and polyether polyalcohols is known from the prior art, for example from DE 197 26 508 A1.
Einen Beitrag zur Lösung der eingangs genannten Aufgaben leistet auch ein Verfahren zur Herstellung einer Hydraulikflüssigkeit beinhaltend mindestens eine Mineralölkomponente sowie 1,2-Propandiol, umfassend die Verfahrensschritte:A contribution to the solution of the abovementioned objects is also provided by a method for producing a hydraulic fluid comprising at least one mineral oil component and 1,2-propanediol, comprising the method steps:
a3) Herstellung von 1,2-Propandiol oder dessen Ether, oftmals als Ethoxylie- rungs- und/oder Propoxylierungsprodukte, oder beide, vorzugsweise 1,2-a3) Preparation of 1,2-propanediol or its ethers, often as ethoxylation and / or propoxylation products, or both, preferably 1,2-
Propandiol, durch das erfmdungsgemäße Verfahren zur Herstellung vonPropanediol, by the erfmdungsgemäße process for the preparation of
1,2-Propandiol, sowie b3) In Kontakt bringen des 1,2-Propandiols mit der mindestens einen Mineral- ölkomponente.1,2-propanediol, and b3) bringing the 1,2-propanediol into contact with the at least one mineral oil component.
Erfmdungsgemäß bevorzugte Hydraulikflüssigkeiten sind Hydrauliköle, welche die Anforderungen nach ISO 6743/4 erfüllen und durch die Bezeichnungen HL, HM, HV oder, in Deutschland, durch die Bezeichnungen HL, HLP, HVLP nach DIN 51524 gekennzeichnet sind. Bei den Hydraulikflüssigkeiten kann es sich insbesondere um Wasser-in-Öl- oder um Öl-in- Wasser-Emulsionen handeln, die ge- gebenenfalls auch weitere Additive, wie beispielsweise Korrosionsschutzmittel, Mittel zur Verbesserung der Alterungsbeständigkeit, zur Verminderung des Fressverschleißes im Mischreibungsgebiet sowie zur Verbesserung des Viskositäts- Temperatur- Verhaltens enthalten können.Hydraulic fluids which are preferred according to the invention are hydraulic oils which fulfill the requirements of ISO 6743/4 and are designated by the designations HL, HM, HV or, in Germany, by the designations HL, HLP, HVLP according to DIN 51524. The hydraulic fluids may in particular be water-in-oil or oil-in-water emulsions which If necessary, other additives such as corrosion inhibitors, agents for improving the aging resistance, to reduce the Fressverschleißes mixed friction region and to improve the viscosity-temperature behavior may contain.
Einen weiteren Beitrag zur Lösung der eingangs genannten Aufgaben leistet ein Verfahren zur Herstellung eines kosmetischen Produktes beinhaltend mindestens ein Haut- und/oder Haarpflegemittel sowie 1,2-Propandiol, umfassend die Verfahrensschritte:A further contribution to the solution of the abovementioned objects is provided by a process for the production of a cosmetic product comprising at least one skin and / or hair care product and 1,2-propanediol, comprising the process steps:
a4) Herstellung von 1,2-Propandiol durch das erfindungsgemäße Verfahren zura4) Preparation of 1,2-propanediol by the process according to the invention for
Herstellung von 1,2-Propandiol, sowie b4) In Kontakt bringen des 1,2-Propandiols mit dem mindestens einen Haut- und/oder Haarpflegemittel.Preparation of 1,2-propanediol, and b4) contacting the 1,2-propanediol with the at least one skin and / or hair care product.
Bei dem kosmetischen Produkt handelt es sich vorzugsweise um eine Hautcreme, eine Lotion, ein Haarpflegemittel, ein Haarwaschmittel oder eine Sonnencreme. Weiterhin ist es erfindungsgemäß bevorzugt, dass das kosmetische Produkt neben dem 1,2-Propandiol und dem Haut- oder Haarpflegemittel weitere Zusatzstoffe enthält, die üblicherweise zur Herstellung kosmetischer Produkte eingesetzt werden, wie beispielsweise Konservierungsstoffe, Parfüms, Emulgatoren, weitere Lösemittel, wie beispielsweise Wasser und/oder Ethanol, Antioxidantien, Öle, Fette und dergleichen.The cosmetic product is preferably a skin cream, a lotion, a hair care product, a shampoo or a sunscreen. Furthermore, it is preferred according to the invention that the cosmetic product in addition to the 1,2-propanediol and the skin or hair care contains other additives that are commonly used for the production of cosmetic products, such as preservatives, perfumes, emulsifiers, other solvents, such as water and / or ethanol, antioxidants, oils, fats and the like.
Einen weiteren Beitrag zur Lösung der eingangs genannten Aufgaben leistet ein Verfahren zur Herstellung eines Futtermittels beinhaltend mindestens ein Nährmittel sowie 1,2-Propandiol, umfassend die Verfahrensschritte:A further contribution to the solution of the abovementioned objects is provided by a method for producing a feed comprising at least one nutrient and 1,2-propanediol, comprising the method steps:
a5) Herstellung von 1,2-Propandiol durch das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von 1,2-Propandiol, sowie b5) In Kontakt bringen des 1,2-Propandiols mit dem mindestens einen Nährmit- tel.a5) Preparation of 1,2-propanediol by the process according to the invention for preparing 1,2-propanediol, and b5) contacting the 1,2-propanediol with the at least one nutrient tel.
Bei dem Nahrungsmittel kann es sich um ein Stärke beinhaltendes Nahrungsmittel, wie beispielsweise um stärkereiche Körner, Samen, Knollen, Getreide, Kartof- fein, Maniok oder Hirse, um ein ölhaltiges Nahrungsmittel, welches beispielsweise aus den Ölsamen von Raps, Soja, Sonnenblume, Leinsamen, Erdnuss und dergleichen gewonnen werden kann, oder um ein Grünfuttermittel handeln, welches hauptsächlich auf Kohlenhydraten basiert.The foodstuff may be a starch-containing foodstuff such as high-starch grains, seeds, tubers, cereals, potato, cassava or millet, for example, an oily food made from, for example, rapeseed, soy, sunflower, linseed , Peanut and the like, or a green feed mainly based on carbohydrates.
Einen weiteren Beitrag zur Lösung der eingangs genannten Aufgaben leistet ein Verfahren zur Herstellung eines Färbungsmittels beinhaltend mindestens ein Pigment oder Farbstoff sowie 1,2-Propandiol, umfassend die Verfahrensschritte:A further contribution to the solution of the abovementioned objects is afforded by a process for the preparation of a coloring agent comprising at least one pigment or dye and 1,2-propanediol, comprising the process steps:
a6) Herstellung von 1,2-Propandiol durch das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von 1,2-Propandiol, sowie b6) In Kontakt bringen des 1,2-Propandiols mit dem mindestens einen Pigment oder Farbstoff.a6) Preparation of 1,2-propanediol by the process according to the invention for the preparation of 1,2-propanediol, and b6) contacting the 1,2-propanediol with the at least one pigment or dye.
Bei dem Färbungsmittel handelt es sich vorzugsweise um eine Druckfarbe, wobei dieses Färbungsmittel neben dem Pigment oder dem Farbstoff und dem 1,2- Propandiol weitere, dem Fachmann bekannte Zusatzstoffe, wie beispielsweise weitere Lösungsmittel, Bindemittel, Füllstoffe und Spezialadditive, wie etwa Thi- xotropiemittel, enthalten kann.The colorant is preferably a printing ink, this colorant, in addition to the pigment or the dye and the 1,2-propanediol, further additives known to the person skilled in the art, such as further solvents, binders, fillers and special additives, such as thixotropic agents , may contain.
Einen weiteren Beitrag zur Lösung der eingangs genannten Aufgaben leistet ein Verfahren zur Herstellung eines Waschmittels beinhaltend mindestens ein Tensid sowie 1,2-Propandiol, umfassend die Verfahrensschritte:A further contribution to the solution of the abovementioned objects is made by a process for producing a detergent comprising at least one surfactant and 1,2-propanediol, comprising the process steps:
a7) Herstellung von 1,2-Propandiol durch das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von 1,2-Propandiol, sowie b7) In Kontakt bringen des 1,2-Propandiols mit dem mindestens einen Tensid. Als Waschmittel sind dabei insbesondere flüssige Vollwaschmittel bevorzugt, welche neben dem 1,2-Propandiol und dem mindestens einen Tensid vorzugsweise weitere Zusatzstoffe, wie etwa Wasserenthärter, beispielsweise Zeolith A und auch Schichtsilikate, Waschalkalien, Enzyme, beispielsweise Amylasen, Lipasen, Proteasen oder Cellulasen, Schmutzträger, wie beispielsweise Carboxymethyl- zellulose beschichtet Baumwollfasern, Kernseifen, Entschäumer, wie beispielsweise Silikone, Duftstoffe, Stellmittel und Konservierungsmittel enthalten können.a7) Preparation of 1,2-propanediol by the process according to the invention for the preparation of 1,2-propanediol, and b7) contacting the 1,2-propanediol with the at least one surfactant. In particular, liquid heavy-duty detergents are preferred as detergents which, in addition to the 1,2-propanediol and the at least one surfactant, are preferably further additives, such as water softeners, for example zeolite A and also phyllosilicates, wash alkalis, enzymes, for example amylases, lipases, proteases or cellulases, Dirt carriers, such as carboxymethyl cellulose coated cotton fibers, core soaps, defoamers, such as silicones, fragrances, stabilizers and preservatives may contain.
Einen Beitrag zur Lösung der eingangs genannten Aufgaben leistet insbesondere auch ein Verfahren zur Herstellung einer Emulsion, wobei eine wässrige Phase und eine organische Phase in Gegenwart einer erfindungsgemäßen Verbindung aufweisend mindestens eine Ester-Gruppe, vorzugsweise in Gegenwart eines er- fϊndungsgemäßen Monofettsäureesters unter Bildung einer Emulsion miteinander in Kontakt gebracht werden.In particular, a process for the preparation of an emulsion in which an aqueous phase and an organic phase in the presence of a compound according to the invention have at least one ester group, preferably in the presence of a monofatty acid ester according to the invention, with formation of an emulsion, contributes to the solution of the abovementioned objects be brought into contact with each other.
Als organische Phase kommen hier grundsätzlich alle mit Wasser nicht mischbaren, organischen Lösungsmittel in Betracht. Besonders bevorzugt organische Pha- sen basieren jedoch auf synthetischen, pflanzlichen oder tierischen Ölen. Als Öle kommen hier beispielsweise bei Raumtemperatur flüssige Fettsäuretriglyceride, insbesondere Pflanzenöle wie zum Beispiel Rapsöl, Sonnenblumenöl, Distelöl, Olivenöl, Leinöl, Kürbiskernöl, Hanföl oder Senföl, oder tierische Öle wie zum Beispiel Talge, Fischöl oder Klauenöl. werden seltener als Nahrungsmittel ge- nutzt. Sie finden aber Verwendung in der chemischen Industrie (z. B. Schmieröle, Seife) oder im Maschinenbau (Schmierstoffe). Als synthetische Öle kommen beispielsweise Silikonöle in Betracht. Auch auf Kohlenwasserstoffen basierende organische Phasen können in den Emulsionen enthalten sein. Hier kommen insbesondere Paraffine in betracht. Weiterhin kann es sich bei der erfindungsgemäßen Emulsion um eine Wasser-in- Öl- oder um eine Öl-in- Wasser-Emulsion handeln.In principle, all water-immiscible organic solvents are suitable as the organic phase. However, organic phases are particularly preferably based on synthetic, vegetable or animal oils. As oils here come, for example liquid at room temperature fatty acid triglycerides, especially vegetable oils such as rapeseed oil, sunflower oil, thistle oil, olive oil, linseed oil, pumpkin seed oil, hemp oil or mustard oil, or animal oils such as tallow, fish oil or claw oil. are used less frequently as food. However, they are used in the chemical industry (eg lubricating oils, soap) or in mechanical engineering (lubricants). Suitable synthetic oils are, for example, silicone oils. Hydrocarbon-based organic phases may also be included in the emulsions. Here in particular paraffins come into consideration. Furthermore, the emulsion according to the invention may be a water-in-oil or an oil-in-water emulsion.
Die Menge an der erfindungsgemäßen Verbindung aufweisend mindestens eine Ester-Gruppe, vorzugsweise die Menge eines erfindungsgemäßen Monofettsäure- esters, in der erfindungsgemäßen Emulsion liegt vorzugsweise in einem Bereich von 50 bis 0,1 Gew.-%, besonders bevorzugt in einem Bereich von 20 bisThe amount of the compound according to the invention having at least one ester group, preferably the amount of a monofatty acid ester according to the invention, in the emulsion according to the invention is preferably in a range from 50 to 0.1% by weight, more preferably in a range from 20 to
0,5 Gew.-% und am meisten bevorzugt in einem Bereich von 5 bis 1 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Emulsion. Das Volumenverhältnis von wässriger Phase und organischer Phase kann in weiten Bereich schwanken und ist insbesondere auch davon abhängig, ob eine Wasser-in-Öl- oder um eine0.5% by weight and most preferably in a range of 5 to 1% by weight, based in each case on the total weight of the emulsion. The volume ratio of aqueous phase and organic phase can vary widely and is particularly dependent on whether a water-in-oil or a
Öl-in- Wasser-Emulsion erhalten werden soll.Oil-in-water emulsion should be obtained.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen Emulsion erfolgt vorzugsweise durch die dem Fachmann bekannten Verfahren zur Herstellung von Emulsionen. Vorzugsweise werden die einzelnen Komponenten der erfindungsgemäßen Emulsion zusammengegeben und mittels einer geeigneten Homogenisierungsvorrichtung, beispielsweise mittels eines schnellen Rührwerkes, eines Hochdruckhomogenisators, eines Schüttlers, eines Vibrationsmischers, eines Ultraschallgenerators, einer Emulgierzentrifuge, einer Kolloidmühle oder eines Zerstäubers, in eine Emulsion überführt.The preparation of the emulsion according to the invention is preferably carried out by the methods known in the art for the preparation of emulsions. Preferably, the individual components of the emulsion according to the invention are combined and converted into an emulsion by means of a suitable homogenizer, for example by means of a rapid stirrer, a high-pressure homogenizer, a shaker, a vibration mixer, an ultrasonic generator, an emulsifying centrifuge, a colloid mill or an atomizer.
Einen Beitrag zur Lösung der eingangs genannten Aufgaben leistet weiterhin eine Emulsion, die durch das vorstehend beschriebene Verfahren erhältlich ist. Im Vergleich zu den aus dem Stand der Technik bekannten Emulsionen ist diese E- mulsion durch eine erkennbar bessere Lagerungsstabilität gekennzeichnet.A contribution to the solution of the abovementioned objects is further provided by an emulsion obtainable by the process described above. In comparison to the emulsions known from the prior art, this emulsion is characterized by a noticeably better storage stability.
In einer anderen Ausgestaltung betrifft die Erfindung eine kosmetische Zusammensetzung, beinhaltend eine erfindungsgemäße Emulsion. Erfindungsgemäße kosmetische Zusammensetzung, wobei eine Emulsion nach einem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wird und mit mindestens einer kosmetischen Kom- ponente in Kontakt gebracht wird. Als kosmetische Komponenten kommen alle dem Fachmann für verschiedene kosmetische Produkte wie Salben, Pasen, Cremes, Lotionen, Puder, Wachse oder Gele sowie Schampons, Seifen, Peelings, Sonnenschutzmittel oder Schminken bekannten Ingredienzien in Betracht. OfI- mals werden ein oder mehrere dieser Emulsionen in eine Mengen in einem Bereich von 0,01 bis 15 Gew.-%, vorzugsweise in einem Bereich von 0,1 bis 15 Gew.-% und besonders bevorzugt in einem Bereich von 0,15 bis 5 Gew.-%, jeweils bezogen auf die kosmetische Zusammensetzung, eingesetzt.In another embodiment, the invention relates to a cosmetic composition comprising an emulsion according to the invention. Cosmetic composition according to the invention, an emulsion being prepared by a process according to the invention and having at least one cosmetic composition component is brought into contact. Suitable cosmetic components are all those skilled in the art for various cosmetic products such as ointments, pases, creams, lotions, powders, waxes or gels and shampoos, soaps, scrubs, sunscreen or make-up known ingredients. Of these, one or more of these emulsions will be present in amounts ranging from 0.01% to 15% by weight, preferably in the range of from 0.1% to 15% by weight, and most preferably in the range of 0.15 to 5 wt .-%, each based on the cosmetic composition used.
In einer weiteren Ausgestaltung betrifft die Erfindung eine Kunststoffzusammensetzung beinhaltend mindestens einen Kunststoff und eine Verbindung, beinhaltend mindestens eine erfindungsgemäße Ether-Gruppe, mindestens eine erfindungsgemäße Ester-Gruppe, mindestens eine erfindungsgemäße Amino-Gruppe oder mindestens eine erfindungsgemäße Urethan-Gruppe, vorzugsweise beinhal- tend mindestens eine erfindungsgemäße Ester-Gruppe. Oftmals werden ein oder mehrere dieser Verbindungen in eine Mengen in einem Bereich von 0,01 bis 15 Gew.-%, vorzugsweise in einem Bereich von 0,1 bis 15 Gew.-% und besonders bevorzugt in einem Bereich von 0,15 bis 5 Gew.-%, jeweils bezogen auf den Kunststoff, eingesetzt. Einen Beitrag zur vorliegenden Erfindung leistet auch ein Verfahren zur Herstellung einer Kunststoffzusammensetzung, wobei eine Verbindung beinhaltend mindestens eine erfindungsgemäße Ether-Gruppe, mindestens eine erfindungsgemäße Ester-Gruppe, mindestens eine erfindungsgemäße Amino- Gruppe oder mindestens eine erfindungsgemäße Urethan-Gruppe, vorzugsweise beinhaltend mindestens eine erfindungsgemäße Ester-Gruppe, die jeweils nach einem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt und mit mindestens einem Kunststoff in Kontakt gebracht wird. Als Kunststoffe kommen grundsätzlich alle dem Fachmann geläufigen in Betracht, wobei thermoplastische Kunststoffe bevorzugt sind, deren Verarbeitbarkeit, insbesondere deren Entformbarkeit und Wandhaftung, verbessert werden kann (Gächter/Müller, Kunststoff- Additive, Carl Hanser Verlag 1989). Hierunter sind Polyester und Polyolefme bevorzugt. Bevor- zugte Polyester sind PET, PBT, PLA oder PHB. Bevorzugte Polyolefme sind PE, PP, PVC, SAN, wobei PVC besonders bevorzugt ist.In a further embodiment, the invention relates to a plastic composition comprising at least one plastic and a compound comprising at least one ether group according to the invention, at least one ester group according to the invention, at least one amino group according to the invention or at least one urethane group according to the invention, preferably including at least one ester group according to the invention. Often, one or more of these compounds will be present in amounts ranging from 0.01% to 15% by weight, preferably in the range of from 0.1% to 15% by weight, and more preferably in the range of from 0.15 to 5 Wt .-%, each based on the plastic, used. A contribution to the present invention is also made by a process for producing a plastic composition, wherein a compound comprising at least one ether group according to the invention, at least one ester group according to the invention, at least one amino group according to the invention or at least one urethane group according to the invention, preferably comprising at least one Inventive ester group, which is prepared in each case by a process according to the invention and brought into contact with at least one plastic. In principle, all plastics which are familiar to the person skilled in the art may be considered as plastics, thermoplastics being preferred whose workability, in particular their demoldability and wall adhesion, can be improved (Gächter / Müller, Kunststoff-Additive, Carl Hanser Verlag 1989). Of these, preferred are polyesters and polyolefins. Before- ferred polyesters are PET, PBT, PLA or PHB. Preferred polyolefins are PE, PP, PVC, SAN, with PVC being particularly preferred.
In einer anderen Ausgestaltung betrifft die Erfindung eine Bohrzusammensetzung beinhaltend mindestens eine flüssige Spülkomponente und eine Verbindung beinhaltend mindestens eine erfindungsgemäß erhältliche Ether-Gruppe, mindestens eine erfindungsgemäß erhältliche Ester-Gruppe, mindestens eine erfindungsgemäß erhältliche Amino-Gruppe oder mindestens eine erfindungsgemäß erhältliche Ur- ethan-Gruppe, vorzugsweise beinhaltend mindestens eine erfindungsgemäß erhält- liehe Ester-Gruppe. Oftmals werden ein oder mehrere dieser Verbindungen in eine Mengen in einem Bereich von 0,01 bis 15 Gew.-%, vorzugsweise in einem Bereich von 0,1 bis 15 Gew.-% und besonders bevorzugt in einem Bereich von 0,15 bis 5 Gew.-%, jeweils bezogen auf die Spülkomponente, eingesetzt.In another embodiment, the invention relates to a drilling composition comprising at least one liquid rinsing component and a compound comprising at least one ether group obtainable according to the invention, at least one ester group obtainable according to the invention, at least one amino group obtainable according to the invention or at least one urethane available according to the invention. Group, preferably comprising at least one ester group obtainable according to the invention. Often, one or more of these compounds will be present in amounts ranging from 0.01% to 15% by weight, preferably in the range of from 0.1% to 15% by weight, and more preferably in the range of from 0.15 to 5 % By weight, based in each case on the flushing component.
Ein weitere Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Bohrzusammensetzung, wobei eine Verbindung beinhaltend mindestens eine Ether-Gruppe, mindestens eine Ester-Gruppe, mindestens eine Amino-Gruppe oder mindestens eine Urethan-Gruppe, vorzugsweise beinhaltend mindestens eine Ester-Gruppe, oder auch mindestens zwei davon nach einem er- fmdungsgemäßen Verfahren hergestellt wird und mit mindestens einer flüssige Spülkomponente in Kontakt gebracht wird.A further embodiment of the present invention relates to a method for producing a drilling composition, wherein a compound comprising at least one ether group, at least one ester group, at least one amino group or at least one urethane group, preferably containing at least one ester group, or else at least two thereof are prepared by a process according to the invention and are brought into contact with at least one liquid rinsing component.
Als Bohrzusammensetzungen kommen grundsätzlich alle dem Fachmann insbesondere für die Niederbringung von Gesteinsbohrungen bekannten Zusammenset- zungen, insbesondere flüssige Spülsysteme, Bohrspülungen auf geschlossener Ölbasis sowie Bohrspülflüssigkeiten auf Basis Wasser-basierter OAV- Emulsionssysteme in Betracht.In principle, all known to those skilled in the art for the drilling of rock wells, in particular liquid rinsing systems, closed oil drilling fluids and Bohrspülflüssigkeiten based on water-based OAV emulsion systems come into consideration as drilling compositions.
Flüssige Spülsysteme zur Niederbringung von Gesteinsbohrungen unter Aufbrin- gen des abgelösten Bohrkleins sind bekanntlich beschränkt eingedickte, fliessfä- hige Systeme, die einer der drei folgenden Klassen zugeordnet werden können: Rein wässrige Bohrspülflüssigkeiten, Bohrspülsysteme auf Ölbasis, die in der Regel als sogenannte Invert-Emulsionsschlämme eingesetzt werden sowie die Wasser-basierten O/W-Emulsionen, die in der geschlossenen wässrigen Phase eine heterogene feindisperse Ölphase enthalten.Liquid flushing systems for drilling rock drilled holes while applying the detached drill cuttings are known to be limited to thickened, flowable systems which can be assigned to one of the following three classes: Purely aqueous drilling fluids, oil drilling fluids commonly used as invert emulsion slurries, and water based O / W emulsions containing a heterogeneous finely dispersed oil phase in the closed aqueous phase.
Bohrspülungen auf geschlossener Ölbasis sind im Allgemeinen als Drei oder Mehr-Phasen-System aufgebaut: Öl, Wasser und feinteilige Feststoffe. Die wässrige Phase ist dabei heterogen fein-dispers in der geschlossenen Ölphase verteilt. Es ist eine Mehrzahl von Zusatzstoffen vorgesehen, insbesondere Emulgatoren, fluid- loss- Additive, Alkalireserven, Viskositätsregler und dergleichen. Zu Einzelheiten wird beispielsweise verwiesen auf die Veröffentlichung P. A. Boyd et al. "New Base OiI Used in Low- Toxicity OiI Muds" Journal of Petroleum Technology, 1985, 137 bis 142 sowie R. B. Bennett "New Drilling Fluid Technology - Mineral OiI Mud" Journal of Petroleum Technology, 1984, 975 bis 981 sowie die darin zitierte Literatur.Closed-oil drilling fluids are generally constructed as a three-phase or multi-phase system: oil, water and finely divided solids. The aqueous phase is distributed heterogeneously finely dispersed in the closed oil phase. A plurality of additives are provided, in particular emulsifiers, fluid loss additives, alkali reserves, viscosity regulators and the like. For details reference is made, for example, to the publication P. A. Boyd et al. Journal of Petroleum Technology, 1985, 137-42, and RB Bennett, "New Drilling Fluid Technology - Mineral OiI Mud" Journal of Petroleum Technology, 1984, 975-981, and the literature cited therein ,
Bohrspülflüssigkeiten auf Basis Wasser-basierter O/W-Emulsionssysteme nehmen in ihren Gebrauchseigenschaften eine Zwischenstellung ein zwischen den rein wässrigen Systemen und den ölbasierten Invertspülungen. Ausführliche Sach- Informationen finden sich hier in der einschlägigen Fachliteratur, verwiesen sei beispielsweise auf das Fachbuch George R. Gray und H. C. H. Darley, "Composi- tion in Properties of OiI Well Drilling Fluids" , 4. Auflage, 1980/81, GuIf Publishing Company, Houston und die umfangreiche darin zitierte Sach- und Patentliteratur sowie das Handbuch "Applied Drilling Engineering", Adam T. Bourgoyne, Jr. et al., First Printing Society of Petroleum Engineers, Richardson, Texas (USA).Drilling fluids based on water-based O / W emulsion systems occupy an intermediate position in their performance properties between the purely aqueous systems and the oil-based invert fluids. Detailed factual information can be found here in the relevant specialist literature, reference is made, for example, to the specialist book George R. Gray and HCH Darley, "Composition in Properties of Oil Well Drilling Fluids", 4th edition, 1980/81, Guild Publishing Company , Houston and the extensive technical and patent literature cited therein, and the handbook "Applied Drilling Engineering", Adam T. Bourgoyne, Jr. et al., First Printing Society of Petroleum Engineers, Richardson, Texas (USA).
Einen Beitrag zur Lösung der eingangs genannten Aufgaben leistet weiterhin die Verwendung der im ersten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens erhaltenen Hydrierabläufe und/oder des nach Durchlaufen beider Schritte des erfmdungsge- mäßen Verfahrens erhaltenen 1,2-Propandiols als Kältemittel, zur Herstellung einer Verbindung beinhaltend mindestens eine Ester-Funktion, vorzugsweise zur Herstellung eines Polyesters oder eines Alkyhdharzes, zur Herstellung einer Verbindung beinhaltend mindestens eine Ether-Funktion, vorzugsweise zur Herstellung eines Polyethers, als Wärmeübertragungsmittel, als Hydraulikflüssigkeit oder als Komponente für eine Hydraulikflüssigkeit, zur Herabsetzung des Gefrierpunk- tes wässriger Phasen, als Lösemittel oder Weichmacher in Färbungsmitteln, insbesondere in Druckfarben, als Lösemittel oder als Hilfsstoff in vorzugsweise flüssigen Waschmitteln, als Zusatzstoff in Futtermitteln, als Feuchthaltemittel in Lebensmitteln und Tabakwaren, als Formulierungsbestandteil in kosmetischen Produkten, als Additiv oder Basis oder beidem in Pumpmitteln oder Schmiermitteln oder beiden, insbesondere bei der Exploration von Erdöllagerstätten, oder als Formulierungsbestandteil von Korrosionsschutzmitteln.The use of the hydrogenation processes obtained in the first step of the process according to the invention and / or the 1,2-propanediol obtained after passing through both steps of the process according to the invention also contributes to the solution of the abovementioned processes as a refrigerant, for producing a compound comprising at least one Ester function, preferably for Preparation of a polyester or of an alkyd resin, for producing a compound comprising at least one ether function, preferably for producing a polyether, as heat transfer medium, as hydraulic fluid or as component for a hydraulic fluid, for lowering the freezing point of aqueous phases, as solvent or plasticizer Coloring agents, in particular in printing inks, as a solvent or as an excipient in preferably liquid detergents, as an additive in feeds, as humectants in food and tobacco products, as a formulation component in cosmetic products, as an additive or base or both in pumping agents or lubricants or both, especially in the Exploration of oil deposits, or as a formulation component of corrosion inhibitors.
Insbesondere leistet auch die Verwendung der durch das erfmdungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer Verbindung beinhaltend mindestens eine Ester- Funktion erhaltenen Verbindung beinhaltend mindestens eine Ester-Funktion, insbesondere die Verwendung eines durch dieses Verfahren erhaltenen Fettsäuremonoesters, als Emulgator oder als Formulierungsbestandteil für PVC- Extrusionen einen Beitrag zur Lösung der eingangs genannten Aufgaben.In particular, the use of the compound obtained by the erfmdungsgemäße method for producing a compound containing at least one ester function containing at least one ester function, in particular the use of a fatty acid monoester obtained by this method, as an emulsifier or as a formulation component for PVC extrusions contributes to solve the problems mentioned above.
Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Verbindung beinhaltend mindestens eine Ether-Gruppe, mindestens eine Ester-Gruppe, mindestens eine Amino-Gruppe oder mindestens eine Urethan- Gruppe oder mindestens zwei davon, beinhaltend die Verfahrensschritte,In particular, the present invention relates to a process for the preparation of a compound comprising at least one ether group, at least one ester group, at least one amino group or at least one urethane group or at least two thereof, including the process steps,
al) Herstellung von 1,2-Propandiol durch ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, sowie bl) Umsetzung des 1,2-Propandiols mit einer Verbindung aufweisend mindestens ein aktives Wasserstoffatom, mindestens eine Epoxid-Gruppe, mindestens eine Ester-Gruppe oder mindestens eine Isocyanat-Gruppe, wobei das Verfahren den weiteren Verfahrensschritt des in Kontakt bringens einer wässrigen Phase und einer organischen Phase in Gegenwart der Verbindung beinhaltend mindestens eine Ester-Gruppe unter Bildung einer Emulsion umfasst. Zusätzlich zu diesem Verfahrensschritt kann das Verfahren weiterhin den Verfah- rensschritt des in Kontakt bringens der Emulsion mit mindestens einer kosmetischen Komponente unter Bildung einer kosmetischen Zusammensetzung umfassen.al) Preparation of 1,2-propanediol by a process according to any one of claims 1 to 12, and bl) reaction of the 1,2-propanediol with a compound having at least one active hydrogen atom, at least one epoxy group, at least one ester group or at least one isocyanate group, the method comprising the further step of contacting an aqueous phase and an organic phase in the presence of the compound comprising at least one ester group to form an emulsion. In addition to this process step, the process may further comprise the process step of contacting the emulsion with at least one cosmetic component to form a cosmetic composition.
Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Verbindung beinhaltend mindestens eine Ether-Gruppe, mindestens eine Ester- Gruppe, mindestens eine Amino-Gruppe oder mindestens eine Urethan-Gruppe oder mindestens zwei davon, beinhaltend die Verfahrensschritte al) und bl), wobei das Verfahren den weiteren Verfahrensschritt des in Kontakt bringens der Verbindung beinhaltend mindestens eine Ether-Gruppe, mindestens eine Ester- Gruppe, mindestens eine Amino-Gruppe oder mindestens eine Urethan-Gruppe, vorzugsweise beinhaltend mindestens eine Ester-Gruppe, mit mindestens einem Kunststoff unter Bildung einer Kunsstoffzusammensetzung umfasst.Furthermore, the present invention relates to a process for preparing a compound comprising at least one ether group, at least one ester group, at least one amino group or at least one urethane group or at least two thereof, comprising the process steps al) and bl), wherein the method comprises the further step of contacting the compound comprising at least one ether group, at least one ester group, at least one amino group or at least one urethane group, preferably containing at least one ester group, with at least one plastic to form a Kunsstoffzusammensetzung.
Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Verbindung beinhaltend mindestens eine Ether-Gruppe, mindestens eine Ester- Gruppe, mindestens eine Amino-Gruppe oder mindestens eine Urethan-Gruppe oder mindestens zwei davon, beinhaltend die Verfahrensschritte al) und bl), wobei das Verfahren den weiteren Verfahrensschritt des in Kontakt bringens der Verbindung beinhaltend mindestens eine Ether-Gruppe, mindestens eine Ester- Gruppe, mindestens eine Amino-Gruppe oder mindestens eine Urethan-Gruppe, vorzugsweise beinhaltend mindestens eine Ester-Gruppe mit mindestens einer flüssige Spülkomponente unter Bildung einer Bohrzusammensetzung umfasst.Furthermore, the present invention relates to a process for preparing a compound comprising at least one ether group, at least one ester group, at least one amino group or at least one urethane group or at least two thereof, comprising the process steps al) and bl), wherein the method comprises the further step of contacting the compound comprising at least one ether group, at least one ester group, at least one amino group or at least one urethane group, preferably containing at least one ester group with at least one liquid rinse component to form a drilling composition.
Die Erfindung betrifft auch eine Emulsion erhältlich durch das vorstehend be- schriebene Verfahren, eine kosmetische Zusammensetzung erhältlich durch das vorstehend beschriebene Verfahren, eine Kunsstoffzusammensetzung erhältlich durch das vorstehend beschriebene Verfahren und eine Bohrzusammensetzung, erhältlich durch das vorstehend beschriebene Verfahren.The invention also relates to an emulsion obtainable by the process described above, a cosmetic composition obtainable by the process described above, a Kunsstoffzusammensetzung available by the method described above and a drilling composition obtainable by the method described above.
Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Verfahren zur Herstel- lung einer Zusammensetzung, umfassend die Verfahrensschritte:In particular, the present invention also relates to a process for the preparation of a composition comprising the process steps:
Al) Herstellung von 1,2-Propandiol durch das eingangs beschriebene, erfindungsgemäße Verfahren, sowieAl) Preparation of 1,2-propanediol by the process of the invention described in the introduction, and
Bl) In Kontakt bringen des 1,2-Propandiols mit der mindestens einer Kompo- nente ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einer Mineralölkomponente, einem Haut- und/oder Haarpflegemittel, einem Nährmittel, einem Pigment, einem Farbstoff oder einem Tensid.B1) contacting the 1,2-propanediol with the at least one component selected from the group consisting of a mineral oil component, a skin and / or hair care agent, a nutrient, a pigment, a dye or a surfactant.
Gemäß einer besonderen Ausführungsform dieses Verfahrens handelt es sich bei der Zusammensetzung um eine Hydraulikflüssigkeit beinhaltend mindestens eine Mineralölkomponente sowie 1,2-Propandiol, wobei im Verfahrensschritt B2) das 1,2-Propandiol mit mindestens einer Mineralölkomponente in Kontakt gebracht wird.According to a particular embodiment of this process, the composition is a hydraulic fluid containing at least one mineral oil component and 1,2-propanediol, wherein in process step B2) the 1,2-propanediol is brought into contact with at least one mineral oil component.
Gemäß einer anderen besonderen Ausführungsform dieses Verfahrens handelt es sich bei der die Zusammensetzung um ein kosmetisches Produkt beinhaltend mindestens ein Haut- und/oder Haarpflegemittel sowie 1,2-Propandiol, wobei im Verfahrensschritt B2) das 1,2-Propandiol mit mindestens einem Haut- und/oder Haarpflegemittel in Kontakt gebracht wird.According to another particular embodiment of this method, the composition is a cosmetic product comprising at least one skin and / or hair care product and 1,2-propanediol, wherein in process step B2) the 1,2-propanediol with at least one skin and / or hair care product is brought into contact.
Gemäß einer anderen besonderen Ausführungsform dieses Verfahrens handelt es sich bei der die Zusammensetzung um ein Futtermittel beinhaltend mindestens ein Nährmittel sowie 1,2-Propandiol, wobei im Verfahrensschritt B2) das 1,2- Propandiol mit mindestens einem Nährmittel in Kontakt gebracht wird. Gemäß einer anderen besonderen Ausführungsform dieses Verfahrens handelt es sich bei der die Zusammensetzung um ein Pigment oder Farbstoff sowie 1,2- Propandiol, und wobei im Verfahrensschritt B2) das 1,2-Propandiol mit mindestens einem Pigment oder Farbstoff in Kontakt gebracht wird.According to another particular embodiment of this method, the composition is a feed comprising at least one nutrient and 1,2-propanediol, wherein in process step B2) the 1,2-propanediol is brought into contact with at least one nutrient. According to another particular embodiment of this process, the composition is a pigment or dye and 1,2-propanediol, and in process step B2) the 1,2-propanediol is brought into contact with at least one pigment or dye.
Gemäß einer anderen besonderen Ausführungsform dieses Verfahrens handelt es sich bei der die Zusammensetzung um ein Waschmittel beinhaltend mindestens ein Tensid sowie 1,2-Propandiol, wobei im Verfahrensschritt B2) das 1,2- Propandiol mit mindestens einem Tensid in Kontakt gebracht wird.According to another particular embodiment of this method, the composition is a detergent comprising at least one surfactant and 1,2-propanediol, wherein in process step B2) the 1,2-propanediol is brought into contact with at least one surfactant.
Die Erfindung betrifft auch die durch die vorstehend beschriebenen Verfahren erhältliche Zusammensetzung.The invention also relates to the composition obtainable by the methods described above.
Die Erfindung wird nun anhand nicht limitierender Beispiele näher erläutert:The invention will now be explained in more detail by way of non-limiting examples:
BEISPIELEEXAMPLES
Beispiel 1 :Example 1 :
Ein 2 m langes Reaktionsrohr mit einem Innendurchmesser von 25 mm (kontinuierliche Hydrieranlage) wurde mit einem Katalysator vom Kupfer-Chrom-Typ (Typ G99 BO 3 x 3 der Firma Südchemie) befüllt. Man hydrierte reines Glycerin kontinuierlich unter folgenden Bedingungen: Temperatur = 220 0C; 250 bar; 13 Nm3/h Wasserstoff; Durchsatz = 882 g/h.A 2 m long reaction tube with an internal diameter of 25 mm (continuous hydrogenation) was filled with a copper-chromium type catalyst (type G99 BO 3 x 3 from Südchemie). Pure glycerol was hydrogenated continuously under the following conditions: temperature = 220 ° C.; 250 bar; 13 Nm 3 / h of hydrogen; Throughput = 882 g / h.
Zum Monitoring des Umsetzungsgrades des Glycerin wurde der Hydrierablaufs per GC analysiert, jedoch nicht vollständig, sondern lediglich bezüglich seines Gehaltes an Glycerin, 1,2-Propandiol und Ethylenglykol. Ergebnis: 34,2% Glycerin, 65,3% 1,2-Propandiol, 0,5% Ethylenglykol. Nebenprodukte konnten nur als kleine Verunreinigungen im GC beobachtet werden. Der Hydrierablauf wies einen nur schwachen Geruch auf und war fast klar. Der Hydrierablauf wurde im Labor destilliert: Fraktionierung mit aufgesetzter 20 cm Vigreux- Kolonne, Destillation bei Atmosphärendruck, Einsatzmenge: 1000 g.To monitor the degree of conversion of the glycerol, the hydrogenation effluent was analyzed by GC, but not completely, but only in terms of its content of glycerol, 1,2-propanediol and ethylene glycol. Result: 34.2% glycerol, 65.3% 1,2-propanediol, 0.5% ethylene glycol. By-products could only be observed as small impurities in the GC. The hydrogenation effluent had a faint odor and was almost clear. The hydrogenation effluent was distilled in the laboratory: fractionation with attached 20 cm Vigreux column, distillation at atmospheric pressure, amount used: 1000 g.
Bei der Fraktionierung wurden die vier Fraktionen I bis IV erhalten. Die zugehörigen Daten sind Tabelle 1 zu entnehmen. In dieser Tabelle bedeutet in Spalte 1 „Fr" die jeweilige Fraktion und „R" der Destillationsrückstand. In den Spalten 2 und 3 sind Sumpf- und Brüdentemperatur der jeweiligen Fraktionen zusammengestellt. Spalte 4 nennt die Menge (in Gramm) der erhaltenen Fraktionen. Spalte 5 kennzeichnet die Fraktionen näher.Upon fractionation, the four fractions I to IV were obtained. The associated data are shown in Table 1. In this table, in column 1, "Fr" means the respective fraction and "R" the distillation residue. Columns 2 and 3 show the sump and broth temperatures of the respective fractions. Column 4 gives the amount (in grams) of fractions obtained. Column 5 indicates the fractions closer.
Tabelle 1Table 1
Im Sinne des erfmdungsgemäßen Verfahrens ist Fraktion IV (505,4g farblose, klare Flüssigkeit). Bei dieser Fraktion handelt es sich um das Zielprodukt.For the purposes of the inventive method is fraction IV (505.4g colorless, clear liquid). This fraction is the target product.
Vergleichsbeispiel 1 :Comparative Example 1
Beispiel 1 wurde wiederholt, jedoch wurde Glycerin praktisch vollständig (und nicht partiell wie in Beispiel 1) hydriert. Dies geschah durch Erhöhung der Temperatur auf 230 0C und durch Reduzierung des Durchsatzes auf 441 g/h. Zum Monitoring des Umsetzungsgrades des Glycerins wurde der Hydrierablaufs analysiert, jedoch nicht vollständig, sondern lediglich bezüglich seines Gehaltes an Glycerin, 1 ,2-Propandiol und Ethylenglykol. Ergebnis: 0,5% Glycerin, 98,7% 1,2-Propandiol, 0,8% Ethylenglykol. Der Hydrierablauf wies einen äußerst starken Geruch auf und war trüb. Im GC konnten mehrere kleine Peaks festgestellt werden, die aber nicht qualifiziert werden konnten.Example 1 was repeated but glycerol was hydrogenated almost completely (and not partially as in Example 1). This was done by raising the temperature to 230 0 C and reducing the throughput to 441 g / h. To monitor the degree of conversion of glycerol, the hydrogenation sequence was analyzed, but not completely, but only with respect to its content of glycerol, 1, 2-propanediol and ethylene glycol. Result: 0.5% glycerol, 98.7% 1,2-propanediol, 0.8% ethylene glycol. The hydrogenation effluent had an extremely strong odor and was cloudy. Several small peaks could be detected in the GC, but these could not be qualified.
Der Hydrierablauf wurde im Labor destilliert: Fraktionierung mit aufgesetzter 20 cm Vigreux- Kolonne, Destillation bei Atmosphärendruck, Einsatzmenge: 1000g Bei der Fraktionierung wurden die vier Fraktionen I bis IV erhalten. Die zugehörigen Daten sind Tabelle 2 zu entnehmen.The hydrogenation effluent was distilled in the laboratory: fractionation with attached 20 cm Vigreux column, distillation at atmospheric pressure, amount used: 1000 g In fractionation, the four fractions I to IV were obtained. The associated data are shown in Table 2.
Tabelle 2Table 2
Endprodukt des Vergleichsversuchs ist Fraktion IV (705,4g farblose Flüssigkeit, Geruch nach Ether). Final product of the comparative experiment is fraction IV (705.4 g colorless liquid, odor of ether).
Beispiel 2:Example 2:
Beispiel 1 wurde wiederholt, jedoch wurde das eingesetzte Glycerin im Verhältnis 4 : 1 mit dem in Beispiel 1 erhaltenen Hydrierablaufs vermischt (4 Gewichtsteile reines Glycerin und 1 Gewichtsteil des Hydrierablaufs aus Beispiel 1).Example 1 was repeated except that the glycerol used in a ratio of 4: 1 was mixed with the hydrogenation procedure obtained in Example 1 (4 parts by weight of pure glycerol and 1 part by weight of the hydrogenation procedure from Example 1).
Zum Monitoring des Umsetzungsgrades des Glycerin wurde der Hydrierablaufs analysiert, jedoch nicht vollständig, sondern lediglich bezüglich seines Gehaltes an Glycerin, 1,2-Propandiol und Ethylenglykol. Ergebnis: 13,8% Glycerin, 85,6% 1,2-Propandiol, 0,6% Ethylenglykol. Der Hydrierablauf wies einen nur schwachen Geruch auf und war fast klar.To monitor the degree of conversion of the glycerol, the hydrogenation sequence was analyzed, but not completely, but only with respect to its content of glycerol, 1,2-propanediol and ethylene glycol. Result: 13.8% glycerol, 85.6% 1,2-propanediol, 0.6% ethylene glycol. The hydrogenation effluent had a faint odor and was almost clear.
Der Hydrierablauf wurde im Labor destilliert: Fraktionierung mit aufgesetzter 20 cm Vigreux- Kolonne, Destillation bei Atmosphärendruck, Einsatzmenge: 1000 g.The hydrogenation effluent was distilled in the laboratory: fractionation with attached 20 cm Vigreux column, distillation at atmospheric pressure, amount used: 1000 g.
Bei der Fraktionierung wurden die vier Fraktionen I bis IV erhalten. Die zugehörigen Daten sind Tabelle 3 zu entnehmen. Upon fractionation, the four fractions I to IV were obtained. The associated data are shown in Table 3.
Tabelle 3Table 3
Im Sinne des erfindungsgemäßen Verfahrens ist Fraktion IV (630,7g farblose, klare Flüssigkeit, geruchlos) die entscheidende Fraktion. Es handelt sich hier um das Zielprodukt Produkt. In dieser Fraktion konnten gaschromatographisch keine weiteren Nebenprodukte identifiziert werden.For the purposes of the process according to the invention, fraction IV (630.7 g colorless, clear liquid, odorless) is the decisive fraction. This is the target product product. In this fraction could be identified by gas chromatography no further by-products.
Vergleichsbeispiel 2:Comparative Example 2:
Beispiel 1 wurde wiederholt, jedoch wurde Glycerin vollständig (und nicht partiell wie in Beispiel 1) hydriert. Dies geschah einerseits durch Erhöhung der Temperatur auf 250 0C, Einsatz eines Kupfer-Silikat (Cu-SiO2 / Kata Leuna) und Wahl eines Durchsatzes von 441 g/h.Example 1 was repeated but glycerol was fully hydrogenated (and not partially as in Example 1). This was done on the one hand by increasing the temperature to 250 0 C, using a copper silicate (Cu-SiO 2 / Kata Leuna) and choice of a throughput of 441 g / h.
Der Hydrierablauf (gelb, aufschwimmende Tröpfchen, sehr unangenehmer Geruch) wurde destilliert: Fraktionierung mit aufgesetzter Kolonne wie in Tabelle 1 , Destillation bei Atmosphärendruck, Einsatzmenge: 1000 g.The hydrogenation effluent (yellow, floating droplets, very unpleasant odor) was distilled: fractionation with attached column as in Table 1, distillation at atmospheric pressure, amount used: 1000 g.
Bei der Fraktionierung wurden die fünf Fraktionen I bis V erhalten. Die zugehöri- gen Daten sind Tabelle 4 zu entnehmen. Tabelle 4In the fractionation, the five fractions I to V were obtained. The associated data are shown in Table 4. Table 4
Die Fraktionen III bis V wurden vereint und ergaben 730,6 g einer klaren Flüssigkeit mit leichtem Geruch. Zusammensetzung laut GC: 93,5% 1,2-Propandiol, 4,0% Ethylenglykol, 2,5% unbekannte Nebenprodukte.Fractions III to V were combined to give 730.6 g of a clear liquid with a slight odor. GC composition: 93.5% 1,2-propanediol, 4.0% ethylene glycol, 2.5% unknown by-products.
Diese Gesamtfraktion wies faktisch die gleiche Brüdentemperatur auf wie die in den Tabellen 1 bis 3 beschriebene Fraktion IV, d. h. das Destillationsverhalten war identisch.In fact, this total fraction had the same Broth temperature as fraction IV described in Tables 1 to 3, d. H. the distillation behavior was identical.
Als Vergleichsprodukt ist hier die Gesamtfraktion (Fraktionen III bis V) anzusprechen. Es ist deutlich, dass die Qualität der Gesamtfraktion als sehr schlecht einzustufen ist (Reinheit lediglich 93,5%, mit 4% sehr viel Ethylenglykol und ferner 2,5% an weiteren Nebenprodukten). Die Gesamtfraktion hatte außerdem einen Eigengeruch und zeigte bei der Zugabe von Wasser eine leichte Trübung. As a comparison product here is the total fraction (fractions III to V) to address. It is clear that the quality of the total fraction is classified as very poor (purity only 93.5%, with 4% very much ethylene glycol and further 2.5% of other by-products). The total fraction also had an inherent odor and showed a slight haze upon the addition of water.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zur Herstellung von 1,2-Propandiol mit einer Reinheit von mindestens 98%, dadurch gekennzeichnet, dass man in einem ersten1. A process for the preparation of 1,2-propanediol having a purity of at least 98%, characterized in that in a first
Schritt Glycerin in Gegenwart eines heterogenen Kupfer-haltigen Katalysators kontinuierlich hydriert, wobei man Glycerin zu höchstens 95% umsetzt, und die im ersten Schritt erhaltene Reaktionsmischung in einem zweiten Schritt einer Destillation unterwirft.Step glycerol continuously hydrogenated in the presence of a heterogeneous copper-containing catalyst, wherein glycerol is reacted to at most 95%, and subjected to the reaction mixture obtained in the first step in a second step of a distillation.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei man einen heterogenen Kupfer- Chrom-haltigen Katalysator einsetzt.2. The method of claim 1, wherein one uses a heterogeneous copper-chromium-containing catalyst.
3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei man einen heterogenen Kupferchro- mit-Katalysator einsetzt.3. The method of claim 1, wherein one uses a heterogeneous Kupferchro- with catalyst.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, wobei man die Hydrierung in isotherm betriebenen Rohrreaktoren oder Rohrbündelreaktoren durchführt.4. The method of claim 1 to 3, wherein the hydrogenation is carried out in isothermally operated tubular reactors or tube bundle reactors.
5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei man die Hydrierung so durchführt, dass man flüssiges Glycerin in Rieselfahrweise („trickle bed") im Gleichoder Gegenstrom mit Wasserstoff über ein Katalysator-Festbett leitet.5. The method according to claim 4, wherein the hydrogenation is carried out by passing liquid glycerol in trickle bed in cocurrent or countercurrent with hydrogen over a fixed catalyst bed.
6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei man Glycerin ohne Rückvermischung mit einer definierten Verweilzeit durch die Katalysatorschüttung in dem bzw. den Rektionsrohren führt.6. The method of claim 5, wherein glycerol leads without backmixing with a defined residence time through the catalyst bed in the or the reaction tubes.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei man die Hydrierung bei einer Temperatur im Bereich von 180 bis 220 0C durchführt. 7. The method according to any one of claims 1 to 6, wherein the hydrogenation is carried out at a temperature in the range of 180 to 220 0 C.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Wassergehalt des eingesetzten Glycerins unterhalb von 2% liegt.8. The method according to any one of claims 1 to 7, wherein the water content of the glycerol used is below 2%.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 wobei man Glycerin im ersten Schritt zu höchstens 90% umsetzt.9. The method according to any one of claims 1 to 8 wherein glycerol is reacted in the first step to at most 90%.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei zumindest ein Teil des bei der Destillation im Sumpfprodukt zurückbehaltenen Glycerins in den ersten Schritt zurückgeführt wird.10. The method according to any one of claims 1 to 9, wherein at least a portion of the retained in the distillation in the bottom product glycerol is returned to the first step.
11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei zumindest ein Teil des Sumpfproduktes ohne vorherige Aufreinigung in den ersten Schritt zurückgeführt wird.11. The method of claim 10, wherein at least a portion of the bottom product is recycled without prior purification in the first step.
12. Verfahren nach Anspruch 10, wobei zumindest ein Teil des im Sumpfprodukt bei der Destillation erhaltenen Glycerins zunächst durch Destillation oder Filtration des Sumpfproduktes aufgereinigt und erst dann in den ersten Schritt zurückgeführt wird.12. The method of claim 10, wherein at least a portion of the glycerol obtained in the bottom product in the distillation is first purified by distillation or filtration of the bottom product and only then returned to the first step.
13. Verfahren zur Herstellung einer Verbindung beinhaltend mindestens eine Ether-Gruppe, mindestens eine Ester-Gruppe, mindestens eine Amino- Gruppe oder mindestens eine Urethan-Gruppe oder mindestens zwei davon, beinhaltend die Verfahrensschritte, umfassend die Verfahrensschritte13. A process for the preparation of a compound comprising at least one ether group, at least one ester group, at least one amino group or at least one urethane group or at least two thereof, including the process steps comprising the process steps
al) Herstellung von 1,2-Propandiol durch ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, sowie bl) Umsetzung des 1 ,2-Propandiols mit einer Verbindung aufweisend mindestens ein aktives Wasserstoffatom, mindestens eine Epoxid- Gruppe, mindestens eine Ester-Gruppe oder mindestens eine Isocy- anat-Gruppe. al) Preparation of 1,2-propanediol by a process according to any one of claims 1 to 12, and bl) reacting the 1, 2-propanediol with a compound having at least one active hydrogen atom, at least one epoxy group, at least one ester group or at least one isocyanate group.
14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei die Verbindung mindestens eine Ester-Gruppe beinhaltet.14. The method of claim 13, wherein the compound includes at least one ester group.
15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei die Verbindung beinhaltend mindestens eine Ester-Funktion ein Fettsäuremonoester, ein Polyesterharz oder ein Polyalkydharz ist.15. The method of claim 14, wherein the compound containing at least one ester function is a fatty acid monoester, a polyester resin or a polyalkyd resin.
16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, umfassend den weiteren Verfah- rensschritt des in Kontakt bringens einer wässrigen Phase und einer organischen Phase in Gegenwart der Verbindung beinhaltend mindestens eine Ester-Gruppe unter Bildung einer Emulsion.16. The method of claim 14 or 15, comprising the further process step of contacting an aqueous phase and an organic phase in the presence of the compound comprising at least one ester group to form an emulsion.
17. Verfahren nach Anspruch 16, umfassend den weiteren Verfahrensschritt des in Kontakt bringens der Emulsion mit mindestens einer kosmetischen17. The method of claim 16, comprising the further step of contacting the emulsion with at least one cosmetic
Komponente unter Bildung einer kosmetischen Zusammensetzung.Component to form a cosmetic composition.
18. Verfahren nach Anspruch 13, umfassend den weiteren Verfahrensschritt des in Kontakt bringens der Verbindung beinhaltend mindestens eine E- ther-Gruppe, mindestens eine Ester-Gruppe, mindestens eine Amino-18. The method according to claim 13, comprising the further method step of bringing the compound into contact containing at least one ether group, at least one ester group, at least one amino group
Gruppe oder mindestens eine Urethan-Gruppe, vorzugsweise beinhaltend mindestens eine Ester-Gruppe, mit mindestens einem Kunststoff unter Bildung einer Kunsstoffzusammensetzung.A group or at least one urethane group, preferably containing at least one ester group, with at least one plastic to form a Kunsstoffzusammensetzung.
19. Verfahren nach Anspruch 13, umfassend den weiteren Verfahrensschritt des in Kontakt bringens der Verbindung beinhaltend mindestens eine E- ther-Gruppe, mindestens eine Ester-Gruppe, mindestens eine Amino- Gruppe oder mindestens eine Urethan-Gruppe, vorzugsweise beinhaltend mindestens eine Ester-Gruppe mit mindestens einer flüssige Spülkompo- nente unter Bildung einer Bohrzusammensetzung. 19. The method according to claim 13, comprising the further method step of bringing the compound into contact containing at least one ether group, at least one ester group, at least one amino group or at least one urethane group, preferably containing at least one ester group A group comprising at least one liquid rinse component to form a drilling composition.
20. Verfahren zur Herstellung einer Verbindung beinhaltend mindestens eine Ether-Funktion nach Anspruch 13, wobei das im Verfahrensschritt al) hergestellte 1,2-Propandiol im Verfahrensschritt bl) mit einer Verbindung auffweisend mindestens eine Hydroxyl-Gruppe als eine Verbindung aufweisend mindestens ein aktives Wasserstoffatom oder mit einer Verbindung aufweisend mindestens eine Epoxid-Gruppe, oder beide, umgesetzt wird.20. A process for preparing a compound comprising at least one ether function according to claim 13, wherein the 1,2-propanediol prepared in process step al) in process step bl) with a compound auffweisend at least one hydroxyl group as a compound having at least one active hydrogen atom or with a compound having at least one epoxy group, or both, is reacted.
21. Verbindung beinhaltend mindestens eine Ether-Gruppe, mindestens eine Ester-Gruppe, mindestens eine Amino-Gruppe oder mindestens eine Ur- ethan-Gruppe oder mindestens zwei davon, erhältlich durch ein Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15 und 17, eine Emulsion erhältlich durch das Verfahren nach Anspruch 16, eine kosmetische Zusammensetzung erhältlich durch das Verfahren nach Anspruch 17, eine Kunsstoff- Zusammensetzung erhältlich durch das Verfahren nach Anspruch 18 oder eine Bohrzusammensetzung erhältlich durch das Verfahren nach Anspruch 19.21. A compound comprising at least one ether group, at least one ester group, at least one amino group or at least one urethane group or at least two thereof, obtainable by a process according to any one of claims 13 to 15 and 17, an emulsion obtainable by the process of claim 16, a cosmetic composition obtainable by the process of claim 17, a plastic composition obtainable by the process of claim 18 or a drilling composition obtainable by the process of claim 19.
22. Verfahren zur Herstellung einer Zusammensetzung, umfassend die Ver- fahrensschritte:22. A method of making a composition comprising the steps of:
Al) Herstellung von 1,2-Propandiol durch ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, sowieAl) Preparation of 1,2-propanediol by a process according to any one of claims 1 to 12, as well as
B2) In Kontakt bringen des 1,2-Propandiols mit der mindestens einer Komponente ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einer Mine- ralölkomponente, einem Haut- und/oder Haarpflegemittel, einemB2) bringing the 1,2-propanediol into contact with the at least one component selected from the group consisting of a mineral oil component, a skin and / or hair care product, a
Nährmittel, einem Pigment, einem Farbstoff oder einem Tensid.Nutrient, a pigment, a dye or a surfactant.
23. Das Verfahren nach Anspruch 22, wobei die Zusammensetzung eine Hydraulikflüssigkeit beinhaltend mindestens eine Mineralölkomponente sowie 1,2-Propandiol ist und wobei im Verfahrensschritt B2) das 1,2- Propandiol mit mindestens einer Mineralölkomponente in Kontakt gebracht wird.23. The method of claim 22, wherein the composition is a hydraulic fluid containing at least one mineral oil component and 1,2-propanediol and wherein in step B2) the 1,2- Propandiol is contacted with at least one mineral oil component.
24. Das Verfahren nach Anspruch 22, wobei die Zusammensetzung ein kos- metisches Produkt beinhaltend mindestens ein Haut- und/oder Haarpflegemittel sowie 1,2-Propandiol ist und wobei im Verfahrensschritt B2) das 1,2-Propandiol mit mindestens einem Haut- und/oder Haarpflegemittel in Kontakt gebracht wird.24. The method according to claim 22, wherein the composition is a cosmetic product comprising at least one skin and / or hair care agent and 1,2-propanediol and wherein in process step B2) the 1,2-propanediol with at least one skin and / or hair care product is brought into contact.
25. Das Verfahren nach Anspruch 22, wobei die Zusammensetzung ein Futtermittel beinhaltend mindestens ein Nährmittel sowie 1,2-Propandiol ist und wobei im Verfahrensschritt B2) das 1,2-Propandiol mit mindestens einem Nährmittel in Kontakt gebracht wird.25. The method of claim 22 wherein the composition is a feed comprising at least one nutrient and 1,2-propanediol and wherein in step B2) the 1,2-propanediol is contacted with at least one nutrient.
26. Das Verfahren nach Anspruch 22, wobei die Zusammensetzung ein Färbungsmittel beinhaltend mindestens ein Pigment oder Farbstoff sowie 1,2-Propandiol ist, und wobei im Verfahrensschritt B2) das 1,2- Propandiol mit mindestens einem Pigment oder Farbstoff in Kontakt gebracht wird.26. The method of claim 22, wherein the composition is a colorant containing at least one pigment or dye and 1,2-propanediol, and wherein in step B2) the 1,2-propanediol is contacted with at least one pigment or dye.
27. Das Verfahren nach Anspruch 22, wobei die Zusammensetzung ein Waschmittel beinhaltend mindestens ein Tensid sowie 1,2-Propandiol ist und wobei im Verfahrensschritt B2) das 1,2-Propandiol mit mindestens einem Tensid in Kontakt gebracht wird.27. The method of claim 22, wherein the composition is a detergent comprising at least one surfactant and 1,2-propanediol and wherein in step B2) the 1,2-propanediol is brought into contact with at least one surfactant.
28. Zusammensetzung, erhältlich durch ein Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 27.28. A composition obtainable by a process according to any one of claims 22 to 27.
29. Verwendung der im ersten Schritt des Verfahrens nach einem der An- spräche 1 bis 12 erhaltenen Hydrierabläufe und/oder des nach Durchlaufen beider Schritte des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 12 erhaltenen 1,2-Propandiols als Kältemittel, zur Herstellung einer Verbindung beinhaltend mindestens eine Ester-Funktion, zur Herstellung einer Verbindung beinhaltend mindestens eine Ether-Funktion, als Wärmeübertragungsmittel, als Hydraulikflüssigkeit oder als Komponente für ei- ne Hydraulikflüssigkeit, zur Herabsetzung des Gefrierpunktes wässriger29. Use of the hydrogenation processes obtained in the first step of the process according to any one of claims 1 to 12 and / or of the two steps of the process according to any one of claims 1 to 12 1,2-propanediol obtained as a refrigerant, for producing a compound containing at least one ester function, for producing a compound containing at least one ether function, as a heat transfer medium, as a hydraulic fluid or as a component for a ne hydraulic fluid, to reduce the freezing point aqueous
Phasen, als Lösemittel oder Weichmacher in Färbungsmitteln, insbesondere in Druckfarben, als Lösemittel oder als Hilfsstoff in vorzugsweise flüssigen Waschmitteln, als Zusatzstoff in Futtermitteln, als Feuchthaltemittel in Lebensmitteln und Tabakwaren, als Formulierungsbestandteil in kosmetischen Produkten, als Additiv oder Basis oder beidem inPhases, as solvents or plasticizers in colorants, especially in printing inks, as a solvent or as an excipient in preferably liquid detergents, as an additive in feeds, as humectants in food and tobacco products, as a formulation component in cosmetic products, as an additive or base or both
Pumpmitteln oder Schmiermitteln oder beiden oder als Formulierungsbestandteil von Korrosionsschutzmitteln.Pumping agents or lubricants or both or as a formulation component of corrosion inhibitors.
30. Verwendung der Verbindung beinhaltend mindestens eine Ester-Gruppe nach Anspruch 21 als Emulgator oder als Formulierungsbestandteil für30. Use of the compound comprising at least one ester group according to claim 21 as an emulsifier or as a formulation component for
PVC-Extrusionen. PVC extrusions.
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