FI75498C

FI75498C - Loesningsmedelextraktionsfoerfarande under anvaendning av fosfinoxidblandningar, i foerfarandet anvaenda fosfinoxidblandningar och framstaellning daerav.

Info

Publication number: FI75498C
Application number: FI842933A
Authority: FI
Inventors: William Andrew Rickelton; Allan James Robertson
Original assignee: Canada Cyanamid
Priority date: 1983-07-21
Filing date: 1984-07-20
Publication date: 1988-07-11
Also published as: NO842984L; FI842933A; FI842933A0; YU128984A; DE3470517D1; EP0132700B1; EP0132700A1; YU45902B; FI75498B; BR8403631A

Description

1 75498

Liuotinuuttomenetelmä käyttäen fosfiinioksidiseoksia, menetelmässä käytetyt fosfiinioksidiseokset ja niiden valmistus 5 Tämä keksintö koskee happamien orgaanisten yhdistei den poistamista vesiliuoksesta ja erityisesti kahta tai useampia tällaisia oksideja sisältävien fosfiinioksidien seosten käyttämistä tarvitsematta käyttää laimennusainetta alempien karboksyylihappojen ja fenoliyhdisteiden poista-10 miseksi teollisuuden jätevedestä.

Jäteveden käsittely epäpuhtauksien poistamiseksi ja myös arvokkaiden yhdisteiden talteenottamiseksi liuoksesta on nykyaikaisten kemiallisten tehtaiden eräs oleellisimpia tehtäviä. Lukuisia menetelmiä käytetään, kuten poistamista 15 vesihöyrytislauksella sekä jonkin verran monimutkaisempaa uuttamista liuottimilla, mikä viimeksi mainittu tekniikka on suuresti riippuvainen talteenotettavien yhdisteiden ominaisuuksista. Liuottimen valinta on kriittinen ja liuotin-häviö täytyy pitää mahdollisimman pienenä.

20 Eräät orgaaniset yhdisteet, kuten etikkahappo ja fenoli laimeissa vesiliuoksissa ovat erityisen vaikeasti poistettavissa. On tunnettua uutta etikkahappoa käyttämällä estereitä tai ketoneja liuottimena. Jakautumiskerroin tasapainotilassa, (liuenneen aineen paino-osuus liuotin-25 faasissa/paino-osuus vesifaasissa, tasapainotilassa) on kuitenkin etikkahapon ollessa kysymyksessä näitä liuottimia käytettäessä noin 1,0 tai pienempi. Tämä alhainen Kd tekee välttämättömäksi käyttää suhteellisen korkeita liuo-tinvirtausnopeuksia uuttomenetelmässä ja talteenotto näitä 30 liuottimia käyttäen ei ole taloudellisesti houkutteleva, jos vesiliuoksessa on vähemmän kuin 3-5 paino-% happoa.

Vaihtoehtoisia ja jonkin verran parannettuja liuotin-järjestelmiä on saatu käyttämällä eräitä organofosforiyh-disteitä ja erityisesti fosfiinioksideja laimennusaineessa. 35 Nämä uuttoaine/laimennusaine-järjestelmät ovat kuitenkin 2 75498 epäedullisia, koska laimennusaineen (joka usein on välttämätön, jotta voidaan käyttää uuttoaineita, joilla on korkeahko sulamispiste) läsnäolo pienentää suuresti uuttoaineen konsentraatiota ja estää myös sen jälkeen suoritettavia 5 poistotislausoperaatioita haihtumalla samanaikaisesti yhdisteen kanssa, joka on poistettu vesiliuoksesta.

100 %:isen uttoaineen käyttäminen liuottimena ilman laimennusaineen käyttämistä on tämän vuoksi toivottavaa, mutta sitä rajoittavat uuttoaineen sulamispiste ja taloudel-10 liset lämpötilat, joissa poistaminen suoritetaan. Erityisesti laimentamattomien trialkyylifosfiinioksidien käyttäminen on tunnettua, mutta niiden suhteellisen korkeat sulamispisteet vaativat sen, että poistamisoperaatio on suoritettava ympäristön lämpötilojen yläpuolella, mistä aiheu-15 tuu jäätymisriski tehtaan toimintahäiriön aikana.

Nyt yllättäen on huomattu, että käyttämällä trialkyy-liafosfiinioksidien seoksia ei ainostaan sulamispiste ole hyväksyttävämmällä tasolla, vaan että seoksen kyky uuttaa happamia orgaanisia yhdisteitä laimeista vesiliuoksista on 20 korkea. Seoksilla on odottamattoman korkeat uuttokertoimet kysymyksen ollessa vaikeasti uutettavista yhdisteistä, kuten etikkahaposta. Orgaaninen faasi poistetun yhdisteen kanssa voidaan poistaa käyttämällä erilaisia menetelmiä, kuten tislausta tai poistamista alkaliliuoksen avulla.

25 Niinpä esillä olevan keksinnön mukaan aikaansaadaan menetelmä happaman orgaanisen yhdisteen, joka on valittu ryhmästä, johon kuuluvat substituoitu tai ei-substituoitu karboksyylihappo, jossa on 1-5 hiiliatomia, ja substituoitu tai ei-substituoitu fenoliyhdiste, poistamiseksi laime-30 asta vesiliuoksesta, jonka menetelmän mukaan saatetaan vesiliuos kosketukseen seoksen 1) kanssa, jossa on ainakin 2 fosfiinioksidia, joista ensimmäisellä fosfiinioksidilla on kaava;

II

3 75498

Ri r2-P=0 5 ja toisella fosfiinioksidilla on kaava; R'l^^^ ,. R1 o_ P=0 10 1 / R,3^^ joissa kaavoissa Rj_, R2, R3, R'i» R,2 3a R,3 on yksilöllisesti valittu ryhmästä, johon kuuluvat alkyyli, syklo-15 alkyyli, aralkyyli ja substituoitu aralkyyli, joissa kussakin on 4-18 hiiliatomia ja hiiliatomien kokonaislukumäärä mainitussa ensimmäisessä fosfiinioksidissa on vähintään 15, ja hiiliatomien lukumäärä mainitussa toisessa fosfiinioksidissa on vähintään 17, jolloin ensimmäisessä 20 ja toisessa oksidissa olevien hiiliatomien kokonaislukumäärien erotus on vähintään 2, ainakin yhtä mainittua fosfiinioksidia on läsnä vähintään 5 paino-% eikä enempää kuin 60 paino-% tai seoksen 2) kanssa, jossa on ainakin 4 fosfiinioksidia, joilla on kaavat R^PO, R'^PO, 25 R"2R'"PO, R"R'2PO, joissa kaavoissa R" ja R'n on yksilöl lisesti valittu ryhmästä, johon kuuluvat alkyyli, syklo-alkyyli, aralkyyli ja substituoitu aralkyyli, joissa kussakin on 4-18 hiiliatomia ja hiiliatomien kokoniasluku-määrä kussakin fosfiinioksidissa on vähintään 15 ja edul-30 lisesti vähintään 18, jolloin mainittuja fosfiinioksideja on läsnä vähintään 1 paino-% eikä enempää kuin 60 paino-%.

4 75498

Hiiliatomien kokonaislukumäärä seoksen 1) mainitussa toisessa fosfiinioksidissa on vähintään 19 ja ensimmäisessä ja toisessa oksidissa olevien hiiliatomien lukumäärien erotus on vähintään 4.

5 Ainakin yhtä seoksen 1) fosfiinioksidia on vielä edullisemmin läsnä noin 25-45 paino-% ja mainituilla fos-fiinioksidiseoksilla on sulamispiste alle noin 50°C.

Hiiliatomien kokonaislukumäärä seoksen 2) toisessa fosfiinioksidissa, jossa on toiseksi alin lukumäärä hii-10 liatomeja, on vähintään 20, kun hiiliatomien kokonaislukumäärä ensimmäisessä oksidissa, jossa on alin lukumäärä hiiliatomeja, on 18, jolloin hiiliatomien kokonaislukumäärien erotus ensimmäisen oksidin ja sen oksidin välillä, jossa on suurin lukumäärä hiiliatomeja, on vähinään 6.

15 Ainakin yhtä fosfiinioksidia on seoksessa 2) vielä edullisemmin läsnä määrä, joka on noin 35-50 paino-%, ja mainituilla fosfiinioksidiseoksilla on sulamispiste alle noin 20°C, tavallisemmin alle noin 10°C.

Samalla kun esillä olevan keksinnön mukaisen mene-20 telmän uskotaan olevan käyttökelpoinen kysymyksen ollessa arvokkaista jäteaineista tai epäpuhtauksista laimeissa vesivirroissa, on se erityisen käyttökelpoinen happamia orgaanisia yhdisteitä, kuten karboksyylihappoja ja feno-liyhdisteitä silmälläpitäen. Menetelmää käytetään erityi-25 sesti karboksyylihappojen poistamiseen, joissa on 1-5 hiiliatomia, erityisesti etikkahapon, propionihapon, voi-hapon ja valeriaanahapon (joita yleisesti löytyy teollisuuden jätevesissä) sekä myös fenolin poistamiseen. Kar-boksyylihapot voivat olla substituoituja yhdellä tai use-30 ämmällä halogeenilla, hydroksyyli-, syano-, tai alkoksyy-liryhmällä. Muita erityisiä happoja, joita voidaan poistaa esillä olevan keksinnön mukaisella menetelmällä ovat esimerkiksi kaproni-, heptaanidikarboksyyli-, kapryyli-, pelargoni-, bentsoe-, meripihka-, oksaali-, omena-, maito-, 35 syanoetikka-, glykoli- ja maleiinihappo. Esillä olevan

II

5 75498 keksinnön kohteena olevat fenoliyhdisteet käsittävät sellaisia, jotka on substituoitu yhdellä tai useammalla al-kyyliryhmällä. Esimerkkejä fenoliyhdisteistä, jotka voidaan poistaa laimeista vesivirroista, ovat p-kresoli, re-5 sorsinoli, 1-naftoli, 2-naftoli, o-, m- ja p-ksylenoli sekä ei-substituoitu tai substituoitu hydrokinoni, floro-glysinoli ja pyrogalloli.

Laimeasta vesiliuoksesta poistettua yhdistettä tai yhdisteitä voi olla läsnä missä tahansa alhaisessa tai koh-10 talaisen alhaisessa määrässä laimeassa liuoksessa, joskin yleensä niitä on määrä, joka on pienempi kuin 5 paino-% ja todennäköisemmin pienempi kuin 2 paino-% tai jopa 1 paino-%.

Esillä olevan keksinnön mukainen menetelmä on erityisen käyttökelpoinen karboksyylihappojen talteenottami-15 seksi paperitehtaan ja synteettistä polttoöljyä valmistavien tehtaiden jätevesistä. Menetelmä on myöskin arvokas fenolin talteenottamiseksi fenolihartsin tuotannon jätevedestä ja hiilen kaasutuksen yhteydessä kertyneestä jätevedestä. Otaksutaan, että orgaanisten ja epäorgaanisten 20 yhdisteiden talteenotto, jotka ovat yleensä vain heikosti uutettavissa (esim. Sb-, As-, Bi-yhdisteet), voidaan suorittaa esillä olevan keksinnön mukaisen menetelmän avulla.

Siinä tapauksessa, että fosfiinioksideissa yksi tai useampi R- tai R"-ryhmä on alkyylejä, sisältävät edul-25 liset alkyylit noin 4 - noin 18 hiiliatomia suoraketjui- sina tai haarautuneina alkyyleinä, kun taas edulliset syk-loalkyylit käsittävät kuudesta kahdeksaan hiiliatomiin sisältäviä substituoituja tai ei-substituoituja sykloal-kyylejä.

30 Esimerkkejä sopivista fosfiinioksideista, jotka ovat käyttökelpoisia seoksena 1) ovat, joskaan niitä ei ole rajoitettu näihin, tri-n-heksyylifosfiinioksidi (THPO) tri-n-oktyylifosfiinioksidi (TOPO), tris-(2,4,4-trime-tyylipentyyli)-fosfiinioksidi, trisykloheksyylifosfiini-35 oksidi, tri-n-dodekyylifosfiinioksidi, tri-n-oktadekyyli-fosfiinioksidi, tris(2-etyyliheksyyli)fosfiinioksidi, 6 75498

di-n-oktyylietyylifosfiinioksidi, di-n-heksyyli-isobutyy-lifosfiinioksidi, oktyylidi-isobutyylifosfiinioksidi, tri-bentsyylifosfiinioksidi, di-n-heksyylibentsyylifosfiinioksidi, di-n-oktyylibentsyylifosfiinioksidi, 9-oktyyli-9-5 fosfabisyklo(3,3,1)nonaani-9-oksidi ja vastaavat TOPO

ja THPO ovat edullisia oksideja kaksiosaisessa seoksessa.

Joskin seoksen 1) yhtä oksidia tulee olla läsnä vähintään 5 paino-% eikä enempää kuin 60 paino-%, on edulli-10 nen määrä välillä noin 25-45 paino-% ja edullisemmin noin 35 paino-%. Vaikkakin useita fosfiinioksideja voidaan käyttää seoksessa 1), on sopivinta käyttää kaksiosaista seosta. Eräs erityisen edullinen kaksiosainen seos käsittää tri-n-oktyyli-fosfiinioksidia (YOPO) yhdessä tri-n-heksyy-15 li-fosfiinioksidin (THPO) kanssa ja edullinen suhde TOPO/ THPO-seoksessa on 35/65 paino-%. Kuitenkin synergistinen vaikutus odottamatta suurentuneiden K^-arvojen saamiseksi voidaan saavuttaa edellä mainitun fosfiinioksidin kahden tai useamman osan seoksilla.

20 Seoksessa 1) käytetyt fosfiinioksidit valitaan si ten, että hiiliatomien kokonaislukumäärän erotus ensimmäisessä ja toisessa oksidissa on vähintään 2 ja edullisesti vähintään 4 ja vielä edullisemmin 6 tai 8.

Seoksen 1) sulamispiste on edullisesti alle noin 25 60°C, joka on tavallinen ylempi lämpötila, jossa teolli suuden jäteliuoksia käsitellään neste/neste-uuttopro-sessien avulla. On kuitenkin toivottavaa, että sulamispiste on alempi menetelmän tehon ja taloudellisuuden parantamiseksi. Noin 50°C:n sulamispiste on edullinen ja 30 tällöin valitaan käytännöllisistä syistä fosfiinioksidi-seos, joka sulaa alle noin 50°C ja vielä edullisemmin alle 30°C tai 25°C, käytettäväksi menetelmässä edellyttäen, että sen kyky uuttaa hapanta orgaanista yhdistettä on hyväksyttävissä. Suositeltavin TOPO/THPO-seos paino-%-suh-35 teessä 35/65 sulaa noin 16°C:ssa.

Il 7 75498

Esimerkkejä sopivista fosfiinioksideista, jotka ovat käyttökelpoisia seoksena 2), ovat sellaiset, jotka on edellä mainittu seoksen 1) yhteydessä. Lisäksi voidaan käyttää myös seuraavia fosfiinioksideja: diheksyylimono-oktyylifos-5 fiinioksidi, dioktyylimonoheksyylifosfiinioksidi, dihek- syylimonodekyylifosfiinioksidi, didekyylimonoheksyylifos-fiinioksidi, dioktyylimonodekyylifosfiinioksidi, didekyy-limono-oktyylifosfiinioksidi ja diheksyylimonobutyylifos-fiinioksidi.

10 Samalla kun kaikkia oksideja tulee olla läsnä seok sessa 2) vähintään 1 paino-% eikä enempää kuin 60 paino-%, on edullinen määrä ainakin yhden mainitun oksidin osalta välillä noin 1,5 - 10,0 paino-%. Vaikkakin voidaan seoksessa 2) käyttää enemmän kuin 4 fosfiinioksidia, on sopi-15 vinta valmistaa kvaternäärinen seos kahdesta olefiinisesta yhdisteestä. Erään erityisen edullisen neliosaisen seoksen muodostavat tri-n-oktyyli-fosfiinioksidi (TOPO); tri-n-heksyyli-fosfiinioksidi (THPO), diheksyylimono-oktyylifos-fiinioksidi ja dioktyylimonoheksyylifosfiinioksidi.

20 Kuitenkin synergistinen vaikutus odottamattomasti suurentuneiden KD~arvojen saamiseksi voidaan saavuttaa edellä mainittujen fosfiinioksidien neljän tai useamman osan muodostamilla seoksilla.

Seoksessa 2) käytetyt fosfiinioksidit valitaan niin, 25 että erotus hiiliatomien kokonaislukumäärässä ainakin kahdessa oksideista on vähintään 2 ja voi olla jopa 5 tai suurempi.

Seoksen 2) sulamispiste on edullisesti alle noin 20°C. On kuitenkin toivottavaa, että sulamispiste on vielä 30 alempi menetelmän tehon ja taloudellisuuden parantamiseksi sekä myös materiaalin käsittelyetujen saavuttamiseksi.

Alle noin 10°C oleva sulamispiste on edullinen ja tällöin valitaan käytännöllisistä syistä menetelmässä käytettäväksi fosfiinioksidiseos, joka sulaa alle noin 10°C ja 35 edullisemmin välillä 0°C + 5°C, edellyttäen, että sen kyky uuttaa hapanta orgaanista yhdistettä on hyväksyttävissä.

8 75498

Paitsi energiasäästöjä, jotka ovat saavutettavissa käyttämällä fosfiinioksidiseosta, jolla on alhainen sulamispiste, ovat muita alhaisen sulamispisteen omaavien seosten etuja laimentamisen tarpeettomuus, joten fosfiini-5 oksideja voidaan käyttää laimentamattomina, sekä se, että vältytään jäätymismahdollisuudelta tehtaan toimintahäiriön aikana. Fosfiinioksidien alhaisen sulamispisteen omaava eutektinen seos tekee myös mahdolliseksi alhaiseksi saatetun sulamispisteen johdosta käyttää sellaisia fosfiini-10 oksideja, joita aikaisemmin voitiin käyttää vain kohotetuissa lämpötiloissa tai yhdessä laimennusaineen kanssa, minkä viimeksi mainitun käyttäminen usein vaikeutti seu-raavia poistotislausoperaatioita.

Eräässä edullisessa kvaternäärisessä fosfiinioksi-15 diseoksessa 2), joka on valmistettu hekseenistä ja oktee-nista, on lisäksi vain noin 20 % THPO verrattuna THOP/ TOPO:n muodostamaan edulliseen binääriseen fosfiinioksi-diseokseen, jossa on noin 70 % THOP. Koska THPO on liukoi-sempi veteen kuin mitä on toivottavaa, niin edullinen kva-20 ternäärinen fosfiinioksidiseos, jossa on vähemmän THPO, on selvästi vähemmän liukoinen vesiliuokseen, josta happamat orgaaniset yhdisteet uutetaan ja siten se on edullisempi kuin binäärinen järjestelmä.

Esillä olevan keksinnön mukaisessa menetelmässä 25 käytettyjen fosfiinioksidiseosten merkittävin etu on kuitenkin tällaisten seosten avulla aikaansaatu odottamatto-masti suurentunut uuttokyky.

Tämä uuttokyky on suurempi kuin samansuuruisella määrällä yhtä fosfiinioksidia sitä yksinään käytettäessä 30 ja tällöin se tuottaa käyttökustannussäästöjä sen fosfii-nioksidimäärän osalta, joka tarvitaan uuttamaan toivottu liuennut aine laimeasta vesiliuoksesta.

Edullinen fosfiinioksidiseos 2) voidaan valmistaa saattamalla kaksi tai useampia olefiinisia yhdistei-35 tä, kuten penteeni, hekseeni, okteeni ja dekeeni, reagoimaan fosfiinin kanssa.

Il 9 75498

Kahdesta olefUnisesta yhdisteestä, kuten okteenista ja hekseenistä, välituotteena saatu tertiäärinen fosfiini hapetetaan vetyperoksidilla nelikomponenttisen trialkyyli-fosfiinioksidiseoksen saamiseksi, s.o. R"^PO; R^^PO; 5 R'^R^PO; R'^'^PO. Riippuen olefiinisen yhdisteen (oktee- ni/hekseeni)-suhteesta, voi seos olla nestemäinen huoneen lämpötilassa; esim. yhdisteen sisältäessä 70 paino-% heksee-niä ja 30 paino-% okteenia on sen jäätymispiste noin 0°C. Käytännöllisistä käsittelysyistä seos on nestemäinen huo-10 neen lämpötilassa. Esimerkiksi 9-osaisen seoksen, joka on saatu hekseenistä, okteenista ja dekeenistä, on huomattu olevan erityisen sopiva ja tehokas.

Esillä olevaa keksintöä selostetaan seuraavassa yksityiskohtaisemmin viittaamalla esimerkkeihin, jotka on 15 esitetty vain asiaa valaisevassa mielessä.

Esimerkki 1

Liuotinnäytteiden kyky uuttaa etikkahappoa ja myös fenolia laimeista vesiliuoksista tutkittiin. Jokaista liuo-tinnäytettä ravisteltiin ja sekoitettiin määrätyn määrän 20 kanssa vesiliuosta, joka sisälsi etikkahappoa. Useiden minuuttien kuluttua annettiin vesifaasin ja orgaanisen faasin erottua toisistaan ja vesifaasista anlysoitiin läsnäolevan etikkahapon määrä. Menetelmä toistettiin vesifaasilla siksi kunnes etikkahappo oli kokonaan otettu talteen 25 ja siirtynyt orgaaniseen faasiin. Orgaanisen faasin (liuottimen) tilavuusmäärä, joka tarvittiin 100 %:sen talteenoton aikaansaamiseksi on ilmoitettu suhteella vesifaasi/ orgaaninen faasi (A/O).

10 75498

Etikkahappo (teollisuuden jätevesi) A/0 Näyte Liuotin 100 %;nen talteenotto 1 150 g/1 TOPO DPA:ssa 0,5 5 2 400 g/1 TOPO DPA:ssa 0,66 3 THPO/TOPO (65/35 paino- %-suhde 2,0

Fenoli (synteettinen liuos)

10 A/O

Näyte Liuotin 100 %;nen talteenotto 1 100 g/1 TOPO Conoco 500:ssa 2 2 200 g/1 TOPO Conoco 500:ssa 3 3 325 g/1 TOPO Conoco 500:ssa 5 15 4 THPO/TOPO (65/35 paino- %-suhde 10 Tällöin näytteissä 1 ja 2 liuotettiin TOPO D.P.A.:han, kaupalliseen laimennusaineeseen, jota toimittaa Conoco, ja 20 jonka muodostavat difenyylialkaanit, ja tällöin voidaan nähdä, että suurennettaessa TOPOin määrää liuottimessa tarvitaan vähemmän orgaanista faasia, s.o. suhde vesifaasi/ orgaaninen faasi (A/O) suurenee. Liuotinnäytteessä 3 antaa kuitenkin fosfiinioksidiseos (THPOiTOPO 65 paino-%; 35 paino-%) oleellisesti suurentuneen kyvyn uuttaa etikkahap-poa. Myös fenolin uutossa antaa näyte 4 oleellisesti suurentuneen A/O-arvon osoittaen näin selvästi, että tarvitaan vähemmän orgaanista (liuotin)-faasia fenolin talteen-ottamiseksi 100 %:sesti vesiliuoksesta.

30 Esimerkki 2

Teollisuuden jätevettä, joka sisälsi etikkahappoa ja propionihappoa vastaavasti määrissä 6,15 ja 1,5 g/litra, uutettiin käyttämällä THPO/TOPO-seosta. Tasapainotilan konsentraatio kummallekin karboksyylihapolle määritettiin 35 erilaisten A/O-suhteiden osalta.

Il 11 75498

Taulukko 1

Karboksyylihappojen uutto teollisuuden jätevedestä, joka sisältää etikka- ja proplonlhappoa 5

Liuotin (paino-%) : 65 THPO, 35 TOPO

Lämpötila: 50°C

Tasapainotilan konsentraatio (9/litra)1 10

Etikkahappo Prooionihappo

A/O faasi vesifaasi KQ faasi vesifaasi KQ

15 5 18,3 2,50 7,3 6,15 0,27 22,8 2 9,70 1,30 7,5 2,78 0,11 25,3 1 5,54 0,61 9,1 1,47 0,03 49,0

Perustuu vesianalyysiin ja massatasapainoon.

20 Isotermit jäljellä oleville hapoille yhtyvät Y-akselin kanssa.

Selmaa jätevettä uutettiin lisäksi käyttäen liuotinta, joka sisälsi erilaisia TOPO-konsentraatioita.

Taulukko 2 12 75498

Karboksyylihappojen uutto teollisuuden jätevedestä käyttämällä 150 ja 400 q/lltra TOPO-liuottimia 5

Lämpötila: 50°C

Laimennusaine: DPA

Tasapainotilan konsentraatio (9/litra)* 10

Etikkahappo Propionihappo vesi- vesi-

Liuotin A/O faasi faasi KD faasi faasi Κβ 15 150 g/1 TOPO 2 3,90 4,20 0,9 1,80 0,60 3,0 DPArssa 1 3,45 2,70 1,3 1,15 0,35 3,3 400 g/1 TOPO 2 5,10 2,60 2,0 2,53 0,24 10,5 DPA:ssa 1 4,70 1,45 3,2 1,40 0,10 14,0 20 * Perustuu vesianalyysiin ja massatasapainoon.

Isotermit muille hapoille oleellisesti yhtyvät Y-akselin kanssa.

Näin on selvästi osoitettu, että K^-arvot THPO/TOPO-seokselle ovat paljon suuremmat kuin K^-arvot yksistään 25 TOPO:lle difenyylialkaani (DPA)-laimennusaineessa, vastaavilla A/O-suhteilla.

Esimerkki 3

Vesiliuosta, joka sisälsi 10 g/litra fenolia, uutettiin liuottimilla, joissa oli erilaiset uuttoaine-konsentraatiot.

Il 13 75498 Γ'- o vo Q| οι « o «I «s· vo r-

I -H

H tn (N ro Γ" tn ro o o o CU (0 * 0 >4-1 o o o 01

O

H

—. \ -P

(0 o · tn ro (0(13(0 M P-ι Cr> n3 Oi oo Ί1 tn tn tn p κ ^ io - ^ tntntn -h e-i O p en σι σι ...... iH r— OOO ^ —' O O O G tn m in m o <u Λ g tn000O-H O (n o G οουΕπ »h -h piioin

P OOO «H P O K I (N ^ I

G CCGO CU (0 Oi

44 O O O \ E (0 O

•H U U O O -H P H I -H

(0 G P -h tn oo > O O O m — G (0 tn (0 o o fc & ft n <u m oi m ‘ * G OOO (0 tn P >4-100 i O O h ti ti * ·Ρ G ·Η

P Ή O rH O <H

P P (ÖifltOCU O 44 ^

ro o (0 P P P K G -H tn -H

G (0 ρ ρ p eh tl) »H · 01 m oi O (U P -P -P -P ip 0 m td O » »

44 CU -P rHMrPO G CN p (0 O O

44 -P G S S S S (0 CU ro04-(i— CMI

G rH CU tn tn tn O P MH

ip (0 tn p

G -P G oomin -P G

(0 O O O (N VO rH (0

EH G 44 r- (N ro \ rH

•P tu tn -P vo vo γη rH G U -P p I H1 oi in o -P Ä ^ ^ OO O O « I N r G (0 r M ro If OO G Oi

CU o “ “ w w T- m -P O

p p (0 E-* I ·Ρ +j ex ·ρ tn o r~~ 3 ·· to (0 tn (0 o r- 00 p -p .... tn Pcuco*·*·*· <u tn (0 (0 p > un 000

E O rH EH ’P

•P G "rl 1—I

-P -P -P

P rH :o tn -p O -P Oh · tn G tn £ o tn (ti co 10 o •p CU»0 o p (ti * *> » p >P cn o P tn cn> m <—

1— i— O

p| o ^ 1-

1 *P

•p tn o Γ' ίγ O tn (0 i— ro p (U (0 - O > P o o ro

Eh (0

P -P

P «tn »- TT ro •P tn (0 «».«.

rH p (0 o o> ^ \ O ip r- ro tn

o O

o \ T- < T- (n m 14 75498

Tasapainotilan fenolikonsentraatiot orgaanisessa ja vesifaasissa erilaisilla A/O-arvoilla määritettiin ja tasapainotilan jakautumiskerroin Kd laskettiin. Tällöinkin voidaan nähdä, että K^-arvot fosfiinioksidiseokselle ovat odot-5 tamattomasti korkeammat kuin yksityisille oksidiliuottimil-le kaikilla A/O-arvoilla.

Seuraavat 4 esimerkkiä esittävät Cg/Cg-seosten sekä myös C^g/Cg-seoksen käyttämistä kvaternääristen fosfiini-oksidiseosten valmistuksessa.

10 Esimerkki 4

Fosfiinia saatettiin reagoimaan autoklaavissa olefii-nioseoksen kanssa, joka sisälsi 70 paino-% okteenia ja 30 paino-% hekseeniä. Välituotteena saatuja reaktiotuotteita (tertiäärisiä fosfiineja) hapetettiin sen jälkeen vetyperok- 15 sidilla lopputuotteen muodostamiseksi, joka sisälsi neljän tertiäärisen fosfiinioksidin seosta. Tuote analysoitiin ja sen todettiin sisältävän 3,9 % triheksyylifosfiinioksidia, 22.8 % diheksyylimono-oktyylifosfiinioksidia, fosfiinioksi-dia (painon perusteella). Lopputuote oli nestettä huoneen 20 lämpötilassa ja se suli välillä 8-17°C.

Esimerkki 5

Esimerkki 4 toistettiin käyttämällä olefiiniseosta, joka sisälsi 60 paino-% okteenia ja 40 paino-% hekseeniä. Lopuksi saatu tertiäärinen fosfiinioksidituote analysoitiin 25 ja sen todettiin sisältävän 8 % triheksyylifosfiinioksidia, 31.9 % diheksyylimono-oktyylifosfiinioksidia, 42,8 % di-oktyylimonoheksyylifosfiinioksidia ja 17,4 % trioktyylifos-fiinioksidia (painon perusteella). Lopputuote oli nestettä huoneen lämpötilassa ja se suli välillä -5 - 0°C.

30 Esimerkki 6

Esimerkki 4 toistettiin käyttämällä olefiiniseosta, joka sisälsi 30 paino-% okteenia ja 70 paino-% hekseeniä. Lopputuote analysoitiin ja sen todettiin sisältävän 40,2 % triheksyylifosfiinioksidia, 42,6 % diheksyylimono-

II

15 75498 oktyylifosfiinioksidia, 15,3 % dioktyylimonoheksyylifos-fiinioksidia ja 2 % trioktyylifosfiinioksidia. Tertiääri-nen fosfiinioksidiseos oli nestettä huoneen lämpötilassa ja se suli välillä -7 - +6°C.

5 Esimerkki 7

Esimerkki 4 toistettiin käyttämällä olefiiniseosta, joka sisälsi 50 paino-% dekeeniä ja 50 paino-% hekseeniä. Lopputuote analysoitiin ja sen todettiin sisältävän 22 % triheksyylifosfiinioksidia, 42,5 % diheksyylimonodekyyli-10 fosfiinioksidia, 28,9 % didekyylimonoheksyylifosfiinioksi dia ja 6,4 % tridekyylifosfiinioksidia. Lopputuote oli nestettä huoneen lämpötilassa ja se suli välillä -5 - +10°C.

Seuraava taulukko 4 osoittaa, että kvaternäärisellä fosfiinioksidiseoksella, joka on valmistettu 70 paino-%:sta 15 hekseenistä ja 30 paino-%:sta okteenista (esimerkki 6), on jonkin verran parantuneet suoritusominaisuudet käytettäväksi liuotinuuttoaineena verrattuna binääriseen seokseen, joka sisältää 65 paino-% THPO ja 35 paino-% TOPO, joskin sekä binääriset että kvaternääriset seokset ovat aikai-20 sempaa tekniikan tasoa paremmat.

Taulukko 4

Etikkahapon uuttoisotermit 25

Binääriset ja kvaternääriset fosfiinioksidiseokset

Liuottimet: (1) 70 heksyyli, 30 oktyyli kvater- näärinen 30 (2) 65 heksyyli, 35 oktyyli binää rinen

Vesiliuos: 10,25 g/litra etikkahappoa (synteet tistä)

Lämpötila: 50°C

35 Aika: 5 minuuttia 75498 16

Tasapainotilan etikkahappokonsentraatio (q/litra) 70;30 kvaternäärinen 65:35 binäärinen

org. vesi- .. org. vesi- R

5 A/O faasi faasi _D faasi faasi D

10 52,7 4,98 10,58 47,1 5,54 8,50 5 32,4 3,78 8,57 28,0 4,65 6,02 2 16,0 2,25 7,11 15,5 2,48 6,25 10 1 8,60 1,57 5,48 8,85 1,40 6,32 0,5 4,75 0,75 6,33 4,74 0,78 6,08

Kun tasapainotilan etikkahappokonsentraatioita orgaanisessa ja vesifaasissa erilaisilla A/O-arvoilla käy-15 tetään Kp-arvojen laskemiseen, voidaan huomata, että täl löin Kp-arvot kvaternääriselle seokselle ovat jonkin verran suuremmat kuin binääriselle seokselle, erityisesti korkeilla etikkahapon kuormituksilla (korkeat A/O-suhteet). Lisäksi taulukossa 4 esitetyistä etikkahappoisotermeistä 20 suoritetut interpolaatiot osoittavat täydellistä uuttoa neljässä vaiheessa kun A/O = 2 binäärisen seoksen ollessa kysymyksessä. 3 vaihetta tarvitaan kun käytetään vastaavaa kvaternääristä seosta ja A/O = 2.

Seuraava graafinen esitys valaisee esimerkin 8 kva-25 ternäärisen fosfiinioksidiseoksen ja binäärisen seoksen uutto-ominaisuuksia.

Il 17 75498

:<C

•H

I—ί -μ λ: ο ιη ί "

I ·<ο I

I ·Η

' C rH

; ω >ι (Ο c >. μ

I ·η w 4J

μ λ: “ νο -η :<ΰ <ϋ ·—) :α5 Λ \

\C

η ιη

Λ «3 I

Ν •-3 1-3 ·Η S. (0 h X rH χ tn K Q V >ι X , tn J η X W ·Η J en ϊχ \ tn w « λ; X \ (Ο ω ο Ο X \ π3

H M X X M-J

Ρ5 Ζ ο ν \ _ ττ -η '< h ro \ Λ \ tn Κ Η β X. Ο \ Q) Ζ fr, (1) ·- X. \ >

η w C :<ΰ XX

Μ Ο ·Η ·γΗ \ \ (ö fri Μ ι—ι \_ \ Ο Ο :ιΰ >ι X \ α Ε-< μ; « >ι X \ ο, h j c ω X \ ns d μ λ: X \ jβ D ω ω α) \ \ π3 to V Λ \ Λ Λ 25 Η π3 λ \ ,ΐί Ο « > ο >Ρ \ -Η (¾¾¾ Λί Γ~ X \ „43 g I \\ " ω * w \Λθ * EH V'< ΕΠ > ΝΛ frl Ui \\

\ I

ί _\!

V ι----------------f O

o o o o io m BJ3-TT/& - bsstsbbj BSS9Sfupi6ao eoddeqp^T^a

Claims

1. Menetelmä happaman orgaanisen yhdisteen, joka on valittu ryhmästä, johon kuuluvat substituoitu tai ei-subs-5 tituoitu karboksyylihappo, jossa on 1-5 hiiliatomia, ja substituoitu tai ei-substituoitu fenoliyhdiste, poistamiseksi laimeasta vesiliuoksesta, tunnettu siitä, että mainittu vesiliuos saatetaan kosketukseen seoksen 1) kanssa, jossa on ainakin kahta fosfiinioksidia, joista en-10 simmäisellä fosfiinioksidilla on kaava: Rl\^^ r2_—^ P = 0 15 ja toisella fosfiinioksidilla on kaava: R’l^^

20 R' 2——222 P = O R,3^^ joissa kaavoissa R^, R2, R3, R'3, R*2 ja R,3 on yksilölli-25 sesti valittu ryhmästä, johon kuuluvat alkyyli, sykloalkyy-li, aralkyyli ja substituoitu aralkyyli, joissa on 4-18 hiiliatomia, ja hiiliatomien kokonaislukumäärä mainitussa toisessa fosfiinioksidissa on vähintään 17, jolloin ensimmäisessä ja toisessa oksidissa olevien hiiliatomien kokonais-30 lukumäärien erotus on vähintään 2, ainakin yhtä mainittua fosfiinioksidia on läsnä vähintään 5 paino-% eikä enempää kuin 60 paino-%, tai seoksen 2) kanssa, joka on nestemäistä huoneen lämpötilassa ja joka koostuu ainakin neljästä fos-fiinioksidista, joilla on kaavat:

35 R"3PO, R'"3PO, R"2R'"PO, R"R'"2PO, joissa kaavoissa R" ja R'" on yksilöllisesti valittu ryhmästä, johon kuuluvat alkyy- 19 7549 8 li, sykloalkyyli, aralkyyli ja substituoitu aralkyyli, joissa on 4-18 hiiliatomia, ja hiiliatomien kokonaislukumäärä jokaisessa fosfiinioksidissa on vähintään 16 ja edullisesti vähintään 18, ja mainittuja fosfiinioksideja on läsnä vä-5 hintään 1 paino-% eikä enempää kuin 60 paino-%.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että seoksessa 1) ainakin yksi mainituista fosfiinioksideista on tri-n-oktyylifosfiinioksidi.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, t u n - 10. e t t u siitä, että mainittu fosfiinioksidien seos 1) sisältää tri-n-heksyylifosfiinioksidia ja tri-n-oktyylifos- fiinioksidia.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu fosfiinioksidien seos 2) 15 sisältää tri-n-heksyylifosfiinioksidia, tri-n-oktyylifosfii-nioksidia, diheksyylimono-oktyylifosfiinioksidia ja dioktyy-limonoheksyylifosfiinioksidia.

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu fosfiinioksidien seos 2) 20 sisältää tri-n-heksyylifosfiinioksidia, tri-n-dekyylifos-fiinioksidia, diheksyylimonodekyylifosfiinioksidia ja dide-kyylimonoheksyylifosfiinioksidia.

6. Fosfiinioksidiseos, tunnettu siitä, että se käsittää vähintään 4 fosfiinioksidia, joilla on kaavat:

25 R"3PO, R'"3PO, Rm2R,,,PO, R"R'"2pO/ joissa kaavoissa R" ja R,n on yksilöllisesti valittu ryhmästä, johon kuuluvat al-kyyli, sykloalkyyli, aralkyyli ja substituoitu aralkyyli, joissa on 4-18 hiiliatomia, ja hiiliatomien kokonaismäärä jokaisessa fosfiinioksidissa on vähintään 15, jolloin mai- 30 nittuja fosfiinioksideja on seoksessa läsnä määrä, joka on vähintään 1 paino-% eikä suurempi kuin 60 paino-%, jolloin mainittu seos on nestemäistä huoneen lämpötilassa.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen fosfiinioksidiseos, tunnettu siitä, että hiiliatomien kokonaislukumäärä 35 ensimmäisessä mainituista fosfiinioksideista, jossa on pienin lukumäärä hiiliatomeja, on vähintään 18, ja hiiliatomien 20 7 5498 kokonaislukumäärä toisessa mainituista fosfiinioksideista on vähintään 20, ja ensimmäisessä oksidissa ja siinä oksidissa, jossa on korkein lukumäärä hiiliatomeja, olevien hiiliatomien kokonaislukumäärien erotus on vähintään 6.

8. Patenttivaatimuksen 6 mukainen fosfiinioksidiseos, tunnettu siitä, että se sisältää noin 2-45 paino-% triheksyylifosfiinioksidia, 20-45 paino-% diheksyylimono-oktyylifosfiinioksidia, 10-40 paino-% dioktyylimonoheksyy-lifosfiinioksidia ja 1-30 paino-% trioktyylifosfiinioksidia. 10

9. Patenttivaatimuksen 6 mukainen fosfiinioksidiseos, tunnettu siitä, että se sisältää noin 2-24 paino-% triheksyylifosfiinioksidia, 40-45 paino-% diheksyylimono-dekyylifosfiinioksidia, 25-33 paino-% didekyylimonoheksyyli-fosfiinioksidia ja 4-9 paino-% tridekyylifosfiinioksidia.

10. Menetelmä patenttivaatimuksen 6 mukaisen fosfiini- oksidiseoksen valmistamiseksi, tunnettu siitä, että ainakin kaksi olefiinista yhdistettä saatetaan reagoimaan fosfiinin kanssa tertiäärisen fosfiinivälituotteen muodostamiseksi, hapetetaan mainittu tertiäärinen fosfiinituote mai-20 nitun fosfiinioksidiseoksen saamiseksi, jossa on vähintään 4 fosfiinioksidia.

11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että noin 55-65 paino-% okteenia saatetaan reagoimaan noin 35-45 paino-%:n kanssa hekseeniä. Il 75498