NO142059B - Apparat for automatisk oppladning av elektriske batterier - Google Patents

Abstract

Apparat for automatisk oppladning av elektriske batterier.

Description

Fremgangsmåte til utvinning av rent isoforon.

Det er kjent at det ved kondensasjon av

aceton til isoforon foregår en rekke bireaksjo-ner, som i betydelig grad belaster fremgangsmåten både mengde- og kvalitetsmessig. I be-traktelige mengder opptrer derved mesityloksyd og høyere kondensater, således at det synes hensiktsmessig å gjøre disse nyttige igjen på en eller annen måte. På den annen side oppstår det også under kondensasjonen forbindelser, slik som f.eks. foron, /3-isoforon og xyliton, som nok mengdemessig faller mindre i betraktning, men som under den vanlige destillasjon, bare andelmessig kan skilles fra isoforon under stor energianvendelse. Disse stoffer fremkaller særlig, i teknisk isoforon, med tiden forandringer, særlig i form av mis-farvninger, oksydativ avbygning under syre-dannelse osv., hvorved isoforonets kvalitet ned-settes sterkt. Det er derfor ønskelig å fjerne, henholdsvis å gjøre de i store mengder opp-tredende biprodukter, samt også isoforonets forurensninger nyttige ved tilsvarende forholdsregler.

Ved tidligere forslag er det kjent en fremgangsmåte, ifølge hvilken man i flytende fase behandler kondensasjonsprodukter av aceton med en vandig 0,5—26 %-ig alkaliopp-løsning mellom ca. 130 og 235 °C i chargen. Derved oppnår man forholdsvis utilstrekkelig utbytte av utnyttbare stoffer. Som det ble fastslått, kan dette fremfor alt føres tilbake på at det primært hydrolytisk dannede aceton, partielt tilbakekondenserer med det dessuten dannede isoforon til xyliton, som på sin side fører med seg de vanlige vanskeligheter ved opparbeidelse til isoforon. Fremgangsmåten har den videre ulempe at den bare er anvendelig for slike produkter som ikke inneholder mer enn 10% isoforon og ingen produkter med lavere kokepunkt enn xyliton. I følge andre kjente fremgangsmåter forsøker man å rense isoforon, som er beheftet med mindre forurensninger ved at man i væskefase omsetter Fullerjord, henholdsvis sure reagen-ser, slik som f.eks. paratoluolsulfonsyre. Som det ble fastslått, fører heller ikke denne fremgangsmåte til noen brukbare resultater.

Fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse beror på den grunntanke å unngå ulempene ved de tidligere fremgangsmåter og ved en kombinasjon av kjemiske og fysikalske prinsipper å oppnå særlig virksomme resultater. Man er derved i stand til å overføre de biprodukter som fåes i større mengder ved kondensasjonen til en utnyttbar form, men på den annen side også å fjerne de.forholdsvis små mengder forurensninger (xyliton osv.) som er meget forstyrrende ved opparbeidelsen. Fremgangsmåten består i at man behandler isoforonholdige kondensasjonsprodukter av aceton med fortynnede vandige alkalioppløsninger ved temperaturer i området mellom ca. 120 og 300°C, idet man konstant under destillativ fraksjonering sørger for å fjerne de lettkokende stoffer, særlig aceton, som er tilstede i blandingen og/eller dannes under reaksjonen. Innretningen for utførelse av fremgangsmåten består i prinsippet av en mot trykk holdbar destillasjonskolonne, hvori det først i følge generelle destillasjonsfeno-mener, kontinuerlig finner sted en adskillelse i lettere og tyngre flyktige bestanddeler. Med de lettere flyktige bestanddeler forståes i det vesentlige slike bestanddeler som dannes på grunn av de kjemiske omsetninger som skal beskrives, i det vesentlige aceton. Den rene destillasjon overlagres deretter av særlige forholdsregler for kjemiske reaksjoner av for-skjellig natur, hvorved den tilstrebede effekt for en gjenvinning av isoforon og aceton opp-nåes i vidtgående grad. Herved skal selvfølge-lig alt etter utgangsmateriale de fysikalske betingelser, særlig den temperatur som er nød-vendig for de enkelte reaksjoner, tilpasses. Ved at under destillasjonsforløpet de lettere bestanddeler, særlig aceton, trekkes ut kontinuerlig, forekommer ikke lenger tilbakekon-densasjon, dvs. det finner sted en kontinuerlig forstyrrelse av likevekten, til fordel for utnyttbare råstoffer, delvis også til omdannelse av isoforon.

Den kjemiske overlagring skjer ved at det nå isoforonholdige kondensasjonsprodukt av aceton bringes i berøring med en vandig alkalioppløsning, enten ved tilsetning av det oppløste hydroksyd, som virker som katalysator i kolonnens sump, eller ennå bedre i den øvre del, hvori også det kjemiske motstrøms-prinsipp utnyttes, idet katalysatoren strøm-mer nedover og stadig bringes i intim berøring med de oppstigende stoffer. De enkelte reaksjoner kan nå gå for seg under de betingelser som er nødvendig for deres forløp. Det er nemlig kjent at det bare finner sted omsetninger i tilstrekkelig høye pH-områder, mens det derimot praktisk talt ikke foregår noen reaksjoner av den ønskede art i nøytralt eller i surt medium. Alt etter sammensetningen og forholdet for det råprodukt som skal bearbei-des, skal fastslåes flere fenomener som eventuelt kan foregå hånd i hånd. Det første tilfelle består i den alkalikatalyserte hydrolyse under avbygning av større molekyler, mens for det annet det foregår en omdannelse av bestemte og fremfor alt stoffer som forstyrrer opparbeidelsen og kvaliteten, til forbindelser som ikke lenger belaster destillasjonen, og til isoforon. Selve isoforonet underkastes, på grunn av sin særskilte stabilitet, ikke slike forandringer. Dette resultat er meget over-raskende, og kan i denne utstrekning tilbake-føres på den øyeblikkelige fjernelse av ace-tonet.

Praktisk talt alt mesityloksyd omdannes under hydrolysen til aceton, hvilket ikke ville være tilfelle hvis det primært dannede aceton forblir i reaksjonsblandingen. Her ville bl.a. dannelsen av isoforon og ikke uvesentlige mengder xylitoner og høyere kondensater opptre.

En større fordel ved fremgangsmåten ligger i den lille konsentrasjon og det lave forbruk av katalysator (alkalihydroksyd). Mot de mengder som kommer på tale for satsvise omsetninger, er det her tilstrekkelig allerede med konsentrasjon av alkali, beregnet på det anvendte vann, på mindre enn 0,1 vekts-:%, utmerkede resultater fåes allerede ved 0,03 vektsprosent alkali, svarende til en pH-verdi på ca. 12. Den nedre grense skulle utgjøre 0,001 vekts-<:>%.

Den vannmengde som anvendes ved fremgangsmåten, retter seg etter arten og sammensetningen av de produkter som behandles. Den lar seg i det enkelte tilfelle lett fastslå. I alminnelighet har det vist seg at samme hvilke produkter som skal behandles, kommer vannmengder i forhold til organiske stoffer på 10 :1 til 0,1 :1 vektsdeler i betraktning.

De høyere kondensater, hvorunder det skal sammenfattes slike stoffer som dannes under kondensasjonen av isoforonet og delvis koker vesentlig høyere enn dette er betrakte-lig mere motstandsdyktig enn mesityloksyd, skjønt det også kan iakttas trinn i deres spalt-barhet, omtrent slik at de lettere kokende deler også avbygges først etc. I alminnelighet anvender man temperaturer fortrinnsvis mellom 210 og 240 °C, og temperaturen kan også økes til ca. 300 °C. Dette skjer igjen ved tilsvarende valg av kolonnetrykk. Under betin-gelsesriktige forutsetninger, hvorunder igjen som hovedkarakteristikum den kontinuerlige fjernelse av det dannede aceton skal forståes, finner det sted oppspaltning i aceton og isoforon, hvis sum kan utgjøre inntil 80.% av det anvendte kondensat. Ved siden av løper også den allerede ovenfor nevnte omdannelse (iso-merisering) av forstyrrende forbindelser, slik som foron, /?-isoforon etc. til isoforon.

Det er mulig å bearbeide ifølge foreliggende oppfinnelse hele kondensasjonsproduk-tet av aceton, etter forutgående fjernelse av det ikke omsatte aceton, hvorved hensiktsmessig de betingelser som er nevnt, velges. Derved omdannes mesityloksydet fullstendig og de høyere kondensatene som beskrevet ovenfor, og dessuten forsvinner de meget uheldige forurensninger, uten at selve isoforonet angripes under denne fremgangsmåte. Etter enkel opparbeidelse av de tilbakeværende kondensater

(isoforon og høytkokende, ikke lenger spalt-bare høyere kondensater) kommer man til et isoforon, hvis kvalitet langt overtreffer kvaliteten for ellers utvunnet isoforon.

Som det kan sees av de til å begynne med anførte fakta, er det praktisk ikke mulig på

normal måte, ved hjelp av destillasjon, å frem-stille et absolutt rent isoforon. Underkaster man imidlertid et slikt teknisk produkt de samme forholdsregler som er angitt i fore-gående avsnitt, kommer man etter videre destillativ opparbeidelse, eventuelt under formin-sket trykk, til et rent isoforon, som ikke len-

ger inneholder noen forurensninger, er vannklart og ikke lenger har tilbøyelighet til mis-farvning. Dette produkt finner særlig utmerket anvendelse som oppløsningsmiddel, og videre som råstoff for slike reaksjoner, hvor særlig forurensingene forårsaker store forstyrrelser, slik som f.eks. oksydasjon etter hydrering av isoforon.

Ved hjelp av de følgende eksempler for-klares foreliggende oppfinnelse nærmere.

Eksempler. 1. I en destillasjonssøyle 1 som er beregnet for maksimalt 50 ato, og er fylt med Raschigringer på 8 mm diameter, med en søy-lediameter på 100 mm og en lengde på 8 m, pumpes inn gjennom ledningen 2, pr. time 5 kg høyere kondensater, som fåes som avfallspro-dukt ved fremstillingen av teknisk isoforon, og som ved siden av små mengder isoforon og xylitoner, foron, og ,8-isoforon hovedsakelig består av alifatiske og cykliske høyere aceton-kondensater, og 5 kg av den vandige katalysator med 0,05 vektsprosent NaOH. Ved opp-varmning av sumpen 3 og innstilling av kolon-netrykket på omkring 30 ato, oppstår det inne i søylen i stasjonær tilstand et temperaturfall fra 235°C i sumpen og til 205°C i hodet, svarende til damptrykket for det aceton som skri-ver seg fra spaltningen. Ved intim berøring mellom organisk og vandig fase i motstrøm under samtidig tilbakeløp, inntrer hydrolyser og omleiring. Mens aceton fjernes over hodet svarende til dannelsen (ledning 4 og 6), idet en del ved tilbakeføring 7 garanterer den destillative tilstand, forblir i sumpen ved siden av den vandige fase en organisk fase, etter hvis bortføring ved enkel vakuumdestillasjon, det kan utvinnes 42 % isoforon (beregnet på anvendt høyere kondensat) i farveløs form, mens det samtidig over hodet kan avgrenses 26'% aceton således at fra den totale organiske mengde, blir det bare tilbake 32 % av det høyere kondensat som ikke lengere kan om-settes under disse betingelser, men som lett kan skilles destillativt fra isoforon. I en etterkoblet vakuumdestillasjon kan denne adskillelse lett gjennomføres og isoforon fåes i ren tilstand.

Mere hensiktsmessig fører man det vann som fåes i sumpen, under tilsetning av begren-sede mengder nye alkalier (for å komplettere! for tap ved nøytralisasjon osv.) via ledning 8 og ledning 2 tilbake i kretsløpet, hvorved alkali og vann spares.

En særlig utførelsesform for den beskrev-ne fremgangsmåte består i anordningen av

kondensatoren 5 som dampgenerator, således at det bare går tapt uvesentlige mengder av den energi som er anvendt for fremgangsmåten.

2. Analogt med belastnings- og reaksjons-betingelsene for de høyere kondensater (eks. 1), kan det fra omsetningsblandingen av ace-tonkondensasjonen som kun er befridd for aceton, og med sammensetningen 60 % isoforon, 20 % høyere kondensat og 20 % mesityloksyd (i volum-%). utvinnes et sumppro-dukt, som var absolutt mesityloksydfritt, og bare inneholder omtrent 50 % av det anvendte høyere kondensat, idet særlig xylitonet var avbygget fullstendig. Her kunne det fra sump-produktet fåes rent isofron ved en etterkoblet vakuumdestillasjon. 3. Idet man går ut fra et teknisk isoforon, som allerede finner anvendelse som oppløs-ningsmiddel, og inneholder omkring 1—2 % forurensinger av xylitoner etc, ble slik som beskrevet i eksempel 1, men dog med den dob-belte størrelse av satsen, utgangsmaterialet overført til et produkt, som var fullstendig befridd for forurensninger og i motsetning til det gulfarvede utgangsmateriale, ved hjelp av enkel ettersjaltet vakuumdestillasjon, kunne overføres til et vannklart samt lys- og luft-bestandig produkt av høyeste kvalitet.

Claims (2)

1. Fremgangsmåte til utvinning av rent isoforon ved hydrolytisk behandling med vandig alkalioppløsning av isoforonholdige kondensasjonsprodukter som er fremstillet ved alkalisk kondensasjon av aceton, hvorfra over-skytende mengder av aceton er fjernet, karakterisert ved at det isoforonholdige kondensasjonsprodukt behandles med en alka-lioppløsning av en konsentrasjon som er mindre enn 0,1 vektsprosent ved temperaturer på 120—300° C, idet hydrolysen og fraksjonering utføres i ett eneste kar som er utformet som en destillasjonskolonne, fra hvilket de i blandingen under reaksjonen dannede lettkokende stoffer, særlig aceton, avdestilleres kontinuerlig på i og for seg kjent måte, og om ønskes vakuumdestilleres det herved oppnådde produkt.

2. Fremgangsmåte ifølge påstand 1, karakterisert ved at den vandige alkali-oppløsning anvendes i et forhold til råisoforo-net på 10 :1 til 0,1 :1.