NO152170B - Fremgangsmaate for kontinuerlig fremstilling av lauroylperoksyd - Google Patents

Description

Lauroylperoksyd (systematisk betegnet som dilauroylperok-

syd) er en meget anvendt katalysator for polymerisasjonsreak-

sjoner. Fremstillingen skjer ved reaksjon av lauroylklorid med H2O2under vekslende temperatur-, tids- og pH-betingeIser.

I det vesentligste skiller man mellom to fremstillingsklasser,

for det første slike hvor syrekloridet blir bragt til reaksjon i et organisk løsningsmiddel, spesielt bensin, og for det annet fremstillingsmåter uten anvendelse av organiske løsningsmidler.

Ved fremstillingsmåter med anvendelse av organisk løsningsmid-

ler er det mulig å gjennomføre reaksjonen ved lave temperaturer.

Dette har fordeler, da ved disse betingelser på tross av rela-

tivt lange reaksjonstider, spaltingen av hydrogenperoksyd, per-

oksyd og hydrolyse av syrekloridet forløper langsomt.Fremgangs-

måten uten organisk løsningsmiddel derimot gjennomføres ved temperaturer som ligger over smeltepunktet til lauroylperoksyd,

det vil si mellom 50 og 70°C, og benytter meget korte reaksjons-(oppholds-) tider (kfr. BRD-utl.skrift 1643599 og DDR-patent-

skrift 38072). En vesentlig ulempe ved å benytte prosesser med organisk løsningsmiddel består i at disse løsningsmidlene prak-

tisk ikke kan gjenvinnes, og det fører med seg store problemer med hensyn til utluftning. Dessuten byr oppberedningen av avfallsvannet på store problemer. På tross av fIotasjon og oppberedning av fIotasjonsslammet blir belastningen på utslipps-

vannet høy. Ved fremstillingsmåter uten organiske løsningsmid-

ler utgjør den høye reaksjonstemperaturen en ulempe, da man på

grunn av korte oppholdstider har problemer med styringen, og behandling av spaltbare peroksyder ved disse høye temperaturer krever spesielle forsiktighetsregler.

Den grunnleggende oppgave for oppfinnelsen er derfor å

fjerne ulempene ved disse to kjente fremstillingsmåtene, og å

skape en kontinuerlig lauroylperoksydfremstillingsmåte som for det første ikke har behov for organisk løsningsmiddel, men for det annet er gjennomførbar ved like lave eller lavere tempera-

turer enn løsningsmiddelprosessen.

Denne oppgave blir løst i henhold til oppfinnelsen ved en

prosess for kontinuerlig fremstilling av lauroylperoksyd uten nærvær av organisk løsningsmiddel fra rått lauroylklorid, nat-

ronlut og hydrogenperoksyd ved kontinuerlig tilsats av reak-

tatitene i en omrørt reaktor og gjennomføring av reaksjonen

med en gjennomsnittlig oppholdstid fra 15 til 30 minutter, som erkarakterisert vedat man holder temperaturen i reaktoren ved hjelp av kjøling mellom 0 og 20°c, 1,0 til 3 vekt% H2<0>2beregnet på totalmengden av reaksjonsblandingen, og NaOH tilsettes i en slik mengde at dens konsentrasjon i reaksjonsblandin-gens utløp utgjør 0,15 til 0,30 N, og at reaksjonsblandingen som trekkes ut av reaktoren varmes til en temperatur på 70til 90° over smeltetemperaturen til lauroylperoksyd ved tilsats av vann, og at det smeltede lauroylperoksyd skilles fra i en separator .

Det er overraskende, i henhold til prosessføringen i oppfinnelsen mulig, å senke reaksjonstemperaturen vesentlig uten tilsats av løsningsmidler i fremstillingsmåter uten løsnings-middel, som har krevet høye reaksjonstemperaturer, uten å gjøre håndteringen av løsningen vanskeligere.

Reaksjonstemperaturen er fortrinnsvis 5-15°c. Natronlutmengden blir dosert slik at den angitte konsentrasjonen som fortrinnsvis er 0,18 til 0,25 N,blir nådd i ut-løpet. Den gjennomsnittlige NaOH-konsentrasjonen er derfor ikke kritisk, det kommer bare an på konsentrasjonen i utløpet.

Som syreklorid blir fortrinnsvis anvendt et produkt som oppstår ved klorering av laurinsyre med fosfortriklorid. Det oppståtte produkt blir hensiktsmessig benyttet uten videre raf-finering. Et råklorid med ét hydrolyserbart klorinnhold fra 101 til 110% beregnet på rent lauroylklorid blir foretrukket.

Den gjennomsnittlige oppholdstid under de ovenfor angitte reaksjonsbetingelser er fra 20 til 25 minutter. En reduksjon av reaksjonstiden er mulig, men da stiger klorinnholdet i produktet.

<H>2<0>2-konsentrasjonen i den vandige reaksjonsfase utgjør fortrinnsvis 1,5 til 2,5 vekt%. Ved høyere konsentrasjoner oppstår tiltagende skumdannelse. Det anvendes hensiktsmessig et overskudd.

Det benyttede H202-overskuddet over den teoretisk nødven-dige mengde utgjør hensiktsmessig 30til 60%. En senking av overskuddet forhøyer klorinnholdet i produktet. Overskudds-mengden lar seg lett bestemme i avløpsvannet.

I rammen av oppfinnelsen erNaOH-konsentrasjonen særlig kritisk. Den blir styrt i henhold til alkaliteten av det av- løpende vannet. Man tilsetter NaOH fortrinnsvis i en mengde som er ekvivalent med H2O2-konsentrasjonen, altså med et over-

skudd på 30 til 60% over den teoretisk nødvendige mengde. Ved siden av tilsatt mengde NaOH kan også dens konsentrasjon i ut-

løpet finreguleres ved fortynning av reaksjonsblandingen med vann.

Hvis NaOH-konsentrasjonen i utløpet overstiger den til-

latte øvre grense, oppstår skumdannelse og persyreinnholdet i avfallssyren stiger. Ved underskridelse av den angitte konsen-

trasjon forhøyes klorinnholdet i produktet.

Dessuten synker da også det aktive oksygeninnholdet i pro-

duktet.

Igangkjøringen av den kontinuerlige reaksjonen skjer hensiktsmessig ved satsing hvorved doseringen av reaksjonskompo-

nenter starter så snart de angitte konsentrasjonsverdier for forløpet er nådd i reaksjonstanken.

Den uttrukkede reaksjonsblandingen blir oppvarmet over smeltepunktet til lauroylperoksyd, fortrinnsvis til en tempe-

ratur av 56-65°C, med vann med temperatur 70-90°C. Det

smeltede og flytende lauroylperoksyd lar seg da direkte avskil-

le i separatoren. Den nødvendige vannmengde hertil utgjør i alminnelighet 1,5 til 3 ganger utløpsmengden. Dette betyr at den uttrukkede reaksjonsblandingen må tilsettes vann med den angitte temperaturen i forhold 1:1,5 til 3. I overensstemmelse med en foretrukket utførelse av en fremstillingsmåte i henhold til oppfinnelsen blir samtidig pH-verdien senket til området 9,5 til 11 ved tilsetting av en syre, hensiktsmessig en mine-

ralsyre som svovelsyre eller fosforsyre. Senking av pH til under 9,5 må unngåes, da ellers laurinsyre blir frigjort.

I overensstemmelse med en annen foretrukket utførelsesform

av oppfinnelsen blir det tilsatt et tungmetallsalt til den ut-

trukkede reaksjonsløsningen. Særlig gode resultater blir opp-

nådd med toverdige jernsalter som jernsulfat. Denne utførel-

sesform av oppfinnelsen fører til forbedret renhet i produktet, og særlig til reduksjon av aktivt oksygeninnhold i avfalls-

syren. Istedenfor jernsalter kan man også benytte andre tung-metallsalter som for eks. mangan-, nikkel- og kromsalter. Ved benyttelse av jernsalter viste det seg å være gunstigst med en tilsatsmengde av 0,001 til 0,05 vekt% jernioner/kg lauroyl-

peroksyd. Dette tilsvarer ca. 50 mg/kg lauroylperoksyd ved anvendelse av vanlig krystallvannholdig ferrosulfat. Ved benyttelse av tungmetallsalt blir også en eventuell skumdannelse i separatoren undertrykket.

Den oppnådde senking av aktivt oksygeninnhold i avfalls-produktet laurinsyre gjør det mulig å gjenvinne denne i ren til-stand ved destillasjon.

Den utskilte vandige fase fra separatoren tilsettes syre, og i en annen separator skilles denne i avfallssyre og utløps-vann. Utløpsvannet er nesten klart og kan etter nøytralisering tilføres utløpstanken.

Det følgende eksempel belyser oppfinnelsen videre.

Eksempel

I et åpent kar av rustfritt stål med kjølekappe, kjøle-spiral, turborører og overløpsrør blir det pr. time tilsatt 13,95 kg rått lauroylklorid (ca. 102 til 106% forsåpbart klor) , natronlut og H202i slike mengder at konsentrasjonen av NaOH i avløpet utgjør 0,2 n og H202-mengden i avløpet utgjør 0,6%.Oppholdstiden i tanken er 20 til 25 minutter ved en temperatur som"ved hjelp av kjøling blir holdt på 10 til 15°C. Satsing av reaktantene skjer ved innføringsrør som ender like over tank-bunnen. Reaksjonsblandingen som renner ut via overløpsrøret blir fortynnet med ca. samme mengde vann av romtemperatur, pH-verdien blir redusert til 10,5 til 11 med konsentrert svovelsyre, og man tilsetter 50 mg FeS04>7H20/kg lauroylperoksyd i løsningen som så varmes opp til 56 til 60°c med 1,5 ganger så mye vann av ca. 85°c. Den resulterende blandingen skilles umid-delbart i separatoren. Avfallsluten fra separatoren stilles inn på en pH fra 1 til 2 med svovelsyre i en blandetank med rører, og sendes gjennom en annen separator hvor avfallssyre og vann skilles. Man får ca. 11,9 kg lauroylperoksyd og 0,5 kg avfallssyre pr. time.

Claims (8)

1. Fremgangsmåte for kontinuerlig fremstilling av lauroylperoksyd i fravær av organiske løsningsmidler fra rå-lauroylklorid, natronlut og hydrogenperoksyd ved kontinuerlig innføring av reaktantene i et reaksjonskar under omrøring og gjennomføring av reaksjonen med en gjennomsnittlig oppholdstid på 15 til 30 minutter,karakterisert vedat man ved kjøling holder temperaturen i karet mellom 0 og 20°C, tilsetter 1,0 til 3 vekt% ^ 2°2 re9net På totalmengden av reaksjonsblandingen, og NaOH i slik mengde at dens konsentrasjon i den avløpende reaksjonsblandingen utgjør 0,15 til 0,30 N, at reaksjonsblandingen fra reaksjonskaret varmes opp over smeltetemperaturen til lauroylperoksyd ved tilsetning av vann som har en temperatur fra 7 0 til 9 0°C, og skiller ut det smeltede lauroylperoksyd i en separator.

2. Fremgangsmåte i henhold til krav 1,karakterisert vedat temperaturen i reaksjonskaret blir holdt mellom 5 og 15°C.

3. Fremgangsmåte i henhold til krav 1,karakterisert vedat man benytter et H202-overskudd på 30 til 60% over den teoretisk nødvendige mengde.

4. Fremgangsmåte i henhold til krav 1,karakterisert vedat man tilsetter NaOH i et overskudd på 30 til 60% over den teoretisk nødvendige mengde.

5. Fremgangsmåte i hehold til et av de foregående krav,karakterisert vedat man benytter rått lauroylklorid med 101 til 110% forsåpbart kior.

6. Fremgangsmåte i henhold til et av de foregående krav,karakterisert vedat den uttrukkede reaksjonsblandingen fra reaksjonskaret innstilles på en pH-verdi mellom 9,5 og 11.

7. Fremgangsmåte i henhold til et av de foregående krav,karakterisert vedat man tilsetter et tungmetallsalt til den uttrukkede reaksjonsblandingen fra reaksjonskaret.

8. Fremgangsmåte i henhold til krav 7,karakterisert vedat det tilsettes ferrosulfat.