NO770936L - Fremgangsm}te til rensing av alkylfenoler. - Google Patents

Description

Fremgangsmåte for rensing av alkyl-fenol.

Oppfinnelsen angår fremstilling av fenolstabilisatorer, med spesielt en fremgangsmåte for rensing av alkylfenoler.

4-metyl-2, 6-di-tert.butylfenol er en representant for fenolstabilisatorer, det er en lysfarget stabilisator som ikke farger de ting som stabiliseres og er ugiftig.

4-metyl-2, 6-di-tert.butylfenol brukes som stabilisator i syntetisk gummi, polyetylen, kjemiske fibre og som antioksydasjonsmiddel i olje, brennstoffer og andre jord-oljeprodukter.

4-metyl-2, 6-di-tert.butylfenol finner også anvendelse i matvareindustrien for stabilisering av faste dyr-iske oljer og i medisinen.

En annen representant for fenolstabilisatorer er bis- (5-metyl-3-'tert .butyl-2-hydroksyf enol) -metan.

De kjente fremgangsmåter for rensing av alkylfenoler består i krystallisasjon av alkylfenoler fra et egnet oppløsningsmiddel og vasking av de dannede krystaller med dette oppløsningsmiddel.

Det er kjent på området en fremgangsmåte for rensing av alkylfenoler, f. eks. 4-metyl-2, 6-di'tert-butylf enol, ved krystallisasjon fra glykoler. Denne metoden er ikke for-delaktig ved at krystallisasjonen går langsomt og at man ikke kan nå den ønskede renhetsgrad.

Man kjenner også en fremgangsmåte for rensing av alkylfenoler som f.eks. 4-metyl-2,6-di-tert.butylfenol med krystallisasjon fra fortynnet isopropyl-alkohol og vasking av de dannede krystaller med dette oppløsningsmiddel. Man får et

gult produkt som smelter ved 64 - 67°C.

Ulempen ved denne fremgangsmåten består i

at selv gjentatt krystallisasjon ikke sikrer den ønskede en-hetsgrad og i tillegg kreves betraktelige mengder oppløsnings-middel for krystallisasjonen.

Krystallisasjon av alkylfenoler, spesielt 4-metyl-2, 6-di-tert-butylfenol, fra aceton: vann-blanding gir et rent produkt med et smeltepunkt på 69.5 - 71.0°C.

Ulempen ved denne fremgangsmåten består i

at det kreves vesentlige mengder oppløsningsmidler for vasking og man får tap av sluttprodukt.

Krystallisasjon av 4-metyl-2, 6-di-tert-butylfenol fra metyl alkohol gir et rent stoff som smelter ved 69.5 - 70.0°C.

Fremgangsmåten er imidlertid ikke heldig ved at krystallisasjonen følges av tap av sluttprodukt helt opp til 15 vektprosent. Alle kjente fremgangsmåter for rensing av alkylfenoler bygger på satsvise metoder.. Det er en hensikt med oppfinnelsen å tilveiebringe en kontinuerlig fremgangsmåte for rensing av alkylfenoler fra forurensninger, som vil for-bedre produktets kvalitet og redusere produkttap.

Dette oppnås ved en fremgangsmåte for rensing av alkylfenoler ved krystallisasjon og vasking av krystallene med et oppløsningsmiddel som er inert overfor alkylfenol, ved at krystallisasjon av alkylfenoler skjer kontinuerlig ved en matningshastighet for alkylfenoloppløsning på 0.12 - 0.31/time og vasking av de dannede krystaller gjennomføres i et lag som dannes av krystallene og som beveger seg i nedadgående retning med en hastighet på 0.1 - 1.O/time og oppløsningsmiddel som beveger seg oppover med en hastighet på 0.09 - -0.35/time.

Som oppløsningsmiddel kan man bruke etyl-alkohol, metyl-alkohol, isopropyl-alkohol, aceton, bensin, eller andre egnede oppløsningsmidler som oppløser alkylfenol og forurensninger som finnes i denne og som er inert" ovenfor alkyl-fenol .

Foreliggende oppfinnelse gjør det mulig å kjøre prosessen kontinuerlig og fremstille alkylfenoler med høy renhetsgrad. Renhetsgraden er fra 99.99 til 100 vektprosent, utbyttet er høyt på grunn av minimalt produkttap. Forbruket av oppløsningsmiddel reduseres vesentlig. Alkylfenol, særlig 4-metyl-2, 6-di-tert.butylfenol som renses ved den foreslåtte fremgangsmåten oppfyller alle krav, smeltepunktet er 69.5 -

70°C, fargen er hvit og innholdet av forurensninger er under 0.01 vektprosent.

Metoden gjennomføres på en enkel måte. Krystallisasjonen foretas i en kontinuerlig krystallisator forsynt med et vaskeelement i form av et vertikalt rør. Rå-alkylfenolen med forurensninger innmates kontinuerlig som er opp-løsning i etyl- eller mety1-alkohol i krystallisatoren. Oppløs-ningsmiddelen velges ut fra hvilken alkylfenol som skal renses. Tilførselshastigheten eller matehastigheten for alkylfenolopp-løsningen til krystallisasjon er 0.12 - 0.31/time. Krystallisasjonen skjer under kontinuerlig røring ved en temperatur på

+15 - +20°C. Krystallene som dannes i krystallisatoren går kontinuerlig til vaskeelementet og danner et lag over hele dens volum. Krystallsjiktet beveger seg kontinuerlig nedover med en hastighet på 0.1 - 1.O/time. Oppløsningsmiddelet går i vaskeelementet oppover i en hastighet på 0.09 - 0.35/time. Vaskingen skjer på denne måten i et krystallag som beveger seg vertikalt.

Oppløsningsmiddelet utløser forurensninger

på overflaten av krystallene og etter å ha passert vaskeelementet i oppadgående retning går krystallene til krystallisatoren hvor overskudd av oppløsningsmiddel fjernes og kan resirkuleres.

Vask og krystallisering av alkylfenolen skjer i samme oppløs-ningsmiddel. De vaskede krystaller går kontinuerlig til et prøvetakingsorgan og til tørking.

Tilførselshastigheten for alkylfenoloppløs-ning for krystallisering ligger som ovenfor nevnt mellom 0.12 - 0.31/time. Selv om krystallisasjonsprosessen kan gjennomføres ved lavere hastighet er dette uønsket siden krystallisasjons-tiden øker og prosessen forstyrres.

Hvis alkylfenol innmates med større hastighet enn ovenfor nevnt blir krystallisasjonen ufullstendig, hvilket også er ugunstig. Således reduseres krystallisasjonsgraden hvis alkylfenolens strømningshastighet er større eller lavere

enn de grenser som er satt ovenfor.

De hastigheter hvormed sjiktet av krystaller og oppløsningsmiddel beveger seg i vaskeelementet må ligge innen-for det ovenfor angitte område. Når matingshastigheten for . krystallsjiktet er under 0.l/time er det vanskelig å opprettholde det bevegelige sjikt, og vaskeprosessen forstyrres. Når hastig-heten er høyere enn 0.l/time er risikoen for at moderluten kom-mer inn i vaskeelementet fra krystallisatoren, høyere, hvilket er ugunstig, siden produktet blir forurenset. Hvis oppløsnings-middelet beveger seg i vaskeelementet i en hastighet på under 0.09/time, blir krystallvaskingen for dårlig og produktet for-blir forurenset.

Hvis oppløsningsmiddelet beveger seg i vaskeelementet med en hastighet høyere enn 0.35/time foregår en langs-gående røring av krystallene og en medriving av oppløsnings-middel i krystallisatoren, dervedødelegges det ønskede krystallsjikt i vaskeelementet.

Forholdet mellom høyden for det bevegelige krystallsjikt og dets diameter kan være forskjellig, men helst minst 3.

Som man ser av den detaljerte beskrivelse som følger kan oppfinnelsen lett gjennomføres industrielt. Den har kommersiell verdi siden oppløsningsmiddel forbrukes i mindre mengder enn ved kjente fremgangsmåter og utbytte og renhet er høyere. For en bedre forståelse av oppfinnelsen gis de følgende eksempler:

Eksempel 1.

En krystallisator med volum 1600 ml, forsynt med rører, vaskeelement og. prøvetaker fylles til å begynne med med moderlut av 4-metyl-2, 6-di-tert.butylfenol i etylalkohol mettet ved +15°C. Man innfører alkylfenol ved følgende sammensetning i krystallisatoren i en hastighet på 0.12/time under

Alkylfenol innføres som 50% oppløsning i ety1-alkohol. Krystallisasjonen skjer ved +15°C. Krystallene har 4-metyl-2, 6-di-tert.butylfenol som dannes i krystallisatoren går som et sjikt nedover gjennom et vertikalt vaskeelement med 30 mm diameter og 300 mm høyde i en hastighet på 0.38/ time. Etyl-alkohol beveger seg i vaskeelementet oppover i mot-strøm med hastighet 0.14/time. Oppløsningsmiddelet som strømmer oppover gjennom vaskeelementet utvasker de gjenværende forurensninger fra overflaten av krystallene, oppløser dem og går inn i krystallisatoren, hvorfra overskuddet av oppløsningsmiddel fjernes. De vaskede krystaller av 4-metyl-2, 6-di-tert.butylfenol fra vaskeelementet føres kontinuerlig til prøvetakeren og derfra til tørking. Etter 50 timers drift er det fremstilt 4000 g 4-metyl-2, 6-di-tert.butylfenol med smeltepunkt på 69.5 - 70°C, (69.0 - 70°C som angitt i litteraturen). Sammenset-ningen for det krystallinske produkt er: 4-metyl-2, 6-di-tert-butylfenol 99.99 vekt-%

monoalkylfenol 0.01 vekt-% De fremstilte krystaller er hvite.

Eksempel 2.

Under forhold som beskrevet i eksempel 1 innføres en 50% oppløsning av alkylfenol i metylalkohol, hvor førstnevnte har følgende sammensetning, inn i krystallisatoren i en hastighet på 0.12/time:

Metyl-alkohol føres i en hastighet på 0.14/time i motstrøm til krystallene av 4-metyl-2,6-di-tert. butylfenol som går som et sjikt med hastighet 0.4/time i det vertikal vaskeelement.

Krystallene av 4-mety1-2,6-di-tert.butylfenol fjernes kontinuerlig gjennom uttaksorganet. Etter 50 timers drift får man 4200 g 4-mety1-2, 6-di-tert.butylfenol med et smeltepunkt på 69.5' - 70°C. Det krystallinske stoffets sammensetning er: 4-metyl-2, 6-di-tert.butylfenol. 99.99 vekt-%

2,6-di-tert.butylfenol 0.01 vekt-% Krystallene er hvite.

Eksempel 3.

Under samme betingelser som beskrevet i eksempel 1 innføres en 50% oppløsning av alkylfenol i etyl-alkohol i krystallisatoren ved en hastighet på 0.31/time, hvoralkylfenolen har følgende sammensetning:

Etylalkoholen beveger seg med en hastighet på 0.35/time i motstrøm til krystallene av 4-mety1-2, 6-di-tert-butylfenol som går som et sjikt med hastighet 1.0/time i den vertikale vaskekolonnen. Krystallene av 4-mety1-2,6-di-tert.butylfenol fjernes kontinuerlig. Etter 50 timers drift er det fremstilt 10500 g 4-metyl-2, 6-di-tert.butylfenol med et smeltepunkt på 69.5 - 70°C, og med følgende sammensetning: 4-mety1-2,6-di-tert.butylfenol 99.99 vekt-%

2,6-di-tert.butylfenol 0.01 vekt-% De fremstilte krystaller er hvite.

Eksempel 4.

Under samme betingelser som i eksempel 1 innføres en 50%-ig oppløsning av alkylfenol i etyl-alkohol i krystallisatoren med hastighet 0.23/time:

Ety1-alkoholen beveger seg med en hastighet på 0.13/time i motstrøm til krystallene av 4-metyl-2,6-di-tert. butylfenol, som går med sjikt med hastighet 0.13/time i det vertikale vaskeelement. Etter 50 timers drift får man 7900 g 4-metyl-2,6-di-tert.butylfenol med et smeltepunkt på 69.5 - 70.0°C. Det krystallinske- produktets sammensetning er:

De dannede krystaller er hvite.

Eksempel 5.

Under betingelser som beskrevet i eksempel 1, innføres en 30% oppløsning av alkylfenol i bensin med en hastighet på 0.12/time i krystallisatoren, hvor alkylfenolen har følgende sammensetning:

Krystallisasjon utføres ved +20°C under røring. Krystallene av bis-(5-metyl-3-tert.buty1-2-hydroksy-fenyl)metan som dannes i krystallisatoren beveger seg som et sjikt med hastighet 0.24/time i det vertikale vaskeelementet hvor bensin føres i motstrøm med en hastighet på 0.09/time.

De vaskede krystaller av bis-(5-metyl-3-tert.buty1-2-hydroksy-fenyl)metan føres kontinuerlig til et avtrekksorgan og til tørk-ing. Etter 20 timers drift har man 1000 g bis-(5-mety1-3-tert. buty 1-2-hydroksyf eny 1) metan med smeltepunkt ,129 . 8 - 130 . 0°C. Ingen forurensninger ble funnet i produktet ved kromatografisk analyse.

Eksempel 6.

Under betingelser som beskrevet i eksempel

I, ble en 50% oppløsning av alkylfenol i etylalkohol tilført krystallisatoren med en hastighet på 0.12/time:

Etyl-alkoholen føres med en hastighet på 0.14/time i motstrøm til krystaller av 2,6-di-tert.butylfenol som går med et sjikt med hastighet 0.4/time i det vertikale vaskeelement. Krystaller av 2,6-di-tert.butylfenol føres ut kontinuerlig gjennom avtappingsapparatur. Etter 50 timers drift har man 4.100 g 2,6-di-tert.butylfenol med et smeltepunkt på 35.5 - 36.0°C (smeltepunktet angitt i literaturen 35.0-36.0°C). Ingen forurensning er funnet i produktet ved kromatografisk analyse.

Eksempel 7.

Under betingelser som beskrevet i eksempel 1 ble en 50% oppløsning av alkylfenol i etyl-alkohol tilført krystallisatoren med en hastighet på 0.12/time, hvor alkylfenolen hadde følgende sammensetning:

Ety1-alkoholen beveger seg med en hastighet på 0.14/time i motstrøm til krystallene av 2,4,6-tri-tert.butylfenol som går som et sjikt med hastighet 0.38/time i det vertikale vaskeelement. Krystaller av 2,4,6-tri-tert. butylfenol avsattes kontinuerlig. Etter 50 timers drift har man 4 30 0 g 2,'4,6-tri-tert.butylfenol som har et smeltepunkt på 130.0 - 131.0°C (smeltepunktet fra literaturen er 130.0 - 131.0°C). Ingen forurensninger er funnet i produktet ved kromatografisk analyse.

Claims (5)

1. Fremgangsmåte for rensing av alkylfenol ved krystallisasjon og vasking av de dannede krystaller med et oppløsningsmiddel som er inert overfor alkyl-fenol, karakterisert ved at krystallisasjonen foretas kontinuerlig ved at alkylfenolen innføres i en hastighet på 0.12 - 031/time, og vasking av krystallene skjer i et dannett krystallsjikt som beveger seg nedover med en hastighet på 0.1 - 1.0/time idet oppløsningsmiddelet beveger seg i motstrøm med en hastighet på 0.09 - 0.35/time.

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at etylalkohol brukes som oppløsnings-middel .

3. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at metylalkohol benyttes sorti oppløs-ningsmiddel for vaskingen.'

4. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at bensin benyttes som oppløsnings-middel for vaskingen.

5. Fremgangsmåte som angitt i krav 1-4, karakterisert ved at forholdet mellom høyden av det bevegelige krystallsjikt og diameteren er minst 3.