PL182127B1 - Sposób destylacyjnego oczyszczania alkoholi PL PL PL PL PL - Google Patents

Abstract

1. Sposób destylacyjnego oczyszczania alkoholi zawierajacych 3-10 atomów wegla, znamienny tym, ze alkohole destyluje sie w temperaturze 150-200°C w obecnosci 10-1000 ppm wodorotlenku metalu alkalicznego, przy czym wyklucza sie destylacje ekstrakcyjna. PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób destylacyjnego oczyszczania alkoholi.

Alkohole alifatyczne zawierające 3-10 atomów węgla, takie jak n-butanol, a zwłaszcza

2- etyloheksanol posiadają duże znaczenie gospodarcze.

Alkohole te otrzymuje się korzystnie w reakcji hydroformylowania olefin z następnym uwodornieniem powstających jako produkty pośrednie aldehydów (przykład: propylen—>n,/ialdehyd masłowy—>n/i - butanole) lub w reakcji aldolizacji prostołańcuchowych alifatycznych aldehydów do odpowiednich alifatycznych aldehydów i następnego uwodornienia (przykład: aldehyd n-masłowy—>2-etyloheksenal—>2-etyloheksanol).

Opis metod wytwarzania znajduje się np. w Ullmann's Encyclopedia ofIndustrial Chemistry: „Alcohols, Aliphatic” (Vol. A1) ,,2-Ethylhexanol” (Vol. A 10) und „Butanols” (Vol. A4).

N-Butanol poza zastosowaniem jako rozpuszczalnik stosowany jest przede wszystkim w dziedzinie farb i lakierów i do otrzymywania estrów kwasów karboksylowych, zwłaszcza akrylanu n-butylu i dwu-n-butyloftalanu (DBP).

2-Etyloheksanol jest stosowany jako substrat alkoholowy w procesie wytwarzania di-2etyloheksyloftalanu (DEHP) i 2-etyloheksyloakrylanu.

W tym zakresie stosowania, zwłaszcza przy wytwarzaniu estrów kwasu alkrylowego wymagane jest stosowanie alkoholi o wysokiej czystości.

W procesie technicznego wytwarzania alkoholi, proces ich oczyszczania polega na wieloetapowej destylacji frakcjonowanej.

W związku z tym alkohole są poddawane wielogodzinnym obciążeniom termicznym, przy czym z reguły stosowane są temperatury 150-200°C.

W następstwie tego dochodzi w procesie destylacji alifatycznych alkoholi zawierających

3- 10 atomów węgla, takichjak tutano 1 i 2 -etylooeksanol do tworzenia tię odpowiednich aldehydów, oddzielenie których w warunkach stosowanych zazwyczaj w technice, wymaga wysokich nakładów.

Ze stanu techniki znane są również różne sposoby destylacyjnego oczyszczania alkoholi w obecności związków zasadowych.

I tak z opisu patentowego nr US-A-2 533 754 znany jest sposób oczyszczania etanolu zawierającego aldehyd. Oczyszczanie to prowadzi się w obecności wodorotlenków metali alkalicznych stosowanych w ilości 0,1-3% wag. w odniesieniu do alkoholu poddawanego oczyszczaniu. Zgodnie z przykładem przeprowadzanego sposobu do 88,3% wagowego roztworu etanolu dodaje się wodorotlenek sodu w takiej ilości, że zawartość wodorotlenku sodu w roztworze wynosi 1,46% wagowych.

Z opisu patentowego nr US-A-2 889 375 znany jest sposób destylacyjnego oczyszczania ketaalkaOali zawierających zanieczyszczenia stanowiące niewielkie ilości związków aldehydowych.

182 127

Ujawniony tu sposób charakteryzuje się tym, że do kuba kolumny destylacyjnej dodaje się związki metali ziem alkalicznych, zwłaszcza tlenki, wodorotlenki lub węglany w ilości 1% wagowych w odniesieniu do wsadu. Z opisu tego wynika, że dodatek związków alkalicznych takich jak węglanu sodu lub wodorotlenku sodu prowadzi podczas procesu destylacji do zwiększonych strat alkoholu w następstwie tworzenia się produktów kondensacji.

Z opisu patentowego nr US-A-3 689 371 znany jest sposób destylacyjnego oczyszczania butanoli z syntezy oxo. Powstający surowy alkohol traktuje się najpierw wodnym roztworem wodorotlenku metalu alkalicznego w celu zobojętnienia lub rozłożenia kwasów i estrów zawartych w surowym alkoholu.

Następnie według tego znanego sposobu wodorotlenek metalu alkalicznego usuwa się z surowego alkoholu np. przez wymywanie wodą i dopiero po tym wolny od wodorotlenku metalu alkalicznego surowy alkohol poddaje się dalej do destylacyjnej obróbki.

Z opisu patentowego nr US-A-3 960 672 znany jest sposób oczyszczania C|-C₃-alkoholi w dwuetapowym procesie destylacji, przy czym wodny roztwór alkaliów wprowadza się na górną półkę kolumny.

Sposobem destylacji ekstrakcyjnej, w którym pracuje się z bardzo dużą ilością wody, oczyszcza się niższe alkohole, które można rozcieńczać wodą do wytworzenia homogennej cieczy.

Istniało w związku z tym zadanie opracowania prostego sposobu destylacji alkoholi zawierających 3-10 atomów węgla, nie posiadającego wyżej wskazanych wad.

Nieoczekiwanie stwierdzono, że dodatek niewielkiej ilości wodorotlenku metalu alkalicznego tłumi powstawanie odpowiednich aldehydów w procesie obróbki destylacyjnej i powoduje nawet usuwanie już powstałych aldehydów.

Przedmiotem niniejszego wynalazku jest zatem sposób destylacyjnego oczyszczania alkoholi zawierających 3-10 atomów węgla, który charakteryzuje się tym, że alkohole destyluje się w temperaturze 150-200°C w obecności 10 do 1000 ppm wodorotlenku metalu alkalicznego, przy czym wyklucza się destylację ekstrakcyjną.

Alkohole zawierające 3-10 atomów węgla poddawane destylacji mogą być prostołańcuchowe lub rozgałęzione.

Szczególnie ważnymi alkoholami zawierającymi 3-10 atomów węgla, stosowanymi w sposobie według wynalazku są: n-butanol i 2-etyloheksanol.

Jako wodorotlenki metali alkalicznych stosuje się korzystnie KOH lub NaOH.

Ilość wodorotlenku metalu alkalicznego wynosi zazwyczaj 10-1000 ppm, korzystnie 10200 ppm, każdorazowo liczona na ilość stosowanego alkoholu.

Wodorotlenki metali alkalicznych stosowane sąkorzystnie w postaci wodnych roztworów. W przypadku destylacji kolumnowej, kolumna obejmuje 20-80 półek.

Jak pokazują następujące przykłady, dodatek wodorotlenku metalu alkalicznego podczas destylacji alkoholi silnie ogranicza lub nawet całkowicie eliminuje tworzenie się aldehydów bez zachodzenia innych niepożądanych ubocznych reakcji lub znacznego ograniczania ilości alkoholu. Często reakcja prowadzi nawet do usunięcia aldehydu zawartego w stosowanym alkoholu.

Podane w przykładach określenie „łatwowrzący” odnosi się do składników wolnych od 2-etyloheksanalu i w zasadzie wrzących niżej (co najmniej 20-40°C niżej) od 2-etyloheksanolu i z tego powodu łatwych do oddzielenia od niego na drodze destylacji.

Analogicznie podane w przykładach określenie „wysokowrzący” odnosi się do składników wolnych od 2-etyloheksanalu i w zasadzie wrzących wyżej (co najmniej 20-40°C wyżej) od 2-etyloheksanolu i z tego powodu łatwych do oddzielenia od niego na drodze destylacji.

Przykład porównawczy I

2-etyloheksanol zawierający 60 ppm (0,006% wag.) 2-etyloheksanalu ogrzewa się w czasie 1 godziny w temperaturze 180°C bez dodatku wodorotlenku metalu alkalicznego. Po okresie 10 minut, 30 minut i 60 minut pobierane są każdorazowo próbki i analizowane.

Wyniki podano w tabeli 1.

Po 60 minutach zawartość 2-etyloheksanolu wynosiła 140 ppm (0,014% wag.).

182 127

Przykład I

Postępowano analogicznie jak w przykładzie porównawczym 1, z tym, że przed rozpoczęciem ogrzewania 2-etyloheksanalu dano do niego 50 ppm KOH.

Wyniki podano w tabeli 1.

Po 30 minutach 2-etyloheksanal zawarty był już w ilości poniżej analitycznej granicy wykrywalności 0,001% wag.

Tabela 1

	Materiał wyjściowy przed rozpoczęciem procesu	Przykład porównawczy (bez dodatku wodorotlenku metalu alkalicznego) Czas od rozpoczęcia procesu	Przykład 1 (50 ppm KOH) Czas od rozpoczęcia procesu
		10 min	30 min	60 min	10 min	30 min	60 min
Łatwowrzący składnik % wag.	0,216	0,212	0,211	0,212	0,208	0,209	0,207
2-etyloheksanal % wag.	0,006	0,011	0,013	0,014	0,002	<0,001	<0,001
2-etyloheksanol % wag.	99,646	99,644	99,643	99,640	99,616	99,616	99,616
wysokowrzący składnik % wag.	0,132	0,133	0,133	0,134	0,174	0,175	0,177

Przykład porówawczy II

W 2-litrowym kotle destylacyjnym laboratoryjnej kolumny z wypełnieniem, stanowiącym warstwę spirali 3 mm (VA-Wendeln) o wysokości 1 m, umieszczono 663 g 2-etyloheksanolu o następującym składzie: (w % wag.)

Łatwowrzący składnik 0,099

2-etyloheksanal 0,001

2-etyloheksanol 99,770 wysokowrzący składnik 0,130

Przy ciśnieniu w kolumnie wynoszącym 10 kPa i stopniu deflegmacji 3:1 odebrano z góry kolumny w temperaturze 118°C cztery frakcje każda po 130 g i piątą frakcję 65 g. Poszczególne frakcje analizowano na drodze chromatografii gazowej.

Tabela 2

Frakcja	1	2	3	4	5
Łatwowrzący składnik % wag.	0,010	0,006	0,003	0,011	0,008
2-etyloheksanal % wag.	0,013	0,009	0,008	0,010	0,011
2-etyloheksanol % wag.	99,863	99,980	99,986	99,975	99,977
Wysokowrzący składnik % wag.	0,114	0,005	0,003	0,004	0,004

W pozostałości podestylacyjnej (78 g) 2-etyloheksanal zawarty był w ilości poniżej analitycznej wykrywalności.

1« 127

Przykład II

Postępowano analogicznie jak w przykładzie porównawczym 2, z tym, że do 2-etyloheksanolu przed rozpoczęciem procesu destylacji dodano 66 mg 50% wodnego roztworu KOH. Poszczególne frakcje analizowano na drodze chromatografii gazowej.

Tabela 3

Frakcja	1	2	3	4	5
Łatwowrzący składnik % wag.	0,010	0,006	0,003	0,011	0,008
2-etyloheksanal % wag.	0,003	0,002	0,001	0,001	0,001
2-etyloheksanol % wag.	99,863	99,987	99,993	99,984	99,987
Wysokowrzący składnik % wag.	0,124	0,005	0,003	0,004	0,004

W pozostałości podestylacyjnej (78 g) 2-etyloheksanal zawarty był w ilości poniżej analitycznej wykrywalności.

182 127

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz

Cena 2,00 zł.

Claims (3)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób destylacyjnego oczyszczania alkoholi zawierających 3-10 atomów węgla, znamienny tym, że alkohole destyluje się w temperaturze 150-200°C w obecności 10-1000 ppm wodorotlenku metalu alkalicznego, przy czym wyklucza się destylację ekstrakcyjną.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako alkohole zawierające 3-10 atomów węgla stosuje się n-butanol lub 2-etyloheksanol.
3. 3. Sposób według zastrz. 1 lub 2, znamienny tym, że alkohole destyluje się w obecności 10 do 200 ppm wodorotlenku metalu alkalicznego.