WO2013171060A1 - Short path distillation of ionic liquids - Google Patents

Short path distillation of ionic liquids Download PDF

Info

Publication number
WO2013171060A1
WO2013171060A1 PCT/EP2013/058900 EP2013058900W WO2013171060A1 WO 2013171060 A1 WO2013171060 A1 WO 2013171060A1 EP 2013058900 W EP2013058900 W EP 2013058900W WO 2013171060 A1 WO2013171060 A1 WO 2013171060A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
evaporator
distillation
mixture
ionic liquid
short
Prior art date
Application number
PCT/EP2013/058900
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Ortmund Lang
Thomas Wisniewski
Michael Lutz
Original Assignee
Basf Se
Basf Schweiz Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Basf Se, Basf Schweiz Ag filed Critical Basf Se
Publication of WO2013171060A1 publication Critical patent/WO2013171060A1/en

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D3/00—Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
    • B01D3/12—Molecular distillation

Definitions

  • the invention relates to a process for the distillation of mixtures containing salts with a melting point of less than 200 ° C at 1 bar (ionic liquids), which is characterized in that the distillation in an apparatus for short path distillation with a load of 5 to 100 kg of mixture per hour and square meter evaporator surface.
  • Salts having a melting point of less than 200 ° C., in particular having a melting point of less than 100 ° C. are referred to as ionic liquids.
  • ionic liquids which are already liquid at room temperature. Such ionic liquids were considered to be non-distillable for a long time, since it was assumed that they ultimately have no vapor pressure.
  • Ionic liquids are generally not consumed in their use, but only contaminated. Since these are high-value recyclables, there is a need for particularly effective and inexpensive processes for working up and separating off the ionic liquids from the mixtures obtained during use.
  • ionic liquids are used to dissolve cellulose, e.g. Mixtures containing lignins or cellulose derivatives.
  • low-cost production processes for ionic liquids are known in which, however, low-volatility by-products arise, the resulting reaction products show a discoloration due to these by-products and generally appear black.
  • Such manufacturing methods are e.g. in WO 2005/021484 (carbonate method) or in WO 91/14678 (Arduengo method).
  • the mixtures to be distilled are often heavily contaminated and discolored by previous manufacturing or use processes.
  • the high distillation temperature required for the separation of the ionic liquid often leads to decomposition and further decomposition. discolouration. Even with a distillation of the mixtures on an industrial scale as pure as possible ionic liquids are to be obtained with little discoloration.
  • Object of the present invention was therefore a technical process for the purification of ionic liquids, with which the ionic liquid in high yield and purity, in particular with the lowest possible color number, is obtained.
  • the method should also be as effective and inexpensive as possible, especially with regard to energy requirements. Accordingly, the method defined above was found.
  • the apparatus and method implementation The principle of short path distillation is based on the fact that a substance mixture supplied to the evaporator is heated at an evaporation surface and the constituents of the substance mixture that evaporate condense on a condenser surface opposite the evaporation surface.
  • the distance between the evaporation surface and the capacitor surface is chosen to be very small in order to minimize pressure losses over the path from the evaporation surface to the capacitor surface.
  • An apparatus for short path distillation therefore contains as essential components a heated evaporator surface and a cooled condenser surface, which are located at a sufficiently short distance.
  • An essential feature of the process according to the invention is that the mixture to be distilled is supplied to the apparatus in a specific amount. The per unit time and
  • Quantity supplied to square meter of heated evaporator surface is also called load.
  • the load of the apparatus for the molecular distillation is 5 to 100 kg of mixture per hour and square meter evaporator surface, preferably the load 10 to 80 kg mixture, in particular 10 to 60 kg mixture and more preferably the load is 20 to 40 kg mixture per hour and square meter evaporator surface.
  • the apparatus arrangement of the condenser surface to the evaporator surface may be configured in any geometric shape. It is essential that they are opposite each other and that the molecules from the evaporator surface reach the condenser surface as unhindered as possible.
  • the evaporator surface is the inner surface of a cylinder which is heated from the outside.
  • internals are located in the interior of the protruding cylinder, on whose surface the distillate condenses (condenser surface).
  • Such installations can be designed in various forms.
  • a single tube which is cooled from the inside and whose outer surface is the condenser surface, which is opposite to the evaporator surface.
  • the internals are a plurality of internally cooled tubes. These are arranged in a preferred embodiment in one or more rows in a circle and form by this arrangement of a cylindrical tube shape.
  • the evaporator and condenser surface itself preferably has at least one length dimension greater than 50 cm, in general the size of the heated evaporator surface is 0.1 to 100 square meters, in particular 1 to 80, particularly preferably 5 to 60 and in particular 20 to 40 square meters; the same applies to the cooled condenser surface.
  • the evaporator surface and condenser surface can be the same size or different sizes.
  • the ratio of evaporator surface to condenser surface is in the range of 0.1 to 10.
  • the distance between the evaporator surface and the condenser surface is preferably less than 80 cm, in particular less than 50 cm, particularly preferably less than 30 cm. These distances are preferably for more than 30 area percent, in particular for more than 50 area percent, and more preferably for more than 80 area percent of the total evaporator or condenser surface.
  • the distance between the evaporator surface and the condenser surface may remain the same over the entire evaporator and condenser surface, depending on the geometric configuration of the evaporator surface and the condenser surface, or may be different. The latter is z. Example, the case when the condenser surface consists of several circularly arranged tubes (see above).
  • molecular distillation Distillation processes with a small distance between evaporator and condenser surfaces are known as molecular distillation.
  • the distance between the evaporator and condenser surfaces is generally smaller than the mean free path of the compounds to be distilled.
  • the apparatus geometry and the process parameters are selected accordingly.
  • the distance of the evaporator surface to the condenser surface is therefore less than the mean free path of the ionic liquid in the gas phase at the selected temperature and the selected pressure in a particular embodiment.
  • the mixture is preferably supplied at the upper end of the apparatus, while the supply takes place so that the mixture passes directly to the evaporator surface.
  • the ionic liquid is separated by evaporation from the mixture and withdrawn as distillate from the condenser surface.
  • the residue remains on the evaporator surface. Suitable devices are e.g. such that the residue drains from the evaporator surface and is collected, the ionic liquid accordingly drains from the condenser surface and is obtained as a distillate.
  • the distribution of the mixture to be distilled on the evaporator surface is supported by a wiper system.
  • apparatuses which have a splash guard between evaporator and condenser surface, so that an undesired transition (by entrainment or spraying) from the evaporator surface to the condenser surface is reduced or completely avoided.
  • a splash guard between the evaporator surface and the condenser surface fins are suitable, these are preferably arranged vertically.
  • the slats can z. B. made of metal or plastic.
  • the horizontal spacing of the lamellae should be selected so that a transfer of liquid droplets from the evaporator surface to the condenser surface is reduced or completely prevented.
  • the spray protection used should cause the lowest possible pressure loss in the apparatus, z. B. a pressure drop of less than 0.1 mbar, preferably less than 0.01 mbar, more preferably less than 0.001 mbar.
  • the attachment of the splash guard can be done both on the wiper system and on the internals (condenser).
  • the embodiment, material and method of attachment of the splash guard are irrelevant to the present invention as long as the passage of liquid droplets is prevented or reduced and a low pressure loss is maintained.
  • the splash guard may be attached to the internal rotor of the wiper system and may rotate (as in Figure 1), or be installed as a fixed component between the evaporator surface and the condenser surface.
  • the evaporation is carried out at a temperature of 50 ° C to 300 ° C, more preferably from 80 to 300 ° C and most preferably from 120 ° C to 300 ° C, wherein these data are based on the average temperature of the heating medium.
  • the condensation on the capacitor surface can, for. Example, at a temperature of 0 ° C to 200 ° C, preferably from 10 ° C to 150 ° C and more preferably from 20 ° C to 100 ° C, these statements are based on the average temperature of the cooling medium.
  • the evaporation is preferably carried out at reduced pressure, in particular at a pressure of 10 -4 mbar to 10 mbar, more preferably from 10 -3 mbar to 1 mbar.
  • the average residence time of the ionic liquid to be separated in the apparatus is preferably in the range of 1 second to 10 minutes, more preferably in the range of 1 second to 2 minutes.
  • the distillate obtained may e.g. to more than 95 wt .-%, more preferably to more than 97 wt .-% "very particularly preferably to more than 99 wt .-% of the ionic liquid.
  • the method also distillates are available which consist of more than 99.5 or more than 99.8 wt .-% and 99.9 wt.% From the ionic liquid.
  • the resulting distillate (ionic liquid) has in particular a very low salt content, z. B. a salt content of less than 100 ppm or less than 50 ppm.
  • the distillate obtained has no or only a very slight discoloration, in particular, the Gardner color number of the distillate is less than 50, preferably less than 20.
  • the process can also be carried out repeatedly, be it by recycling the distillate obtained for the purpose of redistillation in the same apparatus or to a corresponding distillation in one or more further apparatuses which are connected in series.
  • a plant for carrying out the process according to the invention can be made e.g. comprising one or four short path evaporators, wherein the short path evaporator are connected to each other, that the residue of the first short path evaporator in the second short path evaporator, the residue of the second short path evaporator in the third short path evaporator and the residue of the third short path evaporator in the fourth short path evaporator is passed.
  • the process is carried out continuously.
  • the ionic liquid contained in the mixture to be distilled is a salt of at least one cation and at least one anion, which at normal pressure (1 bar) has a melting point of less than 200 ° C., in particular less than 100 ° C., preferably less than 75 ° C. , Very particular preference is given to a liquid salt at room temperature (21 ° C.) and atmospheric pressure (1 bar).
  • the cation of the ionic liquid according to the invention is a heterocyclic ring system having at least one nitrogen atom as a constituent of the ring system. All nitrogen atoms of the ring system carry an organic group as substituents. Protonation of these nitrogen atoms is therefore not possible.
  • the substituent is preferably an organic group which contains 1 to 20 C atoms, in particular 1 to 10 C atoms. Particularly preferably it is a hydrocarbon group which has no further heteroatoms, for example a saturated or unsaturated aliphatic group, an aromatic group or a hydrocarbon group which has both aromatic and aliphatic constituents. With very particular preference it is a C1 to C10 alkyl group, C1 to C10 alkenyl group, for example an allyl group, a phenyl group or a
  • Benzyl group is a C1 to C10, especially a C1 to C4 alkyl group, e.g. methyl, ethyl, propyl, i-propyl, n-butyl, n-hexyl, n-octyl or n-decyl.
  • a C1 to C4 alkyl group e.g. methyl, ethyl, propyl, i-propyl, n-butyl, n-hexyl, n-octyl or n-decyl.
  • it is an aromatic heterocyclic ring system.
  • the cation is preferably a derivative of imidazolium, pyrazolium or pyridinium.
  • the cation is a derivative of imidazolium (with two nitrogen atoms in the ring system and correspondingly two of the above substituents).
  • the anion of the ionic liquid is preferably a compound having at least one carboxylate group (short carboxylate) or at least one phosphate group (short phosphate).
  • phosphates are ⁇ 0 4 3_ or organic compounds having a phosphate group, in particular dialkyl phosphates, called.
  • Particularly preferred phosphates are C 1 -C 4 dialkyl phosphates, for example dimethyl phosphate and in particular diethyl phosphate.
  • Preferred anions are the carboxylates.
  • Particularly suitable carboxylates are organic compounds having 1 to 20 C atoms, preferably 1 to 10 C atoms, which contain one to three, preferably one or two, more preferably one carboxylate group.
  • carboxylates are the anions of the C1 to C10 alkanecarboxylic acids, for example acetic acid (acetate), propionic acid (propionate) and octanoic acid (octanoate).
  • the ionic liquid is therefore particularly preferably imidazolium salts of the formula I.
  • R 1 and R 3 independently of one another represent an organic radical having 1 to 20 C atoms
  • R 2, R 4, and R 5 independently of one another represent an H atom or an organic radical having 1 to 20 C atoms,
  • R 1 and R 3 are preferably independently an organic group containing 1 to 10 C atoms. Most preferably it is a C1 to C10, in particular a C1 to C4 alkyl group, e.g. a methyl group, ethyl group, propyl group, i-propyl group, n-butyl group or octyl group. Most preferably, R 1 and R 3 independently of one another are a methyl group or an ethyl group.
  • R 2, R 4 and R 5 are preferably independently of one another an H atom or an organic group which contains 1 to 10 C atoms. Most preferably, R 2, R 4 and R 5 are an H atom or a C 1 to C 10 alkyl group, e.g. a methyl group, ethyl group, propyl group, i-propyl group or n-butyl group. R2, R4 and R5 particularly preferably represent an H atom. n is preferably 1.
  • X is preferably an abovementioned carboxylate or phosphate, in particular a C1 to C10 carboxylate.
  • the mixtures to be distilled contain the ionic liquids in any amount, e.g. consist of 10 to 95 wt .-% or 40 to 95 wt.% Of the ionic liquid.
  • the content of ionic liquid in the mixture is preferably at least 10% by weight, more preferably at least 20% by weight, very preferably at least 40% by weight and in a particular embodiment at least 60% by weight, based on the total mixture ;
  • the method is particularly suitable for mixtures with a.
  • the content of ionic liquid in the mixture is generally not greater than 95 wt .-%.
  • the mixtures used in the process according to the invention preferably contain volatile compounds only in minor amounts.
  • Volatile compounds are understood here to mean those having a boiling point of less than 200 ° C., in particular less than 150 ° C. under atmospheric pressure (1 bar).
  • highly volatile compounds are initially present in the mixture, they are preferably substantially removed before carrying out the process according to the invention, so that their content in the mixture is at most 10% by weight, in particular at most 5% by weight, in particular at most 2% by weight or is at most 1% by weight, more preferably they are completely removed.
  • the removal of the volatile compounds may preferably be carried out as evaporation with a vaporiser known to those skilled in the art.
  • suitable evaporators are natural circulation evaporators, forced circulation flash evaporators, falling film evaporators, spiral tube evaporators, thin film evaporators and short path evaporators.
  • Evaporators are particularly preferred which, for the desired achievement of the degree of evaporation, allow the evaporator surface temperature to be as low as possible and a short contact time at the evaporator surface and thus low thermal damage to the mixture, e.g. Falling film evaporator, spiral tube evaporator, thin film evaporator and short path evaporator.
  • the pressure at which the components having a lower boiling point than the ionic liquid are separated is preferably in a range from 0.01 mbar to 5 mbar, more preferably in the range from 0.01 mbar to 1 mbar.
  • the temperature at which the components having a low boiling point are separated is in the range from 50 ° C to 250 ° C, more preferably in the range from 50 ° C to 200 ° C, these figures being based on the average temperature of the heating medium are.
  • the removal of volatile compounds can also be carried out by multi-stage evaporation, with condensation after each evaporation stage followed by a renewed evaporation takes place.
  • the above evaporators can be connected in series.
  • the mixtures contain constituents having a boiling point greater than 200 ° C (1 bar) as impurities, e.g. Salts, natural or synthetic oligomers or polymeric compounds, such as lignin, hemicellulose or oligosaccharides.
  • impurities e.g. Salts, natural or synthetic oligomers or polymeric compounds, such as lignin, hemicellulose or oligosaccharides.
  • Distillation aids can be added to the mixtures, as described in WO 2010/094640.
  • Suitable distillation aids preferably have a boiling point which is at least 10 ° C., particularly preferably at least 20 ° C., higher than the boiling point of the ionic liquids contained in the mixture.
  • the distillation aid is preferably miscible with the ionic liquid present in the mixture in any proportions.
  • the distillation aid may be e.g. polyalkylene glycols or their mono- or diesters or their mono- or diethers, e.g. with their mono- or diesters with low molecular weight carboxylic acids such as C 1 -C 10 -alkanecarboxylic acids or their mono- or diethers with C 1 to C 10 -alkanols.
  • Very particularly preferred polyalkylene glycols, or polyethylene glycols are e.g. those with a number-average molecular weight greater than 200, in particular greater than 300. Particularly suitable are, for example, Polyethylene glycols having a number average molecular weight of 400 to 1000, in particular 400 to 800.
  • the mixture may be distillation aids, e.g. in amounts of 0 to 40 wt .-%, in particular in amounts of 0 to 20 wt .-%.
  • ionic liquids can be obtained from any mixtures in high yield and purity.
  • the obtained ionic liquids have a very low salt content and a very low color number.
  • the molecular distillation according to Example 2 and Comparative Example 2 was carried out in an apparatus according to Figure 1;
  • the molecular distillation according to Example 1 and Comparative Example 1 was carried out in an apparatus according to Figure 1 but without splash protection.
  • the mixtures Prior to carrying out the distillation, the mixtures were freed of volatile compounds in an evaporator (e.g., falling film evaporator or thin film evaporator) to avoid foaming and splashing during the molecular distillation.
  • an evaporator e.g., falling film evaporator or thin film evaporator
  • Example 1 In a short path evaporator, a composition having a Gardner color number> 20 was introduced which contained about 90% by weight of 1-ethyl-3-methylimidazolium octanoate and about 1000 ppm by weight of sodium salt.
  • the load of the short-path evaporator with this mixture was 20 kg / h / m 2 .
  • the pressure in the short-path evaporator was 0.001 mbar; and the temperature of the heating medium 220 ° C. Under these conditions, the 1-ethyl-3-methylimidazolium octanoate was continuously evaporated.
  • non-volatile impurities for example salts, such as alkali octanoates or natural or synthetic oligomeric or polymeric compounds, such as lignin, hemicellulose or oligosaccharides
  • salts such as alkali octanoates or natural or synthetic oligomeric or polymeric compounds, such as lignin, hemicellulose or oligosaccharides
  • the distillate thus obtained had a purity of 98% by weight of 1-ethyl-3-methylimidazolium octanoate having a Gardner color number of 12.
  • the sodium content was 65 ppm by weight.
  • a splash guard was additionally installed in the short path evaporator between the evaporator surface and the condenser surface.
  • the recovered distillate had a purity of 98% by weight of 1-ethyl-3-methylimidazolium octanoate with a Gardner color number of 6.
  • the sodium content was ⁇ 10 ppm by weight.
  • a composition having a Gardner color number> 20 which contained about 90% by weight of 1-ethyl-3-methylimidazolium octanoate and about 1000 ppm by weight of sodium salt.
  • the load of the short-path evaporator with this mixture was 1 10 kg / h / m 2 .
  • the pressure in the short-path evaporator was 0.001 mbar; and the temperature of the heating medium 250 ° C. Under these conditions, the 1-ethyl-3-methylimidazolium octanoate was continuously evaporated.
  • non-volatile impurities for example salts, such as alkali octanoates or natural or synthetic oligomeric or polymeric compounds, such as lignin, hemicellulose or oligosaccharides
  • salts such as alkali octanoates or natural or synthetic oligomeric or polymeric compounds, such as lignin, hemicellulose or oligosaccharides
  • the distillate thus obtained had a purity of 95% by weight of 1-ethyl-3-methylimidazolium octanoate with a Gardner color number of> 20.
  • the sodium content was 250 ppm by weight.
  • the purity of the recovered ionic liquid proved to be unsuitable for further use.
  • a splash guard was additionally installed in the short-path evaporator between the evaporator surface and the condenser surface.
  • the recovered distillate had a purity of 95% by weight of 1-ethyl-3-methylimidazolium octanoate with a Gardner color number of> 20.
  • the sodium content was 300 ppm by weight.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

Disclosed is a method for distilling mixtures containing salts that have a melting point below 200°C at 1 bar (ionic liquids). Said method is characterized in that the distillation takes place in a short path distillation apparatus at a loading rate of 5 to 100 kg of mixture per hour and per square meter of evaporation surface.

Description

Destillation ionischer Flüssigkeiten durch Kurzwegdestillation  Distillation of ionic liquids by short path distillation
Beschreibung Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Destillation von Gemischen, welche Salze mit einem Schmelzpunkt kleiner 200°C bei 1 bar (ionische Flüssigkeiten) enthalten, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass die Destillation in einer Apparatur für die Kurzwegdestillation mit einer Belastung von 5 bis 100 kg Gemisch pro Stunde und Quadratmeter Verdampferoberfläche erfolgt. The invention relates to a process for the distillation of mixtures containing salts with a melting point of less than 200 ° C at 1 bar (ionic liquids), which is characterized in that the distillation in an apparatus for short path distillation with a load of 5 to 100 kg of mixture per hour and square meter evaporator surface.
Salze mit einem Schmelzpunkt kleiner 200°C, insbesondere mit einem Schmelzpunkt kleiner 100°C, werden als ionische Flüssigkeiten bezeichnet. Von besonderem Interesse sind ionische Flüssigkeiten, welche bereits bei Raumtemperatur flüssig sind. Derartige ionische Flüssigkeiten galten lange Zeit als nicht destillierbar, da angenommen wurde, dass sie letztlich keinen Dampfdruck besitzen. Salts having a melting point of less than 200 ° C., in particular having a melting point of less than 100 ° C., are referred to as ionic liquids. Of particular interest are ionic liquids which are already liquid at room temperature. Such ionic liquids were considered to be non-distillable for a long time, since it was assumed that they ultimately have no vapor pressure.
Ionische Flüssigkeiten werden bei ihrer Verwendung im Allgemeinen nicht verbraucht, sondern nur verunreinigt. Da es sich um hochpreisige Wertstoffe handelt, besteht ein Bedarf an besonders effektiven und günstigen Verfahren zur Aufarbeitung und Abtrennung der ionischen Flüs- sigkeiten aus den bei der Verwendung erhaltenen Gemischen. Bei der Verwendung von ionischen Flüssigkeiten zur Auflösung von Zellulose entstehen z.B. Gemische, welche Lignine oder Cellulosederivate enthalten. Darüber hinaus sind kostengünstige Herstellverfahren für ionische Flüssigkeiten bekannt, bei denen aber schwerflüchtige Nebenprodukte entstehen, die erhaltenen Reaktionsprodukte zeigen aufgrund dieser Nebenprodukte eine Verfärbung und erscheinen im allgemeinen schwarz. Derartige Herstellverfahren sind z.B. in WO 2005/021484 (Carbonat- methode) oder in WO 91/14678 (Arduengo-verfahren) beschrieben. Auch hier besteht ein Bedarf an besonders effektiven und günstigen Verfahren zur Aufarbeitung und Abtrennung der ionischen Flüssigkeiten aus den bei der Herstellung erhaltenen Gemischen. Aus WO 2009/027250, WO 2010/094640 und DE 102010001957 ist die Destillation von ionischen Flüssigkeiten durch Kurzwegdestillation bzw. Molekulardestillation bekannt. In diesen Veröffentlichungen werden auch dazu geeignete Apparaturen für die Molekulardestillation beschrieben. Bei der in den Beispielen der WO 2009/027250 verwendeten Apparatur ist die Verdampferoberfläche innen und die Kondensatoroberfläche außen; die Belastung betrug in den Beispielen 0,1 kg pro Stunde. Ionic liquids are generally not consumed in their use, but only contaminated. Since these are high-value recyclables, there is a need for particularly effective and inexpensive processes for working up and separating off the ionic liquids from the mixtures obtained during use. When ionic liquids are used to dissolve cellulose, e.g. Mixtures containing lignins or cellulose derivatives. In addition, low-cost production processes for ionic liquids are known in which, however, low-volatility by-products arise, the resulting reaction products show a discoloration due to these by-products and generally appear black. Such manufacturing methods are e.g. in WO 2005/021484 (carbonate method) or in WO 91/14678 (Arduengo method). Again, there is a need for particularly effective and inexpensive processes for working up and separating the ionic liquids from the mixtures obtained in the preparation. From WO 2009/027250, WO 2010/094640 and DE 102010001957 the distillation of ionic liquids by short path distillation or molecular distillation is known. These publications also describe suitable apparatus for molecular distillation. In the apparatus used in the examples of WO 2009/027250, the evaporator surface is on the inside and the condenser surface on the outside; the load in the examples was 0.1 kg per hour.
Für eine Destillation von Gemischen, welche ionische Flüssigkeiten enthalten, im technischen Maßstab, sind verbesserte Apparaturen und Verfahrensdurchführungen erwünscht. Insbesondere sollen großen Belastungen und Destillatmengen ermöglicht werden. For a distillation of mixtures containing ionic liquids on an industrial scale, improved equipment and process procedures are desired. In particular, large loads and distillate quantities are to be made possible.
Die zu destillierenden Gemische sind häufig durch vorangegangene Herstell- oder Verwendungsverfahren stark verunreinigt und verfärbt. Die hohe Destillationstemperatur, welche zur Abtrennung der ionischen Flüssigkeit benötigt wird, führt oft zu Zersetzungen und weiteren Ver- färbungen. Auch bei einer Destillation der Gemische im technischen Maßstab sollen aber möglichst reine ionische Flüssigkeiten mit geringer Verfärbung erhalten werden. The mixtures to be distilled are often heavily contaminated and discolored by previous manufacturing or use processes. The high distillation temperature required for the separation of the ionic liquid often leads to decomposition and further decomposition. discolouration. Even with a distillation of the mixtures on an industrial scale as pure as possible ionic liquids are to be obtained with little discoloration.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war daher ein technisches Verfahren zur Reinigung von ionischen Flüssigkeiten, mit dem die ionische Flüssigkeit in hoher Ausbeute und Reinheit, insbesondere mit einer möglichst geringen Farbzahl, erhalten wird. Das Verfahren soll darüber hinaus möglichst effektiv und kostengünstig sein, insbesondere auch hinsichtlich des Energiebedarfs. Demgemäß wurde das eingangs definierte Verfahren gefunden. Object of the present invention was therefore a technical process for the purification of ionic liquids, with which the ionic liquid in high yield and purity, in particular with the lowest possible color number, is obtained. The method should also be as effective and inexpensive as possible, especially with regard to energy requirements. Accordingly, the method defined above was found.
Zur Apparatur und Verfahrensdurchführung Das Prinzip der Kurzwegdestillation beruht darauf, dass ein dem Verdampfer zugeführtes Stoffgemisch an einer Verdampfungsfläche erhitzt wird und die dabei verdampfenden Bestandteile des Stoffgemischs an einer der Verdampfungsfläche gegenüberliegenden Kondensatorfläche kondensieren. Dabei wird der Abstand zwischen der Verdampfungsfläche und der Kondensatorfläche sehr gering gewählt, um Druckverluste über den Weg von der Verdampfungsfläche zur Kondensatorfläche zu minimieren. Eine Apparatur für die Kurzwegdestillation enthält daher als wesentliche Bauteile eine beheizte Verdampferoberfläche und eine gekühlte Kondensatoroberfläche, welche sich in ausreichend geringem Abstand befinden. The apparatus and method implementation The principle of short path distillation is based on the fact that a substance mixture supplied to the evaporator is heated at an evaporation surface and the constituents of the substance mixture that evaporate condense on a condenser surface opposite the evaporation surface. In this case, the distance between the evaporation surface and the capacitor surface is chosen to be very small in order to minimize pressure losses over the path from the evaporation surface to the capacitor surface. An apparatus for short path distillation therefore contains as essential components a heated evaporator surface and a cooled condenser surface, which are located at a sufficiently short distance.
Ein wesentliches Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, dass das zu destillierende Gemisch der Apparatur in einer bestimmten Menge zugeführt wird. Die pro Zeiteinheit undAn essential feature of the process according to the invention is that the mixture to be distilled is supplied to the apparatus in a specific amount. The per unit time and
Quadratmeter beheizte Verdampferoberfläche zugeführte Menge wird auch Belastung genannt. Die Belastung der Apparatur für die Molekulardestillation beträgt 5 bis 100 kg Gemisch pro Stunde und Quadratmeter Verdampferoberfläche , vorzugsweise beträgt die Belastung 10 bis 80 kg Gemisch, insbesondere 10 bis 60 kg Gemisch und besonders bevorzugt beträgt die Be- lastung 20 bis 40 kg Gemisch pro Stunde und Quadratmeter Verdampferoberfläche. Quantity supplied to square meter of heated evaporator surface is also called load. The load of the apparatus for the molecular distillation is 5 to 100 kg of mixture per hour and square meter evaporator surface, preferably the load 10 to 80 kg mixture, in particular 10 to 60 kg mixture and more preferably the load is 20 to 40 kg mixture per hour and square meter evaporator surface.
Die apparative Anordnung der Kondensatoroberfläche zur Verdampferoberfläche kann in beliebiger geometrischer Form ausgestaltet sein. Wesentlich ist, dass sie gegenüberliegen und die Moleküle von der Verdampferoberfläche möglichst ungehindert zur Kondensatoroberfläche ge- langen. The apparatus arrangement of the condenser surface to the evaporator surface may be configured in any geometric shape. It is essential that they are opposite each other and that the molecules from the evaporator surface reach the condenser surface as unhindered as possible.
In Betracht kommen z.B. eine planparallele Anordnung der beiden Flächen oder auch zylinderförmige Anordnungen. In einer bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei der Verdampferoberfläche um die innere Oberfläche eines Zylinders, welche von außen beheizt ist. Vorzugsweise befinden sich im Innern des vorstehenden Zylinders Einbauten, an deren Oberfläche das Destillat kondensiert (Kondensatoroberfläche). Derartige Einbauten können in verschiedenster Form ausgestaltet sein. In Betracht kommt z.B. ein einziges Rohr, welches von Innen gekühlt wird und dessen äußere Oberfläche die Kondensatoroberfläche ist, welche der Verdampferoberfläche gegenüberliegt. Vorzugsweise handelt es sich bei den Einbauten um mehrere von innen gekühlte Rohre. Diese sind in einer bevorzugten Ausführungsform in einer oder mehrerer Reihen kreisförmig angeordnet und bilden durch diese Anordnung eine aus Rohren bestehende Zylinderform aus. For example, come into consideration a plane-parallel arrangement of the two surfaces or cylindrical arrangements. In a preferred embodiment, the evaporator surface is the inner surface of a cylinder which is heated from the outside. Preferably, internals are located in the interior of the protruding cylinder, on whose surface the distillate condenses (condenser surface). Such installations can be designed in various forms. Consider, for example, a single tube, which is cooled from the inside and whose outer surface is the condenser surface, which is opposite to the evaporator surface. Preferably, the internals are a plurality of internally cooled tubes. These are arranged in a preferred embodiment in one or more rows in a circle and form by this arrangement of a cylindrical tube shape.
Die Verdampfer- und Kondensatoroberfläche selbst haben vorzugsweise mindestens eine Län- genabmessung größer 50 cm, im Allgemeinen beträgt die Größe der beheizten Verdampferoberfläche 0,1 bis 100 Quadratmeter, insbesondere 1 bis 80, besonders bevorzugt 5 bis 60 und insbesondere 20 bis 40 Quadratmeter; das gleiche gilt für die gekühlte Kondensatoroberfläche. Die Verdampferoberfläche und Kondensatoroberfläche können gleich groß oder unterschiedlich groß sein. Vorzugsweise liegt das Verhältnis von Verdampferoberfläche zu Kondensatorober- fläche im Bereich von 0,1 bis 10. The evaporator and condenser surface itself preferably has at least one length dimension greater than 50 cm, in general the size of the heated evaporator surface is 0.1 to 100 square meters, in particular 1 to 80, particularly preferably 5 to 60 and in particular 20 to 40 square meters; the same applies to the cooled condenser surface. The evaporator surface and condenser surface can be the same size or different sizes. Preferably, the ratio of evaporator surface to condenser surface is in the range of 0.1 to 10.
Der Abstand zwischen Verdampferoberfläche und Kondensatoroberfläche ist vorzugsweise kleiner 80 cm, insbesondere geringer als 50 cm, besonders bevorzugt geringer als 30 cm. Diese Abstände gelten vorzugsweise für mehr 30 Flächenprozent, insbesondere für mehr als 50 Flächenprozent und besonders bevorzugt für mehr als 80 Flächenprozent der gesamten Verdampfer- bzw. Kondensatoroberfläche. Der Abstand zwischen Verdampfer- und Kondensatoroberfläche kann über die gesamte Verdampfer- und Kondensatoroberfläche je nach geometrischer Ausgestaltung der Verdampfer- und Kondensatoroberfläche gleich bleiben oder verschieden sein. Das Letztere ist z. B. der Fall, wenn die Kondensatoroberfläche aus mehreren kreis- förmig angeordneten Rohren besteht (siehe oben). The distance between the evaporator surface and the condenser surface is preferably less than 80 cm, in particular less than 50 cm, particularly preferably less than 30 cm. These distances are preferably for more than 30 area percent, in particular for more than 50 area percent, and more preferably for more than 80 area percent of the total evaporator or condenser surface. The distance between the evaporator surface and the condenser surface may remain the same over the entire evaporator and condenser surface, depending on the geometric configuration of the evaporator surface and the condenser surface, or may be different. The latter is z. Example, the case when the condenser surface consists of several circularly arranged tubes (see above).
Destillationsverfahren mit einem geringen Abstand zwischen Verdampfer- und Kondensatoroberfläche sind als Molekulardestillation bekannt. Bei der Molekulardestillation ist der Abstand zwischen Verdampfer- und Kondensatoroberfläche im Allgemeinen kleiner als die mittlere freie Weglänge der zu destillierenden Verbindungen. Dazu werden die apparative Geometrie und die Verfahrensparameter (Druck und Temperatur) entsprechend gewählt. Distillation processes with a small distance between evaporator and condenser surfaces are known as molecular distillation. In molecular distillation, the distance between the evaporator and condenser surfaces is generally smaller than the mean free path of the compounds to be distilled. For this purpose, the apparatus geometry and the process parameters (pressure and temperature) are selected accordingly.
Der Abstand der Verdampferoberfläche zu der Kondensatoroberfläche ist daher in einer besonderen Ausführungsform geringer als die mittlere freie Weglänge der ionischen Flüssigkeit in der Gasphase bei der gewählten Temperatur und dem gewählten Druck. Die mittlere freie Weglänge ( M ) lässt sich nach bekannten Verfahren bestimmen und ergibt sich der Gleichung: λΜ = const x T/ (p σ 2) worin die Symbole folgende Bedeutung haben: The distance of the evaporator surface to the condenser surface is therefore less than the mean free path of the ionic liquid in the gas phase at the selected temperature and the selected pressure in a particular embodiment. The mean free path (M) can be determined by known methods and yields the equation: λΜ = const × T / (p σ 2 ) where the symbols have the following meaning:
T: Temperatur T: temperature
P: Druck Stoßquerschnitt des lonenpaares (ionische Flüsssigkeit), entspricht Querschnittsfläche des lonenpaares P: pressure Shock cross-section of the ion pair (ionic liquid), corresponds to the cross-sectional area of the ion pair
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird das Gemisch vorzugsweise am oberen Ende der Apparatur zugeführt, dabei erfolgt die Zufuhr so, dass das Gemisch direkt auf die Verdampferoberfläche gelangt. Die ionische Flüssigkeit wird durch Verdampfung aus dem Gemisch abgetrennt und als Destillat von der Kondensatoroberfläche abgezogen. Der Rückstand verbleibt auf der Verdampferoberfläche. Geeignete Vorrichtungen sind z.B. derart ausgestaltet, dass der Rückstand von der Verdampferoberfläche abläuft und aufgefangen wird, entsprechend läuft die ionische Flüssigkeit von der Kondensatoroberfläche ab und wird als Destillat erhalten. In the method according to the invention, the mixture is preferably supplied at the upper end of the apparatus, while the supply takes place so that the mixture passes directly to the evaporator surface. The ionic liquid is separated by evaporation from the mixture and withdrawn as distillate from the condenser surface. The residue remains on the evaporator surface. Suitable devices are e.g. such that the residue drains from the evaporator surface and is collected, the ionic liquid accordingly drains from the condenser surface and is obtained as a distillate.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Verteilung des zu destillierenden Gemisches auf der Verdampferoberfläche durch ein Wischersystem unterstützt. In a preferred embodiment, the distribution of the mixture to be distilled on the evaporator surface is supported by a wiper system.
Durch ein Wischersystem wird eine gleichmäßige Benetzung der Verdampfungsfläche, eine intensive Durchmischung und eine hohe Turbulenz im zu destillierenden Gemisch erzeugt bzw. unterstützt und so die Verdampfungsleistung gesteigert. Es können die bekannten Wischersys- teme verwendet werden. By a wiper system, a uniform wetting of the evaporation surface, an intensive mixing and a high turbulence in the mixture to be distilled produced or supported and thus increased the evaporation performance. The known wiper systems can be used.
Vorteilhaft sind Apparaturen, welche zwischen Verdampfer- und Kondensatoroberfläche einen Spritzschutz aufweisen, so dass ein unerwünschter Übergang (durch Mitriss oder Spritzen) von der Verdampferoberfläche zur Kondensatoroberfläche reduziert oder vollständig vermieden wird. Advantageous are apparatuses which have a splash guard between evaporator and condenser surface, so that an undesired transition (by entrainment or spraying) from the evaporator surface to the condenser surface is reduced or completely avoided.
Als Spritzschutz zwischen der Verdampferoberfläche und der Kondensatoroberfläche sind Lamellen geeignet, diese sind vorzugsweise vertikal angeordnet. Die Lamellen können z. B. aus Metall oder Kunststoff bestehen. Der horizontale Abstand der Lamellen ist so zu wählen, dass ein Übertritt von Flüssigkeitströpfchen von der Verdampferoberfläche zur Kondensatoroberfläche reduziert oder ganz unterbunden wird. Daneben sollte der eingesetzte Spritzschutz einen möglichst geringen Druckverlust in der Apparatur bewirken, z. B. einen Druckverlust von kleiner 0,1 mbar, vorzugsweise kleiner 0,01 mbar, besonders bevorzugt kleiner 0,001 mbar. Die Befestigung des Spritzschutzes kann sowohl an dem Wischersystem als auch an den innenliegenden Einbauten (Kondensator) erfolgen. Die Ausführungsform, Material und Art der Befestigung des Spritzschutzes sind für die vorliegende Erfindung unerheblich solange der Übertritt von Flüssigkeitströpfchen verhindert oder reduziert und ein geringer Druckverlust eingehalten wird. Der Spritzschutz kann am innenliegenden Rotor des Wischersystems befestigt sein und sich mitdrehen (wie in Abbildung 1 ), oder als feststehendes Bauteil zwischen Verdampferoberfläche und Kondensatorfläche installiert sein. Vorzugsweise wird die Verdampfung bei einer Temperatur von 50°C bis 300°C, besonders bevorzugt von 80 bis 300°C und ganz besonders bevorzugt von 120°C bis 300°C durchgeführt, wobei diese Angaben auf die mittlere Temperatur des Heizmediums bezogen sind. As a splash guard between the evaporator surface and the condenser surface fins are suitable, these are preferably arranged vertically. The slats can z. B. made of metal or plastic. The horizontal spacing of the lamellae should be selected so that a transfer of liquid droplets from the evaporator surface to the condenser surface is reduced or completely prevented. In addition, the spray protection used should cause the lowest possible pressure loss in the apparatus, z. B. a pressure drop of less than 0.1 mbar, preferably less than 0.01 mbar, more preferably less than 0.001 mbar. The attachment of the splash guard can be done both on the wiper system and on the internals (condenser). The embodiment, material and method of attachment of the splash guard are irrelevant to the present invention as long as the passage of liquid droplets is prevented or reduced and a low pressure loss is maintained. The splash guard may be attached to the internal rotor of the wiper system and may rotate (as in Figure 1), or be installed as a fixed component between the evaporator surface and the condenser surface. Preferably, the evaporation is carried out at a temperature of 50 ° C to 300 ° C, more preferably from 80 to 300 ° C and most preferably from 120 ° C to 300 ° C, wherein these data are based on the average temperature of the heating medium.
Die Kondensation auf der Kondensatoroberfläche kann z. B. bei einer Temperatur von 0°C bis 200°C, vorzugsweise von 10°C bis 150°C und besonders bevorzugt von 20°C bis 100°C erfolgen, wobei diese Angaben auf die mittlere Temperatur des Kühlmediums bezogen sind. The condensation on the capacitor surface can, for. Example, at a temperature of 0 ° C to 200 ° C, preferably from 10 ° C to 150 ° C and more preferably from 20 ° C to 100 ° C, these statements are based on the average temperature of the cooling medium.
Die Verdampfung erfolgt vorzugsweise bei Unterdruck, insbesondere bei einem Druck von 10- 4 mbar bis 10 mbar, besonders bevorzugt von 10-3 mbar bis 1 mbar. The evaporation is preferably carried out at reduced pressure, in particular at a pressure of 10 -4 mbar to 10 mbar, more preferably from 10 -3 mbar to 1 mbar.
Die mittlere Verweilzeit der abzutrennenden ionischen Flüssigkeit in der Apparatur liegt vorzugsweise im Bereich von 1 Sekunde bis 10 Minuten, besonders bevorzugt im Bereich von 1 Sekunden bis 2 Minuten. Das erhaltene Destillat kann z.B. zu mehr als 95 Gew.-%, besonders bevorzugt zu mehr als 97 Gew.-%„ ganz besonders bevorzugt zu mehr als 99 Gew.-% aus der ionischen Flüssigkeit bestehen. Insbesondere sind mit dem Verfahren auch Destillate erhältlich, welche zu mehr als 99,5 bzw. zu mehr als 99,8 Gew.-% bzw. 99,9 Gew. % aus der ionischen Flüssigkeit bestehen. Das erhaltene Destillat (ionische Flüssigkeit) hat insbesondere auch einen sehr geringen Salz- gehalt, z. B. ein Salzgehalt von insgesamt kleiner 100 ppm bzw. kleiner 50 ppm. Auch hat das erhaltene Destillat keine oder nur noch eine sehr geringe Verfärbung, insbesondere ist die Gardner-Farbzahl des Destillats kleiner 50 vorzugsweise kleiner 20. The average residence time of the ionic liquid to be separated in the apparatus is preferably in the range of 1 second to 10 minutes, more preferably in the range of 1 second to 2 minutes. The distillate obtained may e.g. to more than 95 wt .-%, more preferably to more than 97 wt .-% "very particularly preferably to more than 99 wt .-% of the ionic liquid. In particular, the method also distillates are available which consist of more than 99.5 or more than 99.8 wt .-% and 99.9 wt.% From the ionic liquid. The resulting distillate (ionic liquid) has in particular a very low salt content, z. B. a salt content of less than 100 ppm or less than 50 ppm. Also, the distillate obtained has no or only a very slight discoloration, in particular, the Gardner color number of the distillate is less than 50, preferably less than 20.
Das Verfahren kann bei Bedarf grundsätzlich auch wiederholt durchgeführt werden, sei es unter Rückfuhr des erhaltenen Destillats zur erneuten Destillation in der gleichen Apparatur oder zu einer entsprechenden Destillation in einer oder mehreren weiteren Apparaturen, welche in Reihe geschaltet sind. Eine Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann so z.B. ein oder vier Kurzwegverdampfer umfassen, wobei die Kurzwegverdampfer so miteinander verbunden sind, dass der Rückstand des ersten Kurzwegverdampfers in den zweiten Kurzweg- Verdampfer, der Rückstand des zweiten Kurzwegverdampfers in den dritten Kurzwegverdampfer und der Rückstand des dritten Kurzwegverdampfers in den vierten Kurzwegverdampfer geleitet wird. If necessary, the process can also be carried out repeatedly, be it by recycling the distillate obtained for the purpose of redistillation in the same apparatus or to a corresponding distillation in one or more further apparatuses which are connected in series. A plant for carrying out the process according to the invention can be made e.g. comprising one or four short path evaporators, wherein the short path evaporator are connected to each other, that the residue of the first short path evaporator in the second short path evaporator, the residue of the second short path evaporator in the third short path evaporator and the residue of the third short path evaporator in the fourth short path evaporator is passed.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird das Verfahren kontinuierlich durchgeführt. In a preferred embodiment, the process is carried out continuously.
Zur ionischen Flüssigkeit To the ionic liquid
Bei der im zu destillierenden Gemisch enthaltenen ionischen Flüssigkeit handelt es sich um ein Salz aus mindestens einem Kation und mindestens einem Anion, welches bei Normaldruck (1 bar) einen Schmelzpunkt kleiner 200°C, insbesondere kleiner 100°C, vorzugsweise kleiner 75°C hat. Ganz besonders bevorzugt handelt es sich um ein bei Raumtemperatur (21 °C) und Normaldruck (1 bar) flüssiges Salz. Bei dem Kation der ionischen Flüssigkeit handelt es sich erfindungsgemäß um ein heterocycli- sches Ringsystem mit mindestens einem Stickstoffatom als Bestandteil des Ringsystems. Alle Stickstoffatome des Ringsystems tragen eine organische Gruppe als Substituenten. Eine Pro- tonierung dieser Stickstoffatome ist daher nicht möglich. Bei dem Substituenten (bzw. den Substituenten bei mehreren Stickstoffatomen) handelt es sich vorzugsweise um eine organische Gruppe, welche 1 bis 20 C- Atome, insbesondere 1 bis 10 C-Atome enthält. Besonders bevorzugt handelt es sich um eine Kohlenwasserstoffgruppe, welche keine weiteren Heteroatome aufweist, z.B. um eine gesättigte oder ungesättigte aliphatische Gruppe, eine aromatische Gruppe oder eine Kohlenwasserstoffgruppe, welche sowohl aromatische als auch aliphatische Bestandteile aufweist. Ganz besonders bevorzugt handelt es sich um eine C1 bis C10 Alkyl- gruppe, C1 bis C10 Alkenylgrupe, z.B. eine Allylgruppe, eine Phenylgruppe oder eine The ionic liquid contained in the mixture to be distilled is a salt of at least one cation and at least one anion, which at normal pressure (1 bar) has a melting point of less than 200 ° C., in particular less than 100 ° C., preferably less than 75 ° C. , Very particular preference is given to a liquid salt at room temperature (21 ° C.) and atmospheric pressure (1 bar). The cation of the ionic liquid according to the invention is a heterocyclic ring system having at least one nitrogen atom as a constituent of the ring system. All nitrogen atoms of the ring system carry an organic group as substituents. Protonation of these nitrogen atoms is therefore not possible. The substituent (or the substituent in the case of several nitrogen atoms) is preferably an organic group which contains 1 to 20 C atoms, in particular 1 to 10 C atoms. Particularly preferably it is a hydrocarbon group which has no further heteroatoms, for example a saturated or unsaturated aliphatic group, an aromatic group or a hydrocarbon group which has both aromatic and aliphatic constituents. With very particular preference it is a C1 to C10 alkyl group, C1 to C10 alkenyl group, for example an allyl group, a phenyl group or a
Benzylgruppe. In einer besonderen Ausführungsform handelt es sich um eine C1 bis C10, insbesondere eine C1 bis C4 Alkylgruppe, z.B. eine Methylgruppe, Ethylgruppe, Propylgruppe, i-Propylgruppe, n- Butylgruppe, n-Hexylgruppe, n-Octylgruppe oder n-Decylgruppe. Benzyl group. In a particular embodiment, it is a C1 to C10, especially a C1 to C4 alkyl group, e.g. methyl, ethyl, propyl, i-propyl, n-butyl, n-hexyl, n-octyl or n-decyl.
Vorzugsweise handelt es sich um ein aromatisches heterocyclisches Ringsystem. Preferably, it is an aromatic heterocyclic ring system.
Bei dem Kation handelt es sich vorzugsweise um ein Derivat des Imidazoliums, des Pyrazoli- ums oder des Pyridiniums. The cation is preferably a derivative of imidazolium, pyrazolium or pyridinium.
Besonders bevorzugt handelt es sich bei dem Kation um ein Derivat des Imidazoliums (mit zwei Stickstoffatomen im Ringsystem und entsprechend zwei der vorstehenden Substitutenten). Particularly preferably, the cation is a derivative of imidazolium (with two nitrogen atoms in the ring system and correspondingly two of the above substituents).
Bei dem Anion der ionischen Flüssigkeit handelt es sich vorzugsweise um eine Verbindung mit mindestens einer Carboxylatgruppe (kurz Carboxylat) oder mindestens einer Phosphatgruppe (kurz Phosphat). The anion of the ionic liquid is preferably a compound having at least one carboxylate group (short carboxylate) or at least one phosphate group (short phosphate).
Als Phosphate seien Ρ04 3_ oder organische Verbindungen mit einer Phosphatgruppe, insbesondere Dialkylphosphate, genannt. Besonders bevorzugte Phosphate sind C1 -C4 Dialkylp- hosphate, z.B. Dimethylphosphat und insbesondere Diethylphosphat. Bevorzugte Anionen sind die Carboxylate. As phosphates are Ρ0 4 3_ or organic compounds having a phosphate group, in particular dialkyl phosphates, called. Particularly preferred phosphates are C 1 -C 4 dialkyl phosphates, for example dimethyl phosphate and in particular diethyl phosphate. Preferred anions are the carboxylates.
Als Carboxylate seien insbesondere organische Verbindungen mit 1 bis 20 C-Atomen, vorzugsweise 1 bis 10 C- Atomen genannt, die ein bis drei, vorzugsweise ein oder zwei, besonders bevorzugt eine Carboxylatgruppe enthalten. Particularly suitable carboxylates are organic compounds having 1 to 20 C atoms, preferably 1 to 10 C atoms, which contain one to three, preferably one or two, more preferably one carboxylate group.
Ganz besonders bevorzugt sind aliphatische oder aromatische Verbindungen, die außer den Sauerstoffatomen der Carboxylatgruppe keine weiteren funktionellen Gruppen oder Heteroatome enthalten. Ganz besonders bevorzugte Carboxylate sind die Anionen der C1 bis C10 Alkancarbonsauren, zum Beispiel der Essigsäure (Acetat), der Propionsäure (Propionat) und der Octansäure (Octanoat). Very particular preference is given to aliphatic or aromatic compounds which, apart from the oxygen atoms of the carboxylate group, contain no further functional groups or heteroatoms. Very particularly preferred carboxylates are the anions of the C1 to C10 alkanecarboxylic acids, for example acetic acid (acetate), propionic acid (propionate) and octanoic acid (octanoate).
Bei der ionischen Flüssigkeit handelt es sich demnach besonders bevorzugt um Imidazoli- umsalze der Formel I The ionic liquid is therefore particularly preferably imidazolium salts of the formula I.
Figure imgf000009_0001
Figure imgf000009_0001
worin wherein
R1 und R3 unabhängig voneinander für einen organischen Rest mit 1 bis 20 C-Atomen stehen R 1 and R 3 independently of one another represent an organic radical having 1 to 20 C atoms
R2, R4, und R5 unabhängig voneinander für ein H-Atom oder für einen organischen Rest mit 1 bis 20 C-Atomen stehen, R 2, R 4, and R 5 independently of one another represent an H atom or an organic radical having 1 to 20 C atoms,
X für ein Anion und n für 1 , 2 oder 3 steht. R1 und R3 stehen vorzugsweise unabhängig voneinander für eine organische Gruppe, die 1 bis 10 C-Atome enthält. Ganz besonders bevorzugt handelt es sich um eine C1 bis C10, insbeon- dere eine C1 bis C4 Alkylgruppe, z.B. eine Methylgruppe, Ethylgruppe, Propylgruppe, i-Propyl- gruppe, n-Butylgruppe oder Octylgruppe. Ganz besonders bevorzugt stehen R1 und R3 unabhängig voneinander für eine Methylgruppe oder eine Ethylgruppe. X is an anion and n is 1, 2 or 3. R 1 and R 3 are preferably independently an organic group containing 1 to 10 C atoms. Most preferably it is a C1 to C10, in particular a C1 to C4 alkyl group, e.g. a methyl group, ethyl group, propyl group, i-propyl group, n-butyl group or octyl group. Most preferably, R 1 and R 3 independently of one another are a methyl group or an ethyl group.
R2, R4 und R5 stehen vorzugsweise unabhängig voneinander für ein H-Atom oder für eine organische Gruppe, die 1 bis 10 C-Atome enthält. Besonders bevorzugt handelt es sich bei R2, R4 und R5 um ein H-Atom oder um eine C1 bis C10 Alkylgruppe, z.B. eine Methylgruppe, Ethylgruppe, Propylgruppe, i-Propylgruppe oder n-Butylgruppe. Besonders bevorzugt stehen R2, R4 und R5 für ein H-Atom. n steht vorzugsweise für 1. R 2, R 4 and R 5 are preferably independently of one another an H atom or an organic group which contains 1 to 10 C atoms. Most preferably, R 2, R 4 and R 5 are an H atom or a C 1 to C 10 alkyl group, e.g. a methyl group, ethyl group, propyl group, i-propyl group or n-butyl group. R2, R4 and R5 particularly preferably represent an H atom. n is preferably 1.
X steht vorzugsweise für ein oben genanntes Carboxylat oder Phosphat, insbesondere für ein C1 bis C10 Carboxylat. Genannt seien insbesondere die C1 - C10 Carboxylate (z. B. Acetate, Propionate oder Octanoa- te) des 1 -Methyl-3-Ethylimidazoliums, 1 ,3-Diethylimidaoliums, 1 ,3-Dimethylimidazoliums, 1 -Methyl-3-Butyl-lmidazoliums und 1 -Ethyl-2,3-Dimethylimidazoliums. Zur Zusammensetzung der zu destillierenden Gemische X is preferably an abovementioned carboxylate or phosphate, in particular a C1 to C10 carboxylate. Particular mention may be made of the C1-C10 carboxylates (for example acetates, propionates or octanoates) of 1-methyl-3-ethylimidazolium, 1,3-diethylimidosilane, 1,3-dimethylimidazolium, 1-methyl-3-butyl imidazolium and 1-ethyl-2,3-dimethylimidazolium. For the composition of the mixtures to be distilled
Die zu destillierenden Gemische enthalten die ionischen Flüssigkeiten in beliebiger Menge, z.B. bestehen sie zu 10 bis 95 Gew.-% oder 40 bis 95 Gew. % aus der ionischen Flüssigkeit. The mixtures to be distilled contain the ionic liquids in any amount, e.g. consist of 10 to 95 wt .-% or 40 to 95 wt.% Of the ionic liquid.
Vorzugsweise beträgt Gehalt an ionischer Flüssigkeit im Gemisch jedoch mindestens 10 Gew.- %, besonders bevorzugt mindestens 20 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt mindestens 40 Gew.-% und in einer besonderen Ausführungsform mindestens 60 Gew. %, bezogen auf das gesamte Gemisch; das Verfahren eignet sich insbesondere auch für Gemische mit einem. Der Gehalt an ionischer Flüssigkeit im Gemisch ist im Allgemeinen nicht größer als 95 Gew.-%. Die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Gemische enthalten leicht flüchtige Verbindungen vorzugsweise nur in untergeordneten Mengen. However, the content of ionic liquid in the mixture is preferably at least 10% by weight, more preferably at least 20% by weight, very preferably at least 40% by weight and in a particular embodiment at least 60% by weight, based on the total mixture ; The method is particularly suitable for mixtures with a. The content of ionic liquid in the mixture is generally not greater than 95 wt .-%. The mixtures used in the process according to the invention preferably contain volatile compounds only in minor amounts.
Unter leicht flüchtigen Verbindungen werden hier solche mit einem Siedepunkt kleiner 200°C, insbesondere kleiner 150°C bei Normaldruck (1 bar) verstanden. Volatile compounds are understood here to mean those having a boiling point of less than 200 ° C., in particular less than 150 ° C. under atmospheric pressure (1 bar).
Sofern leicht flüchtige Verbindungen zunächst im Gemisch vorhanden sind, werden sie vorzugsweise vor Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens weitgehend entfernt, so dass ihr Gehalt im Gemisch maximal 10 Gew.-%, insbesondere maximal 5 Gew.-%, insbesondere maximal 2 Gew.-% bzw. maximal 1 Gew. % beträgt, besonders bevorzugt werden sie vollstän- dig entfernt. If highly volatile compounds are initially present in the mixture, they are preferably substantially removed before carrying out the process according to the invention, so that their content in the mixture is at most 10% by weight, in particular at most 5% by weight, in particular at most 2% by weight or is at most 1% by weight, more preferably they are completely removed.
Die Entfernung der leicht flüchtigen Verbindungen kann vorzugsweise als Verdampfung mit dem Fachmann an sich bekannten Verdampfern durchgeführt werden. Beispiele für geeignete Verdampfer sind Naturumlaufverdampfer, Zwangsumlaufentspannungsverdampfer, Fallfilmver- dampfer, Wendelrohrverdampfer, Dünnschichtverdampfer und Kurzwegverdampfer. Als besonders bevorzugt gelten Verdampfer, die für das gewünschte Erreichen des Verdampfungsgrades eine möglichst niedrige Verdampferoberflächentemperatur und eine kurze Kontaktzeit an der Verdampferoberfläche und damit geringe thermische Schädigung des Gemisches ermöglichen wie z.B. Fallfilmverdampfer, Wendelrohrverdampfer, Dünnschichtverdampfer und Kurzwegver- dampfer. Der Druck, bei dem die Komponenten mit einem niedrigeren Siedepunkt als die ionische Flüssigkeit abgetrennt werden, liegt vorzugsweise in einem Bereich von 0,01 mbar bis 5 mbar, besonders bevorzugt im Bereich von 0,01 mbar bis 1 mbar. Vorzugsweise liegt die Temperatur, bei der die Komponenten mit einem niedrigen Siedepunkt abgetrennt werden, im Bereich von 50°C bis 250°C, besonders bevorzugt im Bereich von 50°C bis 200°C, wobei diese Angaben auf die mittlere Temperatur des Heizmediums bezogen sind. The removal of the volatile compounds may preferably be carried out as evaporation with a vaporiser known to those skilled in the art. Examples of suitable evaporators are natural circulation evaporators, forced circulation flash evaporators, falling film evaporators, spiral tube evaporators, thin film evaporators and short path evaporators. Evaporators are particularly preferred which, for the desired achievement of the degree of evaporation, allow the evaporator surface temperature to be as low as possible and a short contact time at the evaporator surface and thus low thermal damage to the mixture, e.g. Falling film evaporator, spiral tube evaporator, thin film evaporator and short path evaporator. The pressure at which the components having a lower boiling point than the ionic liquid are separated is preferably in a range from 0.01 mbar to 5 mbar, more preferably in the range from 0.01 mbar to 1 mbar. Preferably, the temperature at which the components having a low boiling point are separated is in the range from 50 ° C to 250 ° C, more preferably in the range from 50 ° C to 200 ° C, these figures being based on the average temperature of the heating medium are.
Die Entfernung der leicht flüchtigen Verbindungen kann auch durch mehrstufige Verdampfung durchgeführt werden, wobei nach jeder Verdampfungsstufe eine Kondensation und anschlie- ßend eine erneute Verdampfung erfolgt. Dazu können die vorstehenden Verdampfer in Reihe geschaltet werden. The removal of volatile compounds can also be carried out by multi-stage evaporation, with condensation after each evaporation stage followed by a renewed evaporation takes place. For this purpose, the above evaporators can be connected in series.
Die Gemische enthalten insbesondere Bestandteile mit einem Siedpunkt größer 200°C (1 bar) als Verunreinigungen, z.B. Salze, natürliche oder synthetische Oligomere oder polymere Verbindungen, wie Lignin, Hemicellulose oder Oligosaccharide. In particular, the mixtures contain constituents having a boiling point greater than 200 ° C (1 bar) as impurities, e.g. Salts, natural or synthetic oligomers or polymeric compounds, such as lignin, hemicellulose or oligosaccharides.
Für das erfindungsgemäße Verfahren eignen sich z.B. Gemische, die Verunreinigungen und Nebenprodukte durch den Herstellungsprozess oder die Verwendung der ionischen Flüssigkeit enthalten. For the method according to the invention, e.g. Mixtures containing impurities and by-products through the manufacturing process or use of the ionic liquid.
Den Gemischen können Destillationshilfsmittel zugesetzt werden, wie in WO 2010/094640 beschrieben ist. Geeignete Destillationshilfsmittel haben vorzugsweise einen Siedepunkt, der mindestens 10°C, besonders bevorzugt mindestens 20°C höher ist als der Siedepunkt der im Ge- misch enthaltenden ionischen Flüssigkeiten. Das Destillationshilfsmittel ist bevorzugt mit der im Gemisch vorhandenen ionischen Flüssigkeit in beliebigen Verhältnissen mischbar. Distillation aids can be added to the mixtures, as described in WO 2010/094640. Suitable distillation aids preferably have a boiling point which is at least 10 ° C., particularly preferably at least 20 ° C., higher than the boiling point of the ionic liquids contained in the mixture. The distillation aid is preferably miscible with the ionic liquid present in the mixture in any proportions.
Bei dem Destillationshilfsmittel kann es sich z.B. um Polyalkylenglycole oder deren Mono- oder Diester oder deren Mono- oder Diether, z.B. mit deren Mono- oder Diester mit niedermole- kuaren Carbonsäuren wie C1 - C 10 Alkancarbonsäuren oder deren Mono- oder Diether mit C1 bis C10 Alkanolen, handeln. The distillation aid may be e.g. polyalkylene glycols or their mono- or diesters or their mono- or diethers, e.g. with their mono- or diesters with low molecular weight carboxylic acids such as C 1 -C 10 -alkanecarboxylic acids or their mono- or diethers with C 1 to C 10 -alkanols.
Ganz besonders bevorzugte Polyalkylenglycole, bzw. Polyethylenglycole, sind z.B. solche mit einem zahlenmittleren Molekulargewicht größer 200, insbesondere größer 300. Besonders ge- eignet sind z.B. Polyethylenglycole mit einem zahlenmittleren Molekulargewicht von 400 bis 1000, insbesondere 400 bis 800. Very particularly preferred polyalkylene glycols, or polyethylene glycols, are e.g. those with a number-average molecular weight greater than 200, in particular greater than 300. Particularly suitable are, for example, Polyethylene glycols having a number average molecular weight of 400 to 1000, in particular 400 to 800.
Das Gemisch kann Destillationshilfsmittel z.B. in Mengen von 0 bis 40 Gew.-%, insbesondere in Mengen von 0 bis 20 Gew.-% enthalten. The mixture may be distillation aids, e.g. in amounts of 0 to 40 wt .-%, in particular in amounts of 0 to 20 wt .-%.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können ionische Flüssigkeiten aus beliebigen Gemischen in hoher Ausbeute und Reinheit gewonnen werden. Die erhaltenen ionischen Flüssigkeiten haben insbesondere einen sehr geringen Salzgehalt und eine sehr geringe Farbzahl. Beispiele With the method according to the invention, ionic liquids can be obtained from any mixtures in high yield and purity. In particular, the obtained ionic liquids have a very low salt content and a very low color number. Examples
Die Molekulardestillation gemäß Beispiel 2 und Vergleichsbeispiel 2 erfolgte in einer Apparatur gemäß Abbildung 1 ; die Molekulardestillation gemäß Beispiel 1 und Vergleichsbeispiel 1 erfolgte in einer Apparatur gemäß Abbildung 1 aber ohne Spritzschutz. The molecular distillation according to Example 2 and Comparative Example 2 was carried out in an apparatus according to Figure 1; The molecular distillation according to Example 1 and Comparative Example 1 was carried out in an apparatus according to Figure 1 but without splash protection.
Vor der Durchführung der Destillation wurden die Gemische in einem Verdampfer (z.B. Fallfilmverdampfer oder Dünnschichtverdampfer) von leicht flüchtigen Verbindungen befreit, um ein Schäumen und Verspritzen während der Molekulardestillation zu vermeiden. Prior to carrying out the distillation, the mixtures were freed of volatile compounds in an evaporator (e.g., falling film evaporator or thin film evaporator) to avoid foaming and splashing during the molecular distillation.
Beispiel 1 In einem Kurzwegverdampfer wurde eine Zusammensetzung mit einer Gardner Farbzahl > 20 eingeleitet, die ca. 90 Gew.-% 1 -Ethyl-3-Methyl-lmidazolium-Octanoat und ca. 1000 Gew.-ppm Natriumsalz enthielt. Die Belastung des Kurzwegverdampfers mit diesem Gemisch betrug 20 kg/h/m2. Der Druck im Kurzwegverdampfer betrug 0,001 mbar; und die Temperatur des Heizmediums 220°C. Bei diesen Bedingungen wurde das 1 -Ethyl-3-Methyl-lmidazolium- Octanoat kontinuierlich verdampft. Die nicht verdampfbaren Verunreinigungen (z. B. Salze, wie Alkalioctanoate oder natürliche oder synthetische oligomere oder polymere Verbindungen, wie Lignin, Hemicellulose oder Oligosaccharide) wurden kontinuierlich über den Sumpfablauf abgetrennt. Example 1 In a short path evaporator, a composition having a Gardner color number> 20 was introduced which contained about 90% by weight of 1-ethyl-3-methylimidazolium octanoate and about 1000 ppm by weight of sodium salt. The load of the short-path evaporator with this mixture was 20 kg / h / m 2 . The pressure in the short-path evaporator was 0.001 mbar; and the temperature of the heating medium 220 ° C. Under these conditions, the 1-ethyl-3-methylimidazolium octanoate was continuously evaporated. The non-volatile impurities (for example salts, such as alkali octanoates or natural or synthetic oligomeric or polymeric compounds, such as lignin, hemicellulose or oligosaccharides) were continuously separated off via the bottom effluent.
Im Kurzwegverdampfer wurden keine wesentlichen Zersetzungsprodukte der zugeführten Aus- gangsmischung festgestellt.  In the short-path evaporator no significant decomposition products of the supplied starting mixture were found.
Das so gewonnene Destillat hatte eine Reinheit von 98 Gew.-% 1 -Ethyl-3-Methyl-lmidazolium- Octanoat mit einer Gardner-Farbzahl von 12. Der Natriumgehalt lag bei 65 Gew.-ppm.  The distillate thus obtained had a purity of 98% by weight of 1-ethyl-3-methylimidazolium octanoate having a Gardner color number of 12. The sodium content was 65 ppm by weight.
Die Reinheit der gewonnenen ionischen Flüssigkeit erwies sich für die weitere Anwendung als sehr gut geeignet. The purity of the recovered ionic liquid proved to be very suitable for further use.
Beispiel 2 Example 2
Im Unterschied zu Beispiel 1 wurde zusätzlich im Kurzwegverdampfer zwischen Verdampfer- Oberfläche und Kondensatorfläche ein Spritzschutz eingebaut. In contrast to Example 1, a splash guard was additionally installed in the short path evaporator between the evaporator surface and the condenser surface.
Das gewonnene Destillat hatte eine Reinheit von 98 Gew.-% 1 -Ethyl-3-Methyl-lmidazolium- Octanoat mit einer Gardner-Farbzahl von 6. Der Natriumgehalt lag bei < 10 Gew.-ppm.  The recovered distillate had a purity of 98% by weight of 1-ethyl-3-methylimidazolium octanoate with a Gardner color number of 6. The sodium content was <10 ppm by weight.
Die Reinheit der gewonnenen ionischen Flüssigkeit erwies sich für die weitere Anwendung als sehr gut geeignet. Vergleichsbeispiel 1 The purity of the recovered ionic liquid proved to be very suitable for further use. Comparative Example 1
In einem Kurzwegverdampfer wurde eine Zusammensetzung mit einer Gardner Farbzahl > 20 eingeleitet, die ca. 90 Gew.-% 1 -Ethyl-3-Methyl-lmidazolium-Octanoat und ca. 1000 Gew.-ppm Natriumsalz enthielt. Die Belastung des Kurzwegverdampfers mit diesem Gemisch betrug 1 10 kg/h/m2. Der Druck im Kurzwegverdampfer betrug 0,001 mbar; und die Temperatur des Heizmediums 250°C. Bei diesen Bedingungen wurde das 1 -Ethyl-3-Methyl-lmidazolium- Octanoat kontinuierlich verdampft. Die nicht verdampfbaren Verunreinigungen (z. B. Salze, wie Alkalioctanoate oder natürliche oder synthetische oligomere oder polymere Verbindungen, wie Lignin, Hemicellulose oder Oligosaccharide) wurden kontinuierlich über den Sumpfablauf abgetrennt. In a short-path evaporator, a composition having a Gardner color number> 20 was introduced which contained about 90% by weight of 1-ethyl-3-methylimidazolium octanoate and about 1000 ppm by weight of sodium salt. The load of the short-path evaporator with this mixture was 1 10 kg / h / m 2 . The pressure in the short-path evaporator was 0.001 mbar; and the temperature of the heating medium 250 ° C. Under these conditions, the 1-ethyl-3-methylimidazolium octanoate was continuously evaporated. The non-volatile impurities (for example salts, such as alkali octanoates or natural or synthetic oligomeric or polymeric compounds, such as lignin, hemicellulose or oligosaccharides) were continuously separated off via the bottom effluent.
Im Kurzwegverdampfer wurden Zersetzungsprodukte der zugeführten Ausgangsmischung festgestellt.  In the short path evaporator decomposition products of the supplied starting mixture were found.
Das so gewonnene Destillat hatte eine Reinheit von 95 Gew.-% 1 -Ethyl-3-Methyl-lmidazolium- Octanoat mit einer Gardner-Farbzahl von > 20. Der Natriumgehalt lag bei 250 Gew.-ppm. Die Reinheit der gewonnenen ionischen Flüssigkeit erwies sich für die weitere Anwendung als ungeeignet. The distillate thus obtained had a purity of 95% by weight of 1-ethyl-3-methylimidazolium octanoate with a Gardner color number of> 20. The sodium content was 250 ppm by weight. The purity of the recovered ionic liquid proved to be unsuitable for further use.
Vergleichsbeispiel 2 Comparative Example 2
Im Unterschied zu Beispiel 1 wurde zusätzlich im Kurzwegverdampfer zwischen Verdampferoberfläche und Kondensatorfläche ein Spritzschutz eingebaut. In contrast to Example 1, a splash guard was additionally installed in the short-path evaporator between the evaporator surface and the condenser surface.
Das gewonnene Destillat hatte eine Reinheit von 95 Gew.-% 1 -Ethyl-3-Methyl-lmidazolium- Octanoat mit einer Gardner-Farbzahl von > 20. Der Natriumgehalt lag bei 300 Gew.-ppm. The recovered distillate had a purity of 95% by weight of 1-ethyl-3-methylimidazolium octanoate with a Gardner color number of> 20. The sodium content was 300 ppm by weight.
Erläuterungen zur Abbildung 1 (Kurzwegverdampfer) Explanations to Figure 1 (short-path evaporator)
1 ) Motor  1) engine
2) Produkt Eintritt  2) product admission
3) Heizmedium Eintritt/Austritt  3) Heating medium inlet / outlet
4) Wischersystem  4) Wiper system
5) Heizmantel  5) heating jacket
6) Spritzschutz  6) splash guard
7) interner Kondensator  7) internal capacitor
8) Heizmedium Eintritt/Austritt  8) Heating medium inlet / outlet
9) Rückstand Austritt  9) Residual exit
10) Vakuum Austritt  10) Vacuum outlet
1 1 ) Kühlmedium Eintritt/Austritt  1 1) Cooling medium inlet / outlet
12) Kühlmedium Eintritt/Austritt  12) Cooling medium inlet / outlet
13) Kondensat Austritt  13) condensate outlet

Claims

Patentansprüche claims
1 . Verfahren zur Destillation von Gemischen, welche Salze mit einem Schmelzpunkt kleiner 200°C bei 1 bar (ionische Flüssigkeiten) enthalten, dadurch gekennzeichnet, dass die Destillation in einer Apparatur für die Kurzwegdestillation mit einer Belastung von 5 bis 100 kg Gemisch pro Stunde und Quadratmeter Verdampferoberfläche erfolgt. 1 . A process for the distillation of mixtures containing salts with a melting point of less than 200 ° C at 1 bar (ionic liquids), characterized in that the distillation in an apparatus for short path distillation with a load of 5 to 100 kg mixture per hour and square meter evaporator surface he follows.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Belastung 10 bis 80 kg Gemisch pro Stunde und Quadratmeter Verdampferoberfläche beträgt. 2. The method according to claim 1, characterized in that the load is 10 to 80 kg of mixture per hour and square meter evaporator surface.
3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Verdampferoberfläche um die innere Oberfläche eines Zylinders handelt und bei der Kondensatoroberfläche um die Oberfläche von Einbauten im Innern des Zylinders handelt. A method according to claim 1 or 2, characterized in that the evaporator surface is the inner surface of a cylinder and the capacitor surface is the surface of internals of the cylinder.
4. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteilung des zu destillierenden Gemisches auf der Verdampferoberfläche durch ein Wischersystem unterstützt wird. 4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the distribution of the mixture to be distilled on the evaporator surface is supported by a wiper system.
5. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Verdampferoberfläche und der Kondensatoroberfläche vertikal angeordnete Lamellen eingebracht sind, welchen einen Spritzschutz bewirken. 5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that between the evaporator surface and the condenser surface vertically arranged fins are introduced, which cause a splash guard.
6. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die die Größe der Verdampferoberfläche und der Kondensatoroberfläche jeweils 0,1 bis 100 Quadratmeter beträgt. 6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the size of the evaporator surface and the capacitor surface is 0.1 to 100 square meters each.
7. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Kation der ionischen Flüssigkeit ein heterocyclisches Ringsystem mit mindestens einem Stickstoffatom enthält und alle Stickstoffatome des heterocyclischen Ringsystems eine organi- sehe Gruppe als Substituenten haben. 7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the cation of the ionic liquid contains a heterocyclic ring system having at least one nitrogen atom and all nitrogen atoms of the heterocyclic ring system have an organic group see as substituents.
8. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Kation um ein Imidazolium-kation handelt. 8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that it is the cation is an imidazolium cation.
9. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Anion der ionischen Flüssigkeit um eine Verbindung mit mindestens einer Car- boxylatgruppe (kurz Carboxylat) oder mindestens einer Phosphatgruppe (kurz Phosphat) handelt. 9. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that it is the anion of the ionic liquid to a compound having at least one Carboxylatgruppe (short carboxylate) or at least one phosphate group (phosphate short).
10. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Gemische zu 10 bis 95 Gew. % aus der ionischen Flüssigkeit bestehen. 10. The method according to any one of claims 1 to 9, characterized in that the mixtures to 10 to 95 wt.% From the ionic liquid.
1 - Fig. 1 - Fig.
1 1. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass Verbindungen mit einem niedrigeren Siedepunkt als die im Gemisch enthaltenden ionischen Flüssigkeiten (leichter flüchtige Verbindungen) vor Durchführung der Destillation abgetrennt werden, so dass ihr Anteil im Gemisch maximal 10 Gew.-% beträgt. 1 1. A method according to any one of claims 1 to 10, characterized in that compounds having a lower boiling point than the ionic liquids contained in the mixture (volatile compounds) are separated before carrying out the distillation, so that their proportion in the mixture of 10 wt. -% is.
12. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Destillation bei einer Oberflächentemperatur des Verdampfers von 1 10°C bis 300°C und einem Druck von 0,0001 bis 10 mbar durchgeführt wird. 12. The method according to any one of claims 1 to 1 1, characterized in that the distillation is carried out at a surface temperature of the evaporator of 1 10 ° C to 300 ° C and a pressure of 0.0001 to 10 mbar.
13. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das erhaltene Destillat zu mehr als 97 Gew.-% aus der ionischen Flüssigkeit besteht. 13. The method according to any one of claims 1 to 12, characterized in that the distillate obtained consists of more than 97 wt .-% of the ionic liquid.
PCT/EP2013/058900 2012-05-16 2013-04-29 Short path distillation of ionic liquids WO2013171060A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP12168175.3 2012-05-16
EP12168175 2012-05-16

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2013171060A1 true WO2013171060A1 (en) 2013-11-21

Family

ID=48428447

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2013/058900 WO2013171060A1 (en) 2012-05-16 2013-04-29 Short path distillation of ionic liquids

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2013171060A1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH716490A1 (en) * 2019-08-12 2021-02-15 Buss Sms Canzler Gmbh Device for the thermal treatment of material, in particular for the thermal separation of material components contained in the material.
US11124692B2 (en) 2017-12-08 2021-09-21 Baker Hughes Holdings Llc Methods of using ionic liquid based asphaltene inhibitors
US11254881B2 (en) 2018-07-11 2022-02-22 Baker Hughes Holdings Llc Methods of using ionic liquids as demulsifiers

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1991014678A1 (en) 1990-03-29 1991-10-03 E.I. Du Pont De Nemours And Company Preparation of 1,3-disubstituted imidazolium salts
WO2005021484A2 (en) 2003-08-27 2005-03-10 Proionic Production Of Ionic Substances Gmbh & Co Keg Method for producing ionic liquids, ionic solids or mixtures thereof
WO2009027250A2 (en) 2007-08-31 2009-03-05 Basf Se Distillation of ionic liquids
DE102007053630A1 (en) * 2007-11-08 2009-05-14 Basf Se Process and production of ionic liquids by anion exchange
WO2010094640A1 (en) 2009-02-23 2010-08-26 Basf Se Distillation of ionic liquids using an auxiliary distillation agent
DE102010001957A1 (en) 2009-02-23 2010-08-26 Basf Se Distillation of a mixture containing an ionic liquid and a mixture of metal salt, where the cation of the liquid contains a heterocyclic ring system with a nitrogen atom and all nitrogen atoms of the ring system have organic groups

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1991014678A1 (en) 1990-03-29 1991-10-03 E.I. Du Pont De Nemours And Company Preparation of 1,3-disubstituted imidazolium salts
WO2005021484A2 (en) 2003-08-27 2005-03-10 Proionic Production Of Ionic Substances Gmbh & Co Keg Method for producing ionic liquids, ionic solids or mixtures thereof
WO2009027250A2 (en) 2007-08-31 2009-03-05 Basf Se Distillation of ionic liquids
DE102007053630A1 (en) * 2007-11-08 2009-05-14 Basf Se Process and production of ionic liquids by anion exchange
WO2010094640A1 (en) 2009-02-23 2010-08-26 Basf Se Distillation of ionic liquids using an auxiliary distillation agent
DE102010001957A1 (en) 2009-02-23 2010-08-26 Basf Se Distillation of a mixture containing an ionic liquid and a mixture of metal salt, where the cation of the liquid contains a heterocyclic ring system with a nitrogen atom and all nitrogen atoms of the ring system have organic groups

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11124692B2 (en) 2017-12-08 2021-09-21 Baker Hughes Holdings Llc Methods of using ionic liquid based asphaltene inhibitors
US11254881B2 (en) 2018-07-11 2022-02-22 Baker Hughes Holdings Llc Methods of using ionic liquids as demulsifiers
CH716490A1 (en) * 2019-08-12 2021-02-15 Buss Sms Canzler Gmbh Device for the thermal treatment of material, in particular for the thermal separation of material components contained in the material.
EP3777987A1 (en) * 2019-08-12 2021-02-17 Buss-SMS-Canzler GmbH Device for the thermal treatment of material, particularly for thermal separation of material components contained in the material
CN112386934A (en) * 2019-08-12 2021-02-23 布斯-Sms-坎茨勒有限责任公司 Device for thermally treating a material, in particular for thermally fractionating material components contained in a material
US11241637B2 (en) 2019-08-12 2022-02-08 Buss-Sms-Canzler Gmbh Device for the thermal treatment of material, in particular for the thermal separation of material components contained in the material

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2188233B1 (en) Distillation of ionic liquids
DE69505190T3 (en) Process for the preparation of high purity acetic acid
WO2014199306A2 (en) Process for the preparation of 5-hydroxymethylfurfural (hmf)
EP2560945A2 (en) Purification of carboxylic esters by extractive distillation
DE202014011470U1 (en) Natural vanillin
DE19604267A1 (en) Process for the continuous production of alkyl esters of (meth) acrylic acid
EP3277657B1 (en) Production of tert-butyl esters of aliphatic carboxylic acids
WO2013171060A1 (en) Short path distillation of ionic liquids
EP3390339B1 (en) Production of tert-butyl esters of ethylenically unsaturated carboxylic acids
EP2590719B1 (en) Method for distilling temperature-sensitive liquids
DE19733903A1 (en) Process for the production of hydroxppivalic acid neopentyl glycol ester (HPN)
EP2398753B1 (en) Distillation of ionic liquids using an auxiliary distillation agent
WO2012034688A1 (en) Use of n-substituted 2-pyrrolidone-4-carbonic acid esters as solvents
DE1543112B1 (en) Process for the continuous production of phthalic acid dialkyl esters
WO2002085834A1 (en) Method for purifying an organic solvent for the purpose of absorption of maleic acid anhydride
EP2294060A1 (en) Process for separating off fumaric acid and other minor components during the production of maleic anhydride
DE102010001957A1 (en) Distillation of a mixture containing an ionic liquid and a mixture of metal salt, where the cation of the liquid contains a heterocyclic ring system with a nitrogen atom and all nitrogen atoms of the ring system have organic groups
DE19711925B9 (en) Process for the purification of N-vinylformamide
DE102007017014A1 (en) Process for the preparation of low-water nitrocellulose solutions
DE3146191A1 (en) METHOD FOR CONTINUOUSLY ESTABLISHING METHACRYLIC ACID
EP0003570A1 (en) Process for continuously working up solutions produced by phosgenating monoamines
DE102007006917A1 (en) Continuous catalytic transesterification process, for preparing esters, is carried out in single reactive distillation column with integrated stripper section for alcohol removal
DE102020216355A1 (en) CONTINUOUS, PRESSURELESS STEAM DISTILLATION OF PLANT INGREDIENT ESSENTIAL OILS
EP3424915B1 (en) Method for the extraction of (5-hydroxymethylfurfural,5-hmf)
DE2428719A1 (en) PROCESS FOR THE SEPARATION OF TRIOXANE FROM Aqueous SOLUTIONS

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 13721937

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 13721937

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1