DE1693053B2

DE1693053B2 - Verfahren zum trocknen von organischen loesungsmitteln in technischem masstab

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Publication number: DE1693053B2
Application number: DE19671693053
Authority: DE
Priority date: 1967-06-19
Filing date: 1967-07-19
Publication date: 1973-03-22
Also published as: CH500007A; DE1693053C3; GB1168194A; US3584737A; DE1693053A1; NL6806222A; FR1570888A

Description

Organische Lösungsmittel werden bekanntlich durch Vakuumtrocknen in Gegenwar wasserentziehender Mittel oder durch direkte Behandlung mit diesen Mitteln, durch Bildung eines Azeotrops von Wasser und einem Schleppmittel entwässert. Welches der genannten Trockenverfahren angewendet wird, hängt von der Art des jeweiligen Lösungsmittels ab. Ebenso isl der Grad der Entwässerung bei den einzelnen Verfahren verschieden. Für extrem hohe Trockengrade sind aber zusätzlich noch technisch aufwendige Verfahren nötig, wie z. B. Trocknung mit metallischem Natrium, Lithiumaluminiumhydrid, Grignard - Verbindungen. Bei einem Teil dieser Mittel besteht nun die Gefahr, daß sie sich mit den zu trocknenden Lösungsmitteln umsetzen, wie z. B. mit Natrium, ganz abgesehen davon, daß der Trockenvorgang als solcher zu aufwendig und großtechnisch häufig nicht durchführbar ist, auch wegen der gefährlichen Handhabung der Mittel.

Es wurde nun gefunden, daß organische Lösungsmittel mit einem beliebigen Wassergehalt mit Natriummonoxid, das gegebenenfalls auf einem Träger aufgebracht ist, im technischen Maßstab sowohl vor- wie feingetrocknet werden können. Dabei wird unter »Vortrocknen« ein Wassergehalt von 0,1 bis 1 Gewichtsprozent, unter »Feintrocknen« ein Wassergehalt von 0,001 bis 0,1 Gewichtsprozent, bezogen auf das eingesetzte Lösungsmittel, verstanden. Zum Vortrocknen ist es zweckmäßig, Natriummonoxid allein, zum Feintrocknen dagegen im Gemisch mit Trägersubstanzen einzusetzen.

Es zeigte sich, daß Träger aus Graphit und Erdalkalioxiden einschließlich Magnesiumoxid geeignet sind.

Bevorzugtes Erdalkalioxid ist Calciumoxid. Das Gewichtsverhältnis der Erdalkalioxide zu dem Kohlenstoff in diesen Trägern liegt zwischen 5:1 bis 1: 5. Das Natriummonoxid soll zu der Trägermasse im allgemeinen im Verhältnis 1:1 angewendet werden, selbstverständlich kommen aber auch andere Verhältnisse in Frage. Nur darf der Anteil der Trägermasse nicht so gering sein, daß die Masse sintert. Die obere Grenze für den Anteil der Trägermasse liegt in der Wasseraufnahmekapazitat der gesamten Entwasserungsmasse.

Je nach der Empi^dhchkeit der Losungsm.ttel gegenuber höheren Temperaturen kann d.e Vorbehandlung bei Zimmertemperatur oder ansteigend bis zur Siedetemperatur der verwendeten Lösungsmittel durchgeführt werden.

Beim Trocknen wird jede Art von Inkontaktbringen ^des Lösungsmittels mit dem Natriummonoxid angewendet, d. h., die Lösungsmittel werden flussig oder in Dampfform über das Natriummonoxid geleitet, oder sie werden mit ihm direkt vermischt, darauf erhitzt und von de-n Trockenmittel abdestilliert.

Im allgemeinen wird Natriummonoxid unter Rühren in das Lösungsmittel eingetragen und die dabei entstehende Reaktionswärme entweder ohne äußere Wärmezufuhr ausgenutzt oder bei sehr stürmischen Reaktionen nach außen abgeführt. Von dem gebildeten Natriumhydroxid werden die Lösungsmittel abde-

stilliert.
Beim Feintrocknen werden die Lösungsmittel in Dampfform, wenn nötig in Gegenwart von Stickstoff, bei Temperaturen von 100 bis 400³C über die Ent-Wässerungsmassen geleitet. Eine bevorzugte Temperatur ist 15O⁰C.

Organische Lösungsmittel im Sinne der Erfindung

sind Alkohole, Äther, Amine, Amide, Nitrile, und zwar sowohl aliphatischer, cycloaliphatischer, aromatischer oder heterocyclischer Struktur. Als besonders geeignet erwies sich Dioxan, Tetrahydrofuran, Pyridin, Dmitthylformamid, Isopropanol, Acetonitril.

Der technische Vorteil bei der Verwendung des Natriummonoxids liegt darin, faß mit geringem Aul wand große Mengen, also technische Mengen, organ 1 scher Lösungsmittel getrocknet werden können. Bisher wurde technisch hauptsächlich nur die Destillation

oder die Azeotropdestillation angewendet, die aber nur beschränkt einsatzfähig sind und sich nicht für alle technisch interessanten organischen Lösungsmittel eignen. Die übrigen Entwässerungsmethoden sind vorwiegend Laboratoriumsmethoden. Es kommt hinzu,

daß das bei dem Trocknen gebildete Natriumhydroxid wasserlöslich ist und sich ohne weiteres aus der technisehen Apparatur entfernen läßt. Das ist ein weiterer Vorteil des vorliegenden Verfahrens.

B e 1 s ρ 1 e

950 g Pyridin mit einem Wassergehalt von 1,44% (0,76 Mol) werden bei Zimmertemperatur mit 52 g (0,84 Mol) Natriumoxid versetzt, IV2 Stunden am Rückfluß erhitzt und dann von dem gebildeten Natriumhydroxid abdestilliert.

Wassergehalt: υ,η /„.

Beispiel 2

1000 g Acetonitril mit einem Wassergehalt von 0,36% (0,2 Mol) werden bei Zimmertemperatur mit 16 g (0,26 Mol) Natriummonoxid versetzt, 2 Stunden am Rückfluß erhitzt und dann vom gebildeten Natriumhydroxyd abdestilliert.

Ausbeute:974g
Wassergehalt: U₁LU /₀.

B e 1 s ρ 1 e I i

_{1000 Dioxan mjt ejnem WassergehaU von 0},98%

₍₀₅₄₅ ^_{ol) werden bej Z}i_mmertemperatur mit 43,5 g Natriummonoxid (0,7 Mol) versetzt, 2 Stunden am _{Rückfluß erhitzt und dann} vom gebildeten Natrium-

. abdestilliert.

Ausbeute: 978 g.
Wassergehalt: 0,17%.

Beispiel 4

1300 g Tetrahydrofuran mit einem Wassergehalt von 3,30% (2,38 Mol) werden bei Zimmertemperatur mit 172 g (2,78 Mol) Natriummonoxid versetzt, 2 Stunden am Rückfluß gekocht und dann vom gebildeten Natriumhydroxid abdestilliert.

Ausbeute: 1235 g.
Wassergehalt: 0,12%.

Beispiel 5

3500 g Isopiopanol mit einem Wassergehalt von ³»3 % (6.42 Mol) werden bei Zimmertemperatur mit 217 g (3,5 Mol) Natriumoxid versetzt, 1 Stunde am Rückfluß erhitzt und abdestilliert.

Ausbeute: 2880 g.
Wassergehalt: 0,96%.

8 e i s ρ i e 1 6 *°

1000 g Dioxan mit einem Wassergehalt von 0,1 % (0,55 Mol) werden aus einem Kolben verdampft und die Dämpfe bei 100⁰C über 25 g Trocknungsmasse, vorzugsweise bestehend aus 50% Natriumoxid auf Calciumoxid (30%)-Graphit (20 %)-Träger, geleitet, und anschließend kondensiert. Gegen Luftfeuchtigkeit ist die Apparatur durch Trockenrohre geschützt.

Ausbeute: 980 g.

Wassergehalt: 0,006%.

Beispiel 7

lüöO g Anisol mit einem Wassergehalt von 0₄2 % (1,10 Mol) werden analog Beispiel 6 verdampft und die Dämpfe bei 150"C über 25 g Trocknungsmasse des Beispiels 6 geleitet und anschließend kondensiert.

Ausbeute: 975 g.
Wassergehalt: 0,01%.

IO

Beispiel 8

1000 g Tetrahydrofuran mit einem Wassergehalt von

0,1 % (0,55 Mol) werden analog Beispiel 6 verdampft und die Dämpfe bei 150⁰C über 25 g Trocknungsmasse des Beispiels 6 geleitet und dann kondensiert.

Ausbeute: 985 g.
Wassergehalt: 0,01%.

20

Beispiel 9

1000 g Ν,Ν-Dimethylformamid mit einem Wassergehalt von 0,12 % (0,67 Mol) werden bei vermindertem Druck (20 Torr) verdampft und wie im Beispiel 6 beschrieben bei 110'C über 25 g Trocknungsmasse des Beispiels 6 geleitet und dann kondensiert.

Ausbeute: 970 g.
Wassergehalt: 0,02%.

Claims

Patents«nrüche· ratenta^prucne.

1. Verfahren zum Trocknen von organischen Lösungsmitteln im technischen Maßstab, dadurch gekennzeichnet, daß man Lösungsmittel mit einem beliebigen Wassergehalt mit Natriummonoxid, das sich gegebenenfalls auf einem Träger befindet, behandelt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Träger ein Gemisch aus Graphrt und Calciumoxid verwendet, das Graphit und Calciumoxid im Verhältnis 5:1 bis 1: 5 enthält.