DE1793247C3 - Process for the production of alkylene glycols - Google Patents
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Description
R2-N-R3 R 2 -NR 3
in der R1, R2, R3, R4 Wasserstoff, Alkyl oder deren Kombination und X Chlor, Brom oder Jod bedeutet, oder von Substanzen, die diese Katalysatoren beim Hydratisieren bilden, durchgeführt wird.in which R 1 , R 2 , R 3 , R 4 is hydrogen, alkyl or a combination thereof and X is chlorine, bromine or iodine, or of substances which form these catalysts on hydration.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysator in einer Menge von 0,1 bis 5%, bezogen auf das Gewicht von Alkylenoxiden und Wasser, verwendet wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the catalyst in an amount of 0.1 to 5% based on the weight of alkylene oxides and water is used.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsetzung zusätzlich in Gegenwart von basischen Verbindungen in einer Menge von 0,1 bis 2%, bezogen auf das Gewicht von Alkylenoxiden und Wasser, durchgeführt wird.3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that the reaction is additionally in Presence of basic compounds in an amount of 0.1 to 2% based on weight of alkylene oxides and water.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Alkylenoxide und Wasser in einem Molverhältnis von 1:1 bis 1: 1,3 verwendet werden.4. The method according to claim 1 to 3, characterized in that alkylene oxides and water can be used in a molar ratio of 1: 1 to 1: 1.3.
Die Ausbeute an Monoalkylenglykolen beträgt in den bekannten Verfahren etwa 90 Gewichtsprozent der Theorie.The yield of monoalkylene glycols in the known processes is about 90 percent by weight the theory.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Beseitigung der genannten Nachteile.The aim of the present invention is to eliminate the drawbacks mentioned.
Der Erfindung wurde die Aufgabe zugrunde gelegt, ein Verfahren zur Herstellung von Alkylenglykoien zu entwickeln, das es ermöglicht, den Prozeß ohne oder mit geringem Wasserüberschuß durchzuführen ■.ο sowie die Ausbeute an Monoalkylenglykolen auf etwa 97 Gewichtsprozent der Theorie zu steigern.The invention was based on the object of a process for the production of alkylene glycols to develop that makes it possible to carry out the process with little or no excess water ■ .ο and the yield of monoalkylene glycols increase about 97 weight percent of theory.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß im Verfahren zur Herstellung von Alkylenglykoien durch katalytische Hydratisierung von Alkylenoxiden unter Erhitzen die Hydratisierung der Alkylenoxide erfindungsgemäß in Gegenwart von Kohlendioxid unter einem Druck von 10 bis 180 at bei einer Temperatur voll 80 bis 2200C unter Verwendung als Katalysator von Alkalimetallhalogeniden oder Verbindungen der allgemeinen FormelThis object is achieved in that in the process for the preparation of alkylene glycols by catalytic hydration of alkylene oxides with heating, the hydration of the alkylene oxides according to the invention in the presence of carbon dioxide under a pressure of 10 to 180 atm at a temperature of 80 to 220 0 C using as a catalyst of alkali metal halides or compounds of the general formula
Die Erfindung betrifft Verfahren zur Herstellung von Alkylenglykoien.The invention relates to processes for the production of alkylene glycols.
Bekannt sind Verfahren zur Herstellung von Alkylenglykoien durch katalytische Hydratisierung der Alkylenoxide unter Erwärmung.Processes for the production of alkylene glycols by catalytic hydration are known the alkylene oxides under heating.
So ist z. B. ein Verfahren zur Herstellung von Äthylenglykol durch katalytische Hydratisierung des Äthylenoxides bei einer Temperatur von 2(30 bis 400° C unter Anwendung von Kalciumphosjphaten als Katalysator bekannt (s. deutsche Patentschrift 028 979).So is z. B. a process for the production of ethylene glycol by catalytic hydration of the Ethylene oxide at a temperature of 2 (30 to 400 ° C with the use of calcium phosphates known as a catalyst (see German Patent 028 979).
Ein Nachteil der bekannten Verfahren besteht darin, daß es notwendig ist, einen großen Wasserüberschuß zu verbrauchen (Molekularverhältnis von Alkylenoxid und Wasser beträgt von 1: 6 bis 1:17), um damit die Bildung von Di-, Tti- und Polyalkylenglykolen zu vermeiden. Durch den großen Wasserüberschuß erhält man lediglich 15 bis 20%ige (bestenfalls 35% ige) wäßrige Alkylenglykollösung. Um ein konzentriertes Alkylenglykol zu erhalten, muß man Wasser abdestillieren, was mit einem großen Energieaufwand sowie mit beträchtlichen Investierungen beim Bau großtechnischer Anlagen verbunden ist. So muß man zur Herstellung von 11 Äthylenglykol etwa 4 bis 61 Wasser abdestillieren.A disadvantage of the known methods is that it is necessary to use a large excess of water to consume (molecular ratio of alkylene oxide and water is from 1: 6 to 1:17) in order to use it avoid the formation of di-, tti- and polyalkylene glycols. Because of the large excess of water only 15 to 20% strength (at best 35% strength) aqueous alkylene glycol solution is obtained. To be focused To obtain alkylene glycol, one has to distill off water, which requires a great deal of energy as well as substantial investments in the construction of large-scale facilities. So you have to distill off about 4 to 61 water to produce 11 ethylene glycol.
R2-N-R3 R 2 -NR 3
in der R1, R2, R3, R4 Wasserstoff, Alkyl oder deren Kombination und X Chlor, Brom oder Jod bedeutet, oder von Substanzen, die diese Katalysatoren beim Hydratisieren bilden, durchgeführt wird.in which R 1 , R 2 , R 3 , R 4 is hydrogen, alkyl or a combination thereof and X is chlorine, bromine or iodine, or of substances which form these catalysts on hydration.
Als Beispiel der Verbindungen der genannten allgemeinen Formel können Tetraalkylammoniumhalogenide (Tetramethylammoniumjodid, Tetraäthylam-As an example of the compounds of the general formula mentioned, tetraalkylammonium halides can be used (Tetramethylammonium iodide, tetraethylammonium
momumbromid), Aminhydrohalogehide (Triäthylaminhydrojodid, Propylaminhydrojodid, Diäthylaminhydrochlorid) genannt werden.momumbromid), amine hydrohalide (triethylamine hydroiodide, Propylamine hydroiodide, diethylamine hydrochloride).
Von den genannten Verbindungsgruppen zeigen Bromide und Jodide, die als Katalysatoren verwendet werden, die besten Ergebnisse.Of the mentioned groups of compounds show bromides and iodides, which are used as catalysts will get the best results.
Um die genannten Katalysatoren im Reaktionsgemisch zu" erhalten, kann man demselben Substanzen
zugeben, die diese Katalysatoren bilden.
Als Beispiel dieser Substanzen sind ein Gemisch von Triäthylamin und Äthyljodid, welches Tetraäthylammoniumjodid
bildet, ein Gemisch von Äthylenjodhydrin und Kaliumkarbonat, welches Kaliumiodid
bildet, ein Gemisch von Tripropylamin und Propylbromid,
welches Tetrapropylammoniumbromid bildet,
ein Gemisch von Propylenbromhydrin und Natriumkarbonat, das Natriumbromid bildet, zu nennen.
Es ist zweckmäßig, die genannten Katalysatoren in einer Menge von 0,1 bis 5%, vorzugsweise von
0,3 bis 1,5%, bezogen auf das Gewicht des Gemisches von Alkylenoxiden und Wasser, zu nehmen.In order to "obtain the stated catalysts in the reaction mixture", substances which form these catalysts can be added to the same.
Examples of these substances are a mixture of triethylamine and ethyl iodide, which forms tetraethylammonium iodide, a mixture of ethylene iodohydrin and potassium carbonate, which forms potassium iodide, a mixture of tripropylamine and propyl bromide, which forms tetrapropylammonium bromide, a mixture of propylene bromohydrin, which forms sodium bromohydrin and sodium bromide to name. It is advantageous to use the stated catalysts in an amount of 0.1 to 5%, preferably 0.3 to 1.5%, based on the weight of the mixture of alkylene oxides and water.
Um die Bildung von Dialkylenglykolen zu verringern und den Prozeß zu beschleunigen, wird die Hydratisierung von Alkylenoxiden in Gegenwart von basischen Verbindungen, z. B. Karbonaten, Bikarbo-In order to reduce the formation of dialkylene glycols and to speed up the process, the Hydration of alkylene oxides in the presence of basic compounds, e.g. B. carbonates, bicarb
naten und Alkalimetallhydroxide^ die in einer Menge von 0,1 bis 2%, bezogen auf das Gewicht des Gemisches von Alkylenoxiden und Wasser, genommer sind, durchgeführt. Unter den Reaklionsbedingungen d. h. in wäßrigen Lösungen unter dem Druck des Kohlendioxids liegen alle von uns vorgeschlagener basischen Verbindungen, Alkalihydroxide, -karbonat< und -bikarbonate, wahrscheinlich als Gemisch vor Alkalibikarbonat und Alkalihydroxid im gleichetnates and alkali metal hydroxides ^ which in an amount of 0.1 to 2%, based on the weight of the mixture of alkylene oxides and water, taken are carried out. Under the reaction conditions d. H. in aqueous solutions under the pressure of carbon dioxide, all of our proposals are found basic compounds, alkali hydroxides, alkali carbonates and bicarbonates, probably as a mixture Alkali bicarbonate and alkali hydroxide are the same
Gewichtsverhältnis vor. Es ist zweckmäßig, Alkylenoxide und Wasser in einem Molekularverhältnis von 1: 1 bis 1: 1,3, vorzugsweise 1: 1,1 zu nehmen.Weight ratio before. It is appropriate to use alkylene oxides and water in a molecular ratio of 1: 1 to 1: 1.3, preferably 1: 1.1 to take.
Das Wesen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird an dem unten angegebenen Schema des Prozesses der Herstellung von Äthyleuglykol illustriertThe essence of the method according to the invention is shown in the scheme of the process given below the production of Ethyleuglycol illustrated
bis 1200Cup to 120 0 C
-»HOCH,—CH2OH- »HIGH, —CH 2 OH
CH,CH,
CH, + H, O + CO,CH, + H, O + CO,
I οI. ο
3?3?
bis 12O0Cup to 12O 0 C
->CH2--> CH 2 -
O
\O
\
-CH2
O-CH 2
O
Die Umsetzung von Äthylenoxid mit Kohlendioxid geht schneller als die mit Wasser vor sich, und durch Hydrolyse des entstandenen Zwischenproduktes (Äthylenkarbonat) bildet sich sogar bei stöchiometrischer Wassermenge praktisch nur Äthylenglykol.The reaction of ethylene oxide with carbon dioxide is faster than that with water, and it works Hydrolysis of the resulting intermediate product (ethylene carbonate) forms even at stoichiometric Water quantity practically only ethylene glycol.
Aus dem obenangeführten Schema ist es ersichtlich, daß bei der Herstellung von Alkylenglykolen Kohlendioxid nicht verbraucht wird, sondern den Prozeß unter erforderlichen Bedingungen durchführen läßt.From the above scheme it can be seen that in the production of alkylene glycols, carbon dioxide is not consumed, but allows the process to be carried out under the necessary conditions.
Das beanspruchte Verfahren zur Herstellung von Alkylenglykolen kann entweder als diskontinuierlicher oder kontinuierlicher Prozeß verwirklicht werden. The claimed process for the production of alkylene glycols can either be discontinuous or continuous process can be realized.
Bei diskontinuierlicher Arbeitsweise bringt man in einen Rührautoklav Alkylenoxid, Wasser und Katalysator ein, wonach Kohlendioxid zugeführt wird, bis sich im Autoklav ein Druck von 10 bis 30 at einstellt.In the batchwise procedure, alkylene oxide, water and catalyst are placed in a stirred autoclave a, after which carbon dioxide is added until a pressure of 10 to 30 atm is established in the autoclave.
Das erhaltene Gemisch wird unter ständigem Rühren auf 80 bis 1300C erwärmt, dabei wächst der Druck zunächst an, dann beginnt er beim Einhalten der genannten Temperatur zu sinken. Nach dem Aufhören der Drucksenkung wird die Temperatur auf 180 bis 2200C gesteigert und in diesem Bereich gehalten, bis sich die Drucksteigerung einstellt. Danach wird der Druck vermindert, und das Katalysat wird einer Vakuumrektifikation unterzogen.The mixture obtained is heated to 80 to 130 ° C. with constant stirring, the pressure initially increasing, then it begins to decrease when the temperature mentioned is maintained. After the drop in pressure has ceased, the temperature is increased to 180 to 220 ° C. and held in this range until the pressure increase occurs. Thereafter, the pressure is reduced and the catalyst is subjected to vacuum rectification.
Außerdem kann das diskontinuierliche Verfahren unter dem Einhalten eines stabilen Druckes im Autoklav zustande gebracht werden.In addition, the batch process while maintaining a stable pressure in the Autoclave can be brought about.
Das kontinuierliche Verfahren zur Herstellung von Alkylenglykolen kann in zwei nacheinandergeschalteten Reaktoren durchgeführt werden. In den unteren Teil des ersteren Reaktors werden Alkylenoxid, Wasser, Katalysator und Kohlendioxid geleitet, und aus dessen oberen Teil tritt das Reaktionsgemisch in den unteren Teil des zweiteren Reaktors ein. Die Temperatur im ersteren Reaktor ist 80 bis 12O0C, im zweiteren -160 bis 220° C. Der Druck im System macht 15 bis 40 at aus. Der Kohlendioxidumlauf im System erfolgt mittels einer Umlaufgaspumpe.The continuous process for the production of alkylene glycols can be carried out in two reactors connected in series. In the lower part of the first reactor, alkylene oxide, water, catalyst and carbon dioxide are passed, and from its upper part the reaction mixture enters the lower part of the second reactor. The temperature in the former reactor is 80 to 12O 0 C, in zweiteren -160 to 220 ° C. The pressure in the system makes at from 15 to 40. The carbon dioxide is circulated in the system by means of a circulating gas pump.
Das kontinuierliche Verfahren kann auch in einem Reaktor durchgeführt werden, vorzugsweise bei einer Temperatur von 160 bis 22O0C und einem Druck von 20 bis 60 at.The continuous process can also be carried out in a reactor, preferably at at a temperature of 160 to 22O 0 C and a pressure of 20 to 60th
Sowohl das diskontinuierliche als auch das kontinuierliche Verfahren können unter den adiabatischen Bedingungen durchgeführt werden.Both the batch process and the continuous process can be chosen from among the adiabatic Conditions to be carried out.
In einen Rührautoklav von 11 Fassungsvermögen werden 18Og Äthylenoxid, 74 g Wasser, 2 g Tetramethylammoniumjodid, 1 g Natriumbikarbonat eingetragen, dann wird dem Autoklav Kohlendioxid zugeführt, bis der Druck 30 at erreicht.In a stirred autoclave with a capacity of 11, 180 g of ethylene oxide, 74 g of water, 2 g of tetramethylammonium iodide, Entered 1 g of sodium bicarbonate, then carbon dioxide is fed into the autoclave until the pressure reaches 30 atm.
Das Reaktionsgemisch wird auf 1000C erwärmt, und die Temperatur allmählich auf 2200C gesteigert. Am Ende der Reaktion erreicht der Druck 140 at. Nach der Drucksenkung wird *das Katalysat der Vakuumrektifikation unterzogen, und man erhält 237 g Monoäthylenglykol, was einer Ausbeute von 96 Gewichtsprozent der Theorie, berechnet auf Äthylenoxid, entspricht, und 7 g Diäthylenglykol.The reaction mixture is heated to 100 0 C, and the temperature gradually increased to 220 0 C. At the end of the reaction, the pressure reaches 140 atm. After the pressure has been reduced, the catalyst is subjected to vacuum rectification, and 237 g of monoethylene glycol are obtained, which corresponds to a yield of 96 percent by weight of theory, calculated on ethylene oxide, and 7 g of diethylene glycol.
In einen Rührautoklav von 1 I1Fassungsvermögen werden 180 g Äthylenoxid, 74 g Wasser, *1,5 g Tetraäthylammoniumbromid eingetragen und dann Kohlendioxid eingepumpt, bis der Druck im Autoklav 30 at erreicht.Into a stirred autoclave of 1 I 1 capacity 180 g of ethylene oxide, 74 g of water are added 1.5 g of tetraethylammonium bromide and then pumped carbon dioxide, at reaches * until the pressure in the autoclave 30th
Das Reaktionsgemisch wird auf 1300C erwärmt und diese Temperatur während 25 Minuten gehalten. Dann wird das Reaktionsgemisch auf 200 bis 2200C erwärmt und diese Temperatur bis zur Einstellung der Drucksteigerung konstant gehalten.The reaction mixture is heated to 130 ° C. and this temperature is maintained for 25 minutes. The reaction mixture is then heated to 200 to 220 ° C. and this temperature is kept constant until the pressure increase is established.
Nach der Drucksenkung wird das Katalysat der Vakuumrektifikation unterworfen, und man erhält 223 g Monoäthylenglykol, was einer Ausbeute von 89 Gewichtsprozent der Theorie, berechnet auf Äthylenoxid, entspricht, und 16 g Diäthylenglykol.After the pressure reduction, the catalyst is subjected to vacuum rectification, and one obtains 223 g of monoethylene glycol, which is a yield of 89 percent by weight of theory, calculated on Ethylene oxide, and 16 g of diethylene glycol.
In einen Rührautoklav von 1 1 FassungsvermögenIn a stirred autoclave with a capacity of 1 liter
werden 180 g Äthylenoxid, 40 g Wasser, 2 g Triäthylaminhydrojodid eingetragen und Kohlendioxid so lange eingepumpt, bis der Druck im Autoklav 30 at erreicht.180 g of ethylene oxide, 40 g of water, 2 g of triethylamine hydroiodide entered and carbon dioxide pumped in until the pressure in the autoclave is 30 at achieved.
Das Reaktionsgemisch wird auf 130°C erwärmt und hält diese Temperatur beim Rühren während 35 Mi-The reaction mixture is heated to 130 ° C and maintains this temperature while stirring for 35 mi
nuten. Nach Zusetzen von 36 ml 3%iger wäßriger Kaliumbikarbonatlösung wird das Reaktionsgemisch bei 180° C während 40 Minuten erwärmt, bis sich die Drucksteigerung einstellt.grooves. After adding 36 ml of 3% aqueous potassium bicarbonate solution, the reaction mixture becomes heated at 180 ° C for 40 minutes until the pressure increase.
Nach der Drucksenkung werden Reaktionsprodukte einer Vakuumrektifikation unterzogen, und man erhält 240 g Monoäthylenglykol, was einer Ausbeute von 97 Gewichtsprozent der Theorie, berechnet auf Äthylenoxid, entspricht, und 2 g Diäthylenglykol.After the pressure decrease, reaction products are subjected to vacuum rectification, and one obtains 240 g of monoethylene glycol, which is a yield of 97 percent by weight of theory, calculated on Ethylene oxide, and 2 g of diethylene glycol.
In einen Rührautoklav von 1 1 Fassungsvermögen werden 180 g Äthylenoxid, 74 g Wasser, 2 g Propyiaminhydrojodid und 1 g Kaliumbikarbonat eingetragen. In a stirred autoclave with a capacity of 1 liter, 180 g of ethylene oxide, 74 g of water and 2 g of propyiamine hydroiodide are placed and added 1 g of potassium bicarbonate.
Das erhaltene Reaktionsgemisch wird bei 1300C während 30 Minuten erwärmt, wobei im System ein Druck von etwa 20 at durch kontinuierliche Einleitung des Kohlendioxides in den Autoklav konstant gehalten wird. Dann hört man mit dem Zuführen des Kohlendioxides auf und erwärmt das Reaktionsgemisch bei einer Temperatur von 180 bis 220° C während 35 Minuten. Nach dem Druckabfall werden 254 g Katalysat ausgetragen und in Vakuum rektifiziert. Man erhält 230 g Äthylenglykol, was einer Ausbeute von 92 Gewichtsprozent der Theorie, berechnet auf Äthylenoxid, entspricht, und 13 g Diäthylengiykol. The reaction mixture obtained is heated at 130 ° C. for 30 minutes, a pressure of about 20 atm being kept constant in the system by continuously introducing carbon dioxide into the autoclave. Then the addition of carbon dioxide is stopped and the reaction mixture is heated at a temperature of 180 to 220 ° C. for 35 minutes. After the pressure has dropped, 254 g of catalyst are discharged and rectified in vacuo. 230 g of ethylene glycol are obtained, which corresponds to a yield of 92 percent by weight of theory, calculated on ethylene oxide, and 13 g of diethylene glycol.
B e i s ρ i e 1 5B e i s ρ i e 1 5
In einen Rührautoklav von 1 1 Fassungsvermögen werden 174 g Propylenoxid, 56 g Wasser, 2 g Tetramethylammoniumjodid, 1 g Natriumbikarbonat eingetragen und Kohlendioxid eingeleitet, bis der Druck im Autoklav 10 at erreicht.174 g of propylene oxide, 56 g of water, 2 g of tetramethylammonium iodide, Entered 1 g of sodium bicarbonate and introduced carbon dioxide until the pressure in the autoclave reached 10 atm.
Das Reaktionsgemisch wird unter Rühren zunächst bei 14O0C während 30 Minuten und dann bei 200°C während 40 Minuten erhitzt. Am Ende des Versuchs erreicht der Druck 120 at. Nach der Drucksenkung werden Reaktionsprodukte einer Vakuumrektifikation unterzogen, und man erhält 213 g Propylenglykol, was einer Ausbeute von 93 Gewichtsprozent der Theorie, berechnet auf Propylenoxid, entspricht, und 10 g Dipropylenglykol.The reaction mixture is heated with stirring initially at 14O 0 C for 30 minutes and then at 200 ° C for 40 minutes. At the end of the experiment, the pressure reached 120 atm. After the pressure had been reduced, reaction products were subjected to vacuum rectification, and 213 g of propylene glycol, which corresponds to a yield of 93 percent by weight of theory, calculated on propylene oxide, and 10 g of dipropylene glycol were obtained.
B e i s ρ i e 1 6B e i s ρ i e 1 6
In einen Rührautoklav von 1 1 Fassungsvermögen werden 150 g 1-Hexenoxid, 30 g Wasser, 2,5 g Diäthylaminhydrochlorid und 0,5 g Natriumkarbonat eingetragen.150 g of 1-hexene oxide, 30 g of water and 2.5 g of diethylamine hydrochloride are placed in a stirred autoclave with a capacity of 1 liter and added 0.5 g of sodium carbonate.
Das erhaltene Reaktionsgemisch wird unter Rühren bei 140° C während 30 Minuten erwärmt, indem im System ein Druck von etwa 30 at durch kontinuierliche Zuführung des Kohlendioxids in dem Autoklav gehalten wird. Dann hört man mit der Kohlendioxidzuführung auf und erwärmt das Reaktionsgemisch bei 180 bis 220°C während einer Stunde.The reaction mixture obtained is heated with stirring at 140 ° C for 30 minutes by im System maintained a pressure of about 30 atm by continuously feeding the carbon dioxide into the autoclave will. Then the supply of carbon dioxide is stopped and the reaction mixture is heated 180 to 220 ° C for one hour.
Nach der Drucksenkung wird das Katalysat einer Vakuumrektifikation unterzogen.After the pressure has been reduced, the catalyst is subjected to a vacuum rectification.
Die Ausbeute an Monohexenglykol beträgt 52 Gewichtsprozent der Theorie, berechnet auf 1-Hexenoxid. The yield of monohexenglycol is 52 percent by weight of theory, calculated on 1-hexene oxide.
In einen Rührautoklav von 1 1 Fassungsvermögen werden 180 g Äthylenoxid, 74 g Wasser, 1 g Triäthylamin, 1,5 g Äthylenjodid und 1 g Natriumkarbonat eingetragen.In a stirred autoclave with a capacity of 1 1, 180 g of ethylene oxide, 74 g of water, 1 g of triethylamine, Entered 1.5 g of ethylene iodide and 1 g of sodium carbonate.
Das erhaltene Reak'ionsgemisch wird bei 120° C während 30 Minuten erwärmt, indem man im System einen Druck von etwa 20 al durch kontinuierliche Zuführung des Kohlendioxids in den Autoklav hält. Dann hört man mit der Kohlendioxidzuführung auf, und das Reaktionsgemisch wird bei 180 bis 220° C während 40 Minuten erhitzt.The reaction mixture obtained is at 120.degree heated for 30 minutes by a pressure of about 20 al in the system by continuous supply of the carbon dioxide in the autoclave. Then you stop adding carbon dioxide, and the reaction mixture is at 180 to 220 ° C during Heated for 40 minutes.
Nach der Drucksenkung werden Reaktionsprodukte einer Vakuumrektifikation unterworfen. Man erhält 238 g Monoäthylenglykol, was einer Ausbeute von 96 Gewichtsprozent der Theorie, berechnet auf Äthylehoxid, entspricht, und 6 g Diäthylenglykol.After the pressure has been reduced, reaction products are subjected to a vacuum rectification. Man receives 238 g of monoethylene glycol, which corresponds to a yield of 96 percent by weight of theory, calculated on Ethylehoxid, corresponds, and 6 g of diethylene glycol.
Die Reaktion wird in zwei kontinuierlich betriebenen und in einer bestimmten Reihenfolge geschalteten Reaktoren durchgeführt. In den unteren Teil des ersteren Reaktors wird ein zu 81% aus Äthylenoxid, zu 18% aus Wasser, zu 1% aus Tetraäthylammoniumjodid bestehende Gemisch und Kohlendioxid eingeleitet. Aus dem oberen Teil des ersteren Reaktors tritt das Reaktionsgemisch in den unteren Teil des zweiteren Reaktors ein, dem auch eine 3%ige wäßrige Natriumbikarbonatlösung zugeführt wird. Im ersteren Reaktor wird eine Temperatur von 1200C, im zweiteren eine von 200" C gehalten. Der Druck im System beträgt 25 at. Der Kohlendioxidumlauf im System erfolgt über eine Umlaufgaspumpe.The reaction is carried out in two reactors operated continuously and connected in a specific sequence. A mixture consisting of 81% ethylene oxide, 18% water, 1% tetraethylammonium iodide and carbon dioxide is introduced into the lower part of the first reactor. From the upper part of the first reactor, the reaction mixture enters the lower part of the second reactor, to which a 3% strength aqueous sodium bicarbonate solution is also fed. A temperature of 120 ° C. is maintained in the first reactor, and a temperature of 200 ° C. in the second. The pressure in the system is 25 at. The carbon dioxide is circulated in the system via a circulating gas pump.
Die Volumgeschwindigkeit der Zuführung des Reaktionsgemisches dem ersteren Reaktor beträgt 0,7 Volumprozent je 1 Volumen des Reaktors pro Stunde. Die Volumgeschwindigkeit der Zuführung der 3% igen wäßrigen Natriumbikarbonatlösung dem zweiteren Reaktor beträgt 0,1 Vol. je 1 Volumen des Reaktors pro Stunde. Die Ausbeute an Äthylenglykol macht 96 Gewichtsprozent der Theorie, berechnet auf Äthylenoxid, aus.The volume rate of feeding the reaction mixture to the former reactor is 0.7 Percentage by volume per 1 volume of the reactor per hour. The volume rate of feeding the 3% aqueous sodium bicarbonate solution to the second reactor is 0.1 vol. Per 1 volume of the reactor per hour. The yield of ethylene glycol makes 96 percent by weight of theory, calculated on ethylene oxide, out.
In einen Rührautoklav von 11 Fassungsvermögen werden 180 g Äthylen, 74 g Wasser und 2 g Kaliumjodid eingetragen, wonach Kohlendioxid eingeleitet wird, bis der Druck 30 bis 35 at erreicht.In a stirred autoclave with a capacity of 11 180 g of ethylene, 74 g of water and 2 g of potassium iodide are entered, after which carbon dioxide is introduced until the pressure reaches 30 to 35 atm.
Das Reaktionsgemisch wird auf 130° C erwärmt und diese Temperatur wird während 15 Minuten gehalten; dann wird die Temperatur auf 200 bis 220° C gesteigert und während 2 Stunden gehalten. Am Ende des Versuchs erreicht der Druck 130 at.The reaction mixture is heated to 130.degree and this temperature is held for 15 minutes; then the temperature increases to 200 bis 220 ° C increased and held for 2 hours. At the end of the experiment the pressure reaches 130 at.
Nach der Drucksenkung werden Reaktionsprodukte der Vakuumrektifikation unterzogen, und man erhält 225 g Monoäthylenglykol, was einer Ausbeute von 90 Gewichtsprozent der Theorie, berechnet auf Äthylenoxid, entspricht, und 15 g Diäthylengiykol.After the pressure reduction, reaction products are subjected to vacuum rectification, and you receives 225 g of monoethylene glycol, which is a yield of 90 percent by weight of theory, calculated on Ethylene oxide, and 15 g diethylene glycol.
In einen Rührautoklav von 11 Fassungsvermögen werden 174 g Propylenoxid, 56 g Wasser, 3 g Natriumjodid, 1 g Natriumbikarbonat eingetragen und Kohlendioxid geleitet, bis sich ein Druck von 15 at einstellt, der konstant gehalten wird.In a stirred autoclave with a capacity of 11 174 g of propylene oxide, 56 g of water, 3 g of sodium iodide, 1 g of sodium bicarbonate are entered and Carbon dioxide passed until a pressure of 15 at, which is kept constant.
Das Reaktionsgemisch wird auf 1200C erwärmt, dann die Temperatur während 80 Minuten auf 180 bis 2000C gesteigert.The reaction mixture is heated to 120 ° C., then the temperature is increased to 180 to 200 ° C. over 80 minutes.
Nach der Drucksenkung werden 214 g Katalysat ausgetragen und der Vakuumrektifikation unterzogen. Die Ausbeute an Monopropylenglykol beträgt 95,5 Gewichtsprozent der Theorie, berechnet auf Propylenoxid. After the pressure has been reduced, 214 g of catalyst are obtained discharged and subjected to vacuum rectification. The yield of monopropylene glycol is 95.5 Weight percent of theory based on propylene oxide.
In einen Rührautoklav von 1 1 Fassungsvermögen werden 180 g Äthylenoxid, 40 g Wasser. 2 g Kaliumbromid eingetragen und Kohlendioxid geleitet, bis sich im Autoklav ein Druck von 30 at einstellt.In a stirred autoclave with a capacity of 1 l, 180 g of ethylene oxide and 40 g of water are placed. 2 g of potassium bromide entered and carbon dioxide passed until a pressure of 30 atm is established in the autoclave.
Das Reaktionsgemisch wird bei 12O0C während einer Stunde erwärmt, und nach der Zugabe von 35 ml 3%iger wäßriger Kaliumbikarbonatlösung wird es bei einer Temperatur von 180 bis 200° C während 40 Minuten erwärmt, bis sich die Drucksteigerung einstellt. Nach der Drucksenkung wird das Reaktionsgemisch ausgetragen und der Vakuumrektifikation unterzogen. Man erhält 241 g Monoäthylenglykol, was einer Ausbeute von 97 Gewichtsprozent der Theorie, berechnet auf Äthylenoxid, entspricht.The reaction mixture is heated at 12O 0 C for one hour, and after the addition of 35 ml of 3% aqueous potassium bicarbonate solution, it is heated at a temperature of 180 to 200 ° C for 40 minutes, until the pressure increase ceases. After the pressure has been reduced, the reaction mixture is discharged and subjected to vacuum rectification. 241 g of monoethylene glycol are obtained, which corresponds to a yield of 97 percent by weight of theory, calculated on ethylene oxide.
In einen Rührautoklav von 1 I Fassungsvermögen werden 180 g Äthylenoxid, 74 g Wasser, 0,7 g Lithiumbromid, 0,4 g Ätznatron eingetragen und Kohlendioxid eingeleitet, bis sich im Autoklav ein Druck von 50 at einstellt, der konstant gehalten wird.180 g of ethylene oxide, 74 g of water, 0.7 g of lithium bromide, 0.4 g of caustic soda entered and carbon dioxide introduced until there is pressure in the autoclave of 50 at, which is kept constant.
Das Reaktionsgemisch wird bei 120° C während 20 Minuten, dann bei 200° C während 40 Minuten erwärmt. Nach der Drucksenkung wird das Katalysat der Vakuumrektifikation unterzogen, wobei man 227 g Monoäthylenglykol, was einer Ausbeute von 91 Gewichtsprozent der Theorie, berechnet auf Äthylenoxid, entspricht, und 16 g Diäthylenglykol erhält.The reaction mixture is at 120 ° C during 20 minutes, then heated at 200 ° C. for 40 minutes. After the pressure drop, the catalytic converter subjected to vacuum rectification, 227 g of monoethylene glycol, which gives a yield of 91 percent by weight of theory, calculated on ethylene oxide, and 16 g of diethylene glycol is obtained.
In einen Rührautoklav von 1 1 Fassungsvermögen werden 174 g Propylenoxid, 56 g Wasser, 2 g Kaliumjodid, 1 g Kaliumbikarbonat eingetragen und Kohlendioxid eingeleitet bis sich im Autoklav ein Druck von 30 at einstellt der konstant gehalten wird.174 g propylene oxide, 56 g water, 2 g potassium iodide, Entered 1 g of potassium bicarbonate and introduced carbon dioxide until there is pressure in the autoclave of 30 at which is kept constant.
Das Reaktionsgemisch wird bei 120° C während 3 bis 4 Minuten, dann aber bei 200° C während 80 Minuten erwärmtThe reaction mixture is at 120 ° C during 3 to 4 minutes, but then heated at 200 ° C for 80 minutes
Nach der Drucksenkung wird das Katalysat der Vakuumrektifikation unterzogen, wobei man 212 g Propylenglykol, was einer Ausbeute von 93 Gewichtsprozent der Theorie, berechnet auf Propylenoxid, entspricht, und 11 g Dipropylenglykol erhält.After the pressure reduction, the catalyst is subjected to vacuum rectification, with 212 g Propylene glycol, which gives a yield of 93 percent by weight of theory, calculated on propylene oxide, corresponds to, and 11 g of dipropylene glycol is obtained.
In einen Rührautoklav von 1 1 Fassungsvermögen werden 180 g Äthylenoxid, 74 g Wasser, 2 g Äthylenjodhydrin, 2^g Kaliumbikarbonat eingetragen und Kohlendioxid eingeleitet bis sich im Autoklav ein Druck von 30 at einstellt der konstant gehalten wird.In a stirred autoclave with a capacity of 1 1, 180 g of ethylene oxide, 74 g of water, 2 g of ethylene iodohydrin, Entered 2 ^ g of potassium bicarbonate and introduced carbon dioxide until it is in the autoclave A pressure of 30 at is set which is kept constant.
Das Reaktionsgemisch wird zuerst bei 120° C während 30 Minuten, dann bei 180 bis 200° C während 40 Minuten erwärmt Nach dem Abklingen der Reaktion wird der Druck gesenkt und der Katalysat der Vakuumrektifikation unterzogen. Man erhält 236 g Monoäthylenglykol, was einer Ausbeute von 95,3 Gewichtsprozent der Theorie, berechnet auf Äthylenoxid, entspricht, und 7 g Diäthylenglykol.The reaction mixture is first at 120 ° C for 30 minutes, then at 180 to 200 ° C during Heated for 40 minutes After the reaction has subsided, the pressure is reduced and the catalyst is reduced subjected to vacuum rectification. 236 g of monoethylene glycol are obtained, which is a yield of 95.3 percent by weight of theory, calculated on ethylene oxide, and 7 g of diethylene glycol.
Der Herstellungsprozeß von Äthylenglykol wird unter den adiabatischen Bedingungen durchgeführtThe manufacturing process of ethylene glycol is carried out under the adiabatic conditions
In einen Rührautoklav von 11 Fassungsvermögen wird ein dünnwandiges Glas mit Wärmeisolation eingesetzt und in dieses eine zugeschmolzene AmpuDe mit einem zu 140 g aus Äthylenoxid, zu 74 g aus Wasser, zu 1,6 g aus Natriumiodid und zu 1 g aus Natrium'· bikarbonat Gemisch gebracht. Dann wird dem Autoklav Kohlendioxid zugeführt, bis der Druck 20 at erreicht, die Temperatur auf 120°C erhöht, wonach die Ampulle durch eingeschaltetes Rührwerk zerbrochen wird.In a stirred autoclave with a capacity of 11 a thin-walled glass with thermal insulation is used and a sealed AmpuDe is inserted into it with one of 140 g of ethylene oxide, 74 g of water, made up to 1.6 g of sodium iodide and 1 g of sodium bicarbonate mixture. Then the autoclave Carbon dioxide fed until the pressure reached 20 at, the temperature increased to 120 ° C, after which the ampoule is broken by the agitator switched on.
Innerhalb von 5 Minuten erfolgt durch die Reaktionswärme eine Temperaturerhöhung auf 2150C. Das Reaktionsgemisch wird bei dieser Temperatur i0 Minuten lang gehalten. Der Druck im System wächst am Ende des Versuchs bis 180 at an.Within 5 minutes, raising the temperature to 215 0 C. takes place by the heat of reaction, the reaction mixture is maintained for i0 minutes at this temperature. The pressure in the system increases to 180 atm at the end of the experiment.
Nach der Abkühlung des Autoklavs und Drucksenkung werden Reaktionsprodukte ausgetragen und der Vakuumrektifikation unterzogen, man erhält 172 g Äthylenglykol und 11 g Diäthylenglykol.After the autoclave has cooled down and the pressure has been reduced, reaction products are discharged and subjected to vacuum rectification, 172 g of ethylene glycol and 11 g of diethylene glycol are obtained.
Der Prozeß wird in zwei kontinuierlich betriebenen und nacheinander angebrachten Reaktoren durchgeführt. The process is carried out in two continuously operated reactors installed one after the other.
Dem unteren Teil des ersteren Reaktors wird ein Gemisch eingetragen, das zu 68,7% aus Äthylenoxid,
zu 29,7% aus Wasser, zu 0,8% aus Natriumjodid, zu 0,8% aus Natriumbikarbonat besteht, und getrennt
Kohlendioxid zugeführt. Aus dem oberen Teil des ersteren Reaktors tritt das Reaktionsgemisch in den
unteren Teil des zweiteren Reaktors ein.
Die Temperatur im ersteren Reaktor ist 1200C, im
^weiteren —200° C. Der Druck im System beträgt
30 at.A mixture consisting of 68.7% ethylene oxide, 29.7% water, 0.8% sodium iodide, 0.8% sodium bicarbonate, and separately supplied carbon dioxide is introduced into the lower part of the first reactor. From the upper part of the first reactor, the reaction mixture enters the lower part of the second reactor.
The temperature in the former reactor is 120 0 C, in other ^ -200 ° C. The pressure in the system is 30 at.
Der Umlauf des Kohlendioxids im System kommt durch eine Umlaufgaspumpe zustande. Die Volumgeschwindigkeit der Zufuhr von Ausgangsprodukten in den ersteren Reaktor beträgt 0,3 Volumen je Volum des Reaktors pro Stunde. Die Ausbeute an Äthylenglykol beträgt 96 Gewichtsprozent der Theorie, berechnet auf Äthylenoxid.The circulation of the carbon dioxide in the system is brought about by a circulation gas pump. The volume speed the feed of starting products into the former reactor is 0.3 volume per volume of the reactor per hour. The yield of ethylene glycol is 96 percent by weight of theory, calculated on ethylene oxide.
In einen Rührautoklav von 1 1 Fassungsvermögen werden 174 g Propylenoxid, 56 g Wasser, Ig Tripropylamin, 1 g Propylbromid und 1 g Natriumkarbonat eingetragen. Das erhaltene Reaktionsgemisch wird bei 140° C während 10 Minuten erwärmt, indem man im System einen Druck von 40 at durch kontinuierliche Einleitung des Kohlendioxids in den Autoklav hält. Danach hört man mit dem Einleiten des Kohlendioxids auf, und das Reaktionsgemisch wird bei 2000C während 45 Minuten erwärmt174 g of propylene oxide, 56 g of water, Ig tripropylamine, 1 g of propyl bromide and 1 g of sodium carbonate are introduced into a stirred autoclave with a capacity of 1 liter. The reaction mixture obtained is heated at 140 ° C. for 10 minutes by maintaining a pressure of 40 atm in the system by continuously introducing carbon dioxide into the autoclave. Thereafter, the introduction of carbon dioxide is stopped, and the reaction mixture is heated at 200 ° C. for 45 minutes
Nach der Drucksenkung wird das Katalysat der Vakuumrektifikation unterzogen, wobei man 216 g Propylenglykol, was einer Ausbeute von 95,5 Gewichtsprozent der Theorie, berechnet auf Propylenoxid, entspricht und 6 g Diproylenglykol erhältAfter the pressure reduction, the catalyst is subjected to vacuum rectification, with 216 g Propylene glycol, which gives a yield of 95.5 percent by weight of theory, calculated on propylene oxide, corresponds and receives 6 g of diproylene glycol
In einen Rührautoklav von 11 Fassungsvermögen werden 180 g Äthylenoxid, 74 g Wasser, 2 g Propylenbromhydrin und 1,5 g Natriumkarbonat eingetragen. ,Das erhaltene Reaktionsgemisch wird bei 130°C während 15 Minuten erwärmt indem man im System einen Druck von 35 at durch kontinuierliche Einleitung des Kohlendioxids In den Autoklav hält Dann hört man mit dem Einleiten des Kohlendioxids auf, und das Reaktionsgemisch wird bsi einer Temperatur von 180 bis 1900C so lange erwärmt, bis sich die Drucksteigerung einstellt180 g of ethylene oxide, 74 g of water, 2 g of propylene bromohydrin and 1.5 g of sodium carbonate are introduced into a stirred autoclave with a capacity of 11. The reaction mixture obtained is heated at 130 ° C. for 15 minutes by maintaining a pressure of 35 atm in the system by continuously introducing carbon dioxide into the autoclave heated to 190 0 C until the pressure increase occurs
309 648/264309 648/264
36333633
ίοίο
Nach der Drucksenkung werden Reaktionsprodukte der Vakuumrektifikation unterzogen, wodurch man 238 g Monoäthylenglykol, was einer Ausbeule von 96 Gewichtsprozent der Theorie, berechnet auf Äthylenoxid, entspricht, und 4 g Diäthylenglykol erhält.After the pressure reduction, reaction products are subjected to vacuum rectification, whereby one 238 g of monoethylene glycol, which corresponds to a bulge of 96 percent by weight of theory, calculated on ethylene oxide, corresponds to, and receives 4 g of diethylene glycol.
In einen Autoklav mit einem Volumen von 0,55 1 werden 110 g Äthylenoxid, 58,5 g Wasser, 3,4 g Natriumchlorid und 0,5 g Natriumbikarbonat eingegeben. Das gewonnene Gemisch wird bei einer Temperatur von 130° C für die Dauer von 52 Minuten erhitzt, wobei der Druck im System von etwa 30 atm durch kontinuierliche Zugabe von Kohlenstoffdioxid in den Autoklav aufrechterhalten wird. Dann wird die Zugabe von Kohlenstoffdioxid abgebrochen und das Reaktionsgemisch bei einer Temperatur von 200° C für die Dauer von 60 Minuten erhitzt. Nach der Druckabsenkung werden 172,2 g des Katalysats entnommen und einer Vakuumrektifikation unterzogen. Man erhält 146 g Äthylenglykol, was einer Ausbeute110 g of ethylene oxide, 58.5 g of water and 3.4 g of sodium chloride are placed in an autoclave with a volume of 0.55 l and 0.5 g sodium bicarbonate added. The mixture obtained is at a temperature of 130 ° C for a period of 52 minutes heated, the pressure in the system of about 30 atm due to the continuous addition of carbon dioxide is maintained in the autoclave. Then the addition of carbon dioxide is stopped and the reaction mixture is heated at a temperature of 200 ° C. for a period of 60 minutes. After Lowering the pressure, 172.2 g of the catalyst are removed and subjected to a vacuum rectification. 146 g of ethylene glycol are obtained, which is a yield
von 94 Gewichtsprozent von der theoretischen umgerechnet auf Äthylenoxid und 4,0 g Diäthylenglykol entspricht.of 94 percent by weight of the theoretical converted to ethylene oxide and 4.0 g of diethylene glycol is equivalent to.
In einen Autoklav mit einem Volumen von 0,55 1 werden 100 g Äthylenoxid, 58,5 g Wasser, 3,4 g Kaliumchlorid und 0,5 g Natriumbikarbonat gegeben. Das gewonnene Reaktionsgemisch wird bei einer Temperatur von 130° C für die Dauer von 35 Minuten erhitzt, wobei der Druck im System von 30 atm durch kontinuierliche Eingabe von Kohlenstoffdioxid in den Autoklav aufrechterhalten wird. Dann wird die Eingabe von Kohlenstoffdioxid abgebrochen und das Reaktionsgemisch bei einer Temperatur von 180 bis 20O0CTUr die Dauer von 60 Minuten erhitzt.100 g of ethylene oxide, 58.5 g of water, 3.4 g of potassium chloride and 0.5 g of sodium bicarbonate are placed in an autoclave with a volume of 0.55 l. The reaction mixture obtained is heated at a temperature of 130 ° C. for a period of 35 minutes, the pressure in the system of 30 atm being maintained by continuously introducing carbon dioxide into the autoclave. The introduction of carbon dioxide is then terminated and the reaction mixture is heated at a temperature of 180 to 20O 0 CTU for a period of 60 minutes.
Nach der Druckabsenkung werden die Reaktionsprodukte einer Vakuumrektifikation unterzogen. Man erhält 147 g Monoäthylenglykol, was 95 Gewichtsprozent von der theoretischen Ausbeute umgerechnet auf Äthylenoxid und 3,0 g Diäthylenglykol entspricht.After the pressure has been reduced, the reaction products are subjected to a vacuum rectification. Man receives 147 g of monoethylene glycol, which is converted to 95 percent by weight of the theoretical yield corresponds to ethylene oxide and 3.0 g of diethylene glycol.
Tabelle zu Beispielen 19 und 20Table for examples 19 and 20
(Min.)time
(Min.)
glykolDialkylene
glycol
(Min.)time
(Min.)
glykol, alkylene
glycol
in Min.Duration
in min.
fangs-
druckOn
catching
pressure
der Theorieyield
the theory
Di-
alky-
len-
glykol9
Di-
alky-
len-
glycol
spiel
Nr.at
game
No.
dauer
in
Min.time
length of time
in
Min.
Alkylen
oxid zu
Wasserratio
Alkylene
oxide to
water
Mono-
alkylen-
glykolin ° /
mono-
alkylene
glycol
1 C1 C
Fortsetzungcontinuation
in Min.in min.
fangs-catching
druckpressure
der Theoriethe theory
DiTuesday
alkjalkj
lenlen
glykglyc
spielgame
Nr.No.
dauerlength of time
inin
Min.Min.
Alkylen-Alkylene
oxid zuoxide to
Wasserwater
Mono-mono-
alkylen-alkylene
glykolglycol
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