CS276064B6 - Sposob spracovania reakčných roztokov pentaerytritolu - Google Patents

Abstract

uěe-lom riešenia je zvýšenie účinnosti ‘ separácie pentaerytritolu z reakčných roztokov, připravených reakciou formaldehydu s acetaldehydom v přítomnosti hydroxidu sodného. Zvýšenie účinnosti separácie sa dosiahne úpravou zahuštěných reakčných roztokov matečným luhom z kryštalizáoie surového pentaerytritolu, ktorý sa k zahuštěnému reakčnému roztoku přidává s výhodou do jedného stupňa viacstupnovóho procesu krystalizácie pentaerytritolu.

Description

Vynález rieši sposob spracovania reakčných roztokov pentaerytritolu, ktoré sa získavajú reakciou formaldehydu s acetaldehydem v prostředí hydroxidov alkalických kovov a/alebo zemin.

Pentaerytritol a mravčan alkalického kovu alebo zeminy se z reakčných roztokov najčastejšie ziskavajú po ich predchádzajúcom zakoncentrovaní kryštalizáciou a filtráciou. Podťa druhu použitého alkalického reakčného činidla sú na získanie dvoch hlavných produktov reakcie formaldehydu s acetaldehydem používané modifikované postupy, ktoré využívájú rožne rozpustnosti mravčanu alkalického kovu. Postupy pri použití ako reakčného činidla hydroxidu vápenatého využívajú takmer konštantnú rozpustnost' mravčanu vápenatého pri roznych teplotách (16/100 g vody pri 80 °C, 18 g /100 g vody pri 20 °C), a s teplotou atúpajúcou rozpustnost¹ pentaerytritolu 10g/100g vody pri 20 °C a 40g/100g vody pri 80 °C.

V československéj technologii výroby pentaerytritolu (ČS patent č. 151 303) je reekčný roztok zbevený tuhých podielov zahušťovaný ne roztok nesýtený ne pentaerytritol pri teplotách 80 až 95 °C. Vypadnutá suspenzia mravčanu vápenatého sa odděluje horúcou filtráciou a po premytí vodou a sušení sa získá technický mravčen vápenatý. Surový pentaerytritol sa z filtrátu získá kryštalizáciou na teplotu 20 až 30 °C a filtráciou 20 až 30% suspenzie pentaerytritolu. Z matečných luhov se po ich spracovení zahušťováním a kryštalizáciou zmesné soli (zmes pentaerytritolu a mravčanu vápenatého) recyklujú spat do dellaceho procesu. Nevýhodou tohto postupu je obmedzený stupeň zahustenia reakčných roztokov, ktorý je daný rozpustnostmi pentaerytritolu pri teplotách 80 až 95 °C. V případe hlbšleho zahustenia sa do suspenzie mravčanu vápenatého dostává aj pentaerytritol, ktorý negativna ovplyvňuje kvalitu technického mravčanu vápenatého, resp. pri jeho odstraňovaní z filtračného koláča dochádza k střetám mravčanu. Modifikáciou tohto postupu sú postupy podťa US patentu č. 2 846 476 a švajčiarsky patent č. 178 918.

Spracovanie reakčného roztoku, získaného reakciou formaldehydu s acetaldehydem v přítomnosti hydroxidu sodného je jednoduchšie z dovodu vyššej a so stúpajúcou teplotou rastúcej rozpustnosti mravčanu sodného. .

Vo vačšlne postupov spracovania reakčných roztokov získaných z formaldehydu a acetaldehydu sa najprv získává pentaerytritol, následovně mravčan alkalického kovu, pričom množstvo vylzoloveného pentaerytritolu je určené stupňom zahustenia reakčných roztokov. (NSR patent č. 948 685, US patent č. 2 998 458, US patent č. 2 279 336, US patent č. 2 719 867).

Tento je určený ako druhom alkalického reakčného činidle tek, aj technologickými parametraml v stupni kryštalizácle tzv. surového pentaerytritolu, kterými sú čistota reakčného roztoku, počiatočná a konečná teplota kryštalizácle, stupeň nasýtenia roztoku na pentaerytritol a mravčan alkalického kovu, koncentrácie suspenzie ne začiátku e po ukončení kryštelizácie, teplotový režim kryštalizácle. V prevážnej vačšlne postupov spracovania reakčných roztokov pentaerytritolu a mravčanu alkalického kovu je snaha získat čo najvačšie množstvo pentaerytritolu už v prvom stupni separáole cestou vysokého nasýtenia roztokov na pentaei-ytrltol alebo zahustenia až na suspenzlu pentaerytritolu. V týchto postupech sa však objevuje problém zhoršovenia procesu kryštalizácle z dovodu zvyšovania viskozlty krystalizovaných roztokov a rastu koncentrácie suspenzie s klesajúcou teplotou. Zvyšuje sa metastabilná oblast' kryštalizácle a nepriaznivo sa predlžuje čas, ktorý je potřebný na dosiahnutie rovnováhy procesu kryštalizácle. Z uvedeného postupu vyplývajú zvýšené nároky na velkost' kryštalizaČného zariadenia, vo vačšlne prípadov sa však rovnováha kryštalizácle nedoslahne a z hlediska granulometrického zloženia sa získá spektrum kryštálov malých rozmerov (vlac o .

ako 80 % přepadne sitom s 0,05 mm) so značným obsahom prachového podielu· Takyto produkt je tažko filtrovatelný, získaný filtračňý koláč má vysokú vlhkost',

CS 276064 B6 2 prostredníctvom ktorej sa v surovom pentaerytritole zvyšuje obsah nežiadácich vedlejších produktov reakcie formaldehydu a acetaldehydu (kondenzačně produktu samotného formaldehydu, samotného acetaldehydu a ich vzájemné nežiadáce produkty -je to zmes látok cukomatého charakteru nazývaná pentasirupy) a mravčanu alkalického kovu, ktoré negativné ovplyvňujá kvalitu komerčného pentaerytritolu (farebnost', obsah popela, tepelná stabilitu).

Z predtým uvedených příčin do rovnováhy nevykraštalizovaný pentaerytritol odchádza vo filtráte - tzv. matečných luhoch na Jalšie spracovanie na mravčan alkalického kovu a pentaerytritol. Uvedený proces má celková áčinnost izolácie pentaerytritolu nižšiu ako v procese s dosiahnutím kryštalizačnej rovnováhy, a to z dovodu nižšej áčinnost! izolácie pentaerytritolu v stupni spracovania matečných luhov.

Uvedené nevýhody je možno eliminovat¹ postupom využívajácim recykláciu roztokov s obsahom mravčanu alkalického kovu do stupňa spracovania reakčných roztokov pentaerytritolu a mravčanu příslušného alkalického kovu.

Predmetom tohto vynálezu je sposob spracovania reakčných roztokov pentaerytritolu, připravených reakciou formaldehydu s acetaldehydem v prostředí hydroxidov alkalických kovov a/alebo zemin. Spočívá v tom, že reakčný roztok sa najprv odpařováním zakoncentruje na roztok nasýtený pri teplote 50 až 105 °C na pentaerytritol a/alebo mravčan alkalického kovu a/alebo zeminy alebo na 1 až 45% hmot, suspenziu pentaerytritolu a/alebo 1 až 50% hmot, suspenziu mravčanu alkalického kovu. K 1 dielu takto připraveného nasýteného roztoku alebo suspenzie pentaerytritolu a/alebo mravčanu alkalického kovu sa přidá filtrát z kryštalizácie surového pentaerytritolu v množstve 0,1 až 2 dlely na 1 dlel roztoku nasýteného na pentaerytritol a/alebo mravčan alkalického kovu alebo na 1 dlel suspenzie pentaerytritolu a/alebo mravčanu alkalického kovu. Získá sa roztok nasýtený na pentaerytritol alebo mravčan alkalického kovu pri nižšej teplote, alebo suspenzia pentaerytritolu a/alebo mravčanu o nižšej koncentrácii, s výhodou o koncentrácii 5 až 30 % hmot. Takýto roztok alebo suspenzia sa nechá kontinuálně alebo diskontinuálne krystalizovat* na teplotu 15 až 30 °C až do dosiahnutia kryštalizačnej rovnováhy. Získaná suspenzia pentaerytritolu s max. 5% obsahom kraštalického mravčanu alkalického kovu sa odfiltruje, premyje vodou, alebo výhodné z matečným luhom z čistej kryštalizácie. Separovaný surový penaerytritol sa podrobuje rafinácii a rekryštalizácii, výsledným produktem je technický pentaerytritol.

Na přípravu roztokov alebo suspenzie o nižšej koncentrácii pentaerytritolu je možno použit’ aj filtrát zo separácie čistého pentaerytritolu zo stupňa rekryštalizácie aurového pentaerytritolu alebo použit¹ roztok, ktorý sa získá spojením filtrátov zo surověj a čistej kryštalizácie.

Filtráty zo stupňov surověj a čistej kryštalizácie alebo ich zmes sa nože přidávat’ priamo k roztoku nasýtenému pri teplotách 50 až 105 °C na pentaerytritol a/alebo mravčan alebo k suspenzii pentaerytritolu a/alebo mravčanu před procesem kryštalizácie pentaerytritolu na teplotu 15 až 30 °C alebo do jedného alebo dvoch stupňov viaestupňovej kryštalizácie, s výhodou do posledného stupňa kryštalizácie, v ktorom je najnižšia teplota kryštalizácil pentaerytritolu 15 až 30 °C. _x

Výhodami postupu spracovania reakčných roztokov pentaerytritolu a mravčanu alkalického kovu podl’a tohto vynálezu oproti doteraz známým postupom je zvýšenie áčinnosti separácie pentaerytritolu zo zakoncentrovaných reakčných roztokov a zlepšenie granulometrického zloženia surového pentaerytritolu. Zvýšenie áčinnost! separácie pentaerytritolu je výsledkom zlepšenia procesu jeho kryštalizácie, ktorého sa dosiahne znižením viskozity krystalizovaných roztokov. Sálej sa novým postupom dosiahne zlepšenie prepravovatelnosti nižšie koncentrovaných suspenzii, zlepšenie ich filtrovatelnosti a premyvatelnosti koláča surového pentaerytritolu a tým zlepšenie kvality surového pentaerytritolu. Výhody postupu podťa vynálezu ilustrujá nasledujáce příklady.

Příklad 1 (porovnávací)

500 g reakčného roztoku s obsahom 46,5 g pentaerytritolu a 33,5 g mravčanu sodného sa v 1 1 rotačnej vákuovej odparke pri teplote 90 °C zahustí na 166 g. Takto získaný, na pentaerytritol nasýtený roztok sa za miešania nechá v troch stupňoch tvořených kaskádou troch 250 ml baniek s prepadom, kryštalizovať na teplotu 25 °C, pričom teplota v prvom stupni je 65 °C v druhom 40 °C. Zo 166 g 28,1% suspenzie pentaerytritolu sa filtráciou získá 35,5 g pentaerytritolu. Účinnost' separácie pentaerytritolu je 26,3 %.

Příklad 2

Rovnakým postupom ako v příklade 1 sa připraví 166 g ( 1 dlel ) roztoku nasýteného na pentaerytritol při 90 °C._ Roztok sa nechá rovnako ako v příklade 1, krystalizovat’ v prvých dvoch stupňoch. Do 3· stupňa pri teplote 40 °C sa přidá 83 g (0,5 dielu) filtrátu, získaného pri separácii v příklade č. 1. Tento filtrát obsahuje pri teplote 25 °C 6,5 g pentaerytritolu, 21,5 g mravčanu sodného. V tretom stupni pokračuje proces kryštalizácie při 25 °C. Získá sa 249 g 20,1 % suspenzie. Jej filtráciou sa získá 41,7 g pentaerytritolu. Účinnost¹ separácie pentaerytritolu z reakčných roztokov je 78,5 %.

Příklad 3

Rovnakým postupom ako v příklade 1 sa připraví 500 g ( 1 dlel ) reakčného roztoku zahustí na 120 g 22% auspenzie. K tejto suspenzi! sa přidá 83 g (0,69 dielov) filtrátu nasýteného na pentaerytritol pri teplote 25 °C, ktorý obsahuje 6,5 g pentaerytritolu a 21,5 g mravČanu sodného. '

Takto získaná cca 1 % suspenzie pentaerytritolu sa nechá rovnako ako v příklade 1, v troch stupňoch krystalizovat¹ na konečná teplotu 25 °C. Z 203 g 26,5 % suspenzie sa filtráciou získá 42,5 g pentaerytritolu. Účinnost¹ izolácie pentaerytritolu sa zvýSi na 85,3 %.

Claims (3)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   Sposob spracovania reakčných roztokov pentaerytritolu získaných reakciou formsldehydu s acetaldehydom v přítomnosti hydroxidov alkalických kovov a/alebo zemin, s výhodou v přítomnosti hydroxidu sodného alebo vápenatého, vyznačujúci sa tým, že na 1 diel zahustenéh·^reakčného roztoku, nasýteného pri teplotách 50 až 105 °C na pentaerytritol a/alebo mravčanu alkalického kovu a/alebo zeminy, alebo na 1 diel suspenzie 1 až 45 % hmot, pentaerytritolu a/alebo 1 až 50 % hmot, mravčanu alkalického kovu a/alebo zeminy sa posobí 0,1 až 2 dielmi matečného luhu (filtrátu) zo stupňa kryštalizácie surového a/alebo čistého pentaerytritolu, pričom z takto získaného roztoku alebo suspenzie sa pentaerytritol a mravčan alkalického kovu získajú známým epoeobom.