PL174671B1 - Sposób wytwarzania trimetylolopropanu - Google Patents

Sposób wytwarzania trimetylolopropanu

Info

Publication number
PL174671B1
PL174671B1 PL94303602A PL30360294A PL174671B1 PL 174671 B1 PL174671 B1 PL 174671B1 PL 94303602 A PL94303602 A PL 94303602A PL 30360294 A PL30360294 A PL 30360294A PL 174671 B1 PL174671 B1 PL 174671B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
butyraldehyde
mixture
solution
temperature
reaction
Prior art date
Application number
PL94303602A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazimierz Terelak
Stanisław Trybuła
Jerzy Wasilewski
Robert Duszewski
Zbigniew Slęzak
Grzegorz Gawor
Józef Gniady
Hubert Furgoł
Jan Panachida
Original Assignee
B P Kedzierzyn Sp Z Oo
Inst Ciezkiej Syntezy Orga
Zaklady Azotowe Kedzierzyn Sa
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 B P Kedzierzyn Sp Z Oo, Inst Ciezkiej Syntezy Orga, Zaklady Azotowe Kedzierzyn Sa filed Critical B P Kedzierzyn Sp Z Oo
Priority to PL94303602A priority Critical patent/PL174671B1/pl
Publication of PL174671B1 publication Critical patent/PL174671B1/pl

Links

Landscapes

  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

Sposób wytwarzania trimetylolopropanu z aldehydu n-maslowego i formaldehydu wprowadzonego w formie formaliny technicznej i zregenerowanej, w obecno- sci NaOH jako katalizatora i wody, przy stosunku molowym reagentów rów- nym 1 : 3,3 - 8 :1,1 - 1,2 : 40 - 60, w temperaturze nie przekraczajacej 35°C i w czasie 1,5-2 godzin, znamienny tym, ze aldehyd n-maslowy dozuje sie do reaktora przy inten- sywnym mieszaniu i chlodzeniu, tak aby pH nie bylo nizsze niz 12, po doreagowaniu surowców roztwór poddaje sie neutralizacji w znany sposób kwasem mrówkowym lub siarkowym do pH 5,5 - 6,0, a nastepnie calosc ochladza sie do temperatury 30°C, po czym mieszanine poddaje sie rozwarstwieniu na warstwe górna organiczna, zawierajaca zanie- czyszczenia wprowadzone z surowcami oraz powstale w procesie, która to warstwe kieruje sie do utylizacji oraz warstwe dolna wodna zawierajaca produkty, które wydziela sie w znany sposób. PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania trimetylolopropanu z aldehydu n-masłowego i formaliny w obecności NaOH jako katalizatora z jednoczesną separacją wprowadzonych i wytworzonych organicznych produktów ubocznych.
Trimetylolopropan (TMP) jako alkohol wielowodorotlenowy znajduje zastosowanie do wytwarzania żywic poliestrowych dla farb i lakierów oraz komponentów polieterowych dla tworzyw poliuretanowych.
Praktycznie jest on wytwarzany przez kondensację aldehydu n-masłowego z syntezy oxo i formaldehydu w obecności katalizatorów alkalicznych jak NaOH, Ca(OH)2 lub ich mieszaniny. Synteza TMP przebiega dwuetapowo tj. w pierwszej kolejności aldehyd n-masłowy w reakcji kondensacji aldolowej tworzy 2,2,bii^(^3^(Ji^(^ok^s^imfc^1tylcoibut:an:^il^l, który dalej z formaldehydem w skrzyżowanej reakcji Cannizzaro reaguje do TMP i kwasu mrówkowego, który jest neutralizowany przy pomocy NaOH z utworzeniem mrówczanu sodowego. Ze względu na znaczący efekt cieplny reakcji proces prowadzi się w rozcieńczonym roztworze wodnym a dla uzyskania pełnego przereagowania aldehydu n-masłowego stosowany jest nadmiar formaldehydu i NaOH w stosunku do zapotrzebowania stechiometrycznego. Po zakończeniu reakcji nadmiar katalizatora jest neutralizowany najczęściej kwasem mrówkowym a nadmiar formaldehydu wydzielany destylacyjnie. Produkty reakcji tj. TMP i mrówczan sodowy rozdzielane i oczyszczane są w szeregu operacji destylacji i krystalizacji.
Według opisanego schematu realizowane są procesy przemysłowe znane z literatury (Ullman, wyd. 4 t-7 str. 228-231) oraz opisów patentowych DE-3 207 746, DD-258 221, SU-1 553 527. Otrzymywanie TMP według opisanych metod jest realizowane z wysoką, powyżej 90% wydajnością, jednak o jakości produktu końcowego decydują zanieczyszczenia i skuteczność ich usuwania z produktu, który musi odpowiadać określonym wymaganiom. Stosowane w syntezie TMP surowce są wysoce reaktywne i w środowisku reakcji tworzą różnego charakteru produkty uboczne pogarszające barwę produktu końcowego a także obniżające temperaturę topnienia i zawartość aktywnych grup hydroksylowych.
Zanieczyszczenia mogą być także wprowadzane z surowcami. W syntezie TMP tworzeniu się produktów ubocznych sprzyja zbyt wysoka temperatura reakcji szczególnie w jej początkowej fazie. Nawet przy prowadzeniu reakcji w dużych rozcieńczeniach nie łatwo jest uzyskać idealne wymieszanie trudno rozpuszczającego się aldehydu
174 671 n-masłowego i zapobiec występowaniu obszarów, w których lokalnie dochodzi do przekroczenia dopuszczalnych stężeń i temperatury oraz spadku stężenia katalizatora co zmienia chemizm reakcji i prowadzi do powstawania etylopropyloakroleiny (EPA), etyloakroleiny, formali a nawet kondensatów o charakterze cukrów.
Etylopropyloakroleina powstaje także z dimeru aldehydu n-masłowego, który stanowi zanieczyszczenie aldehydu n-masłowego. Formale i metoksy-etery oraz etery metylowe TMP powstają przy stosowaniu formaliny zanieczyszczonej metanolem. Problem ograniczenia tworzenia się zanieczyszczeń oraz ich usuwania jest przedmiotem szeregu wynalazków. W opisie patentowym DE-3 207 746 przedstawiono sposób wytwarzania TMP ograniczając tworzenie zanieczyszczeń przez zastosowanie formaliny o obniżonej do 0,1% zawartości metanolu. Również w patencie SU-1 553 527 proponuje się stosowanie formaliny zawierającej do 0,2% metanolu i trójstopniowy układ reakcyjny o zróżnicowanym rozkładzie temperatur, przy czym w pierwszym stopniu przewidziano temperaturę 10°C. Proponowane metody prowadzą do obniżania zawartości związków ubocznych o charakterze formali ale wymagają stosowania specjalnie oczyszczonej formaliny a bardzo niska temperatura startowa reakcji wymaga specjalnej instalacji chłodzącej.
Natomiast w opisach patentowych DD-287 250, DD-287 251 i DD-287 252 zaproponowano także sposób usuwania wytworzonych zanieczyszczeń z mieszaniny posyntezowej lub strumieni zawrotowych przez ich katalityczny rozkład lub reakcję z alkoholami do zanieczyszczeń lotnych, które mogą być usunięte destylacyjnie.
Proponowane metody wprowadzają postęp, jednak kosztem dodatkowych skomplikowanych operacji.
Istota sposobu wytwarzania trimetylolopropanu z aldehydu n-masłowego i formaldehydu wprowadzonego w formie formaliny technicznej i zregenerowanej w obecności NaOH jako katalizatora i wody przy stosunku molowym reagentów równym 1 : 3,3 - 8 : 1,1 - 1,2 : 40 - 60, w temperaturze nie przekraczającej 35°C i w czasie
1,5-2 godzin, polega na tym, że aldehyd n-masłowy dozuje się do reaktora przy intensywnym mieszaniu i chłodzeniu, tak aby pH nie było niższe niż 12, po doreagowaniu surowców roztwór poddaje się neutralizacji w znany sposób kwasem mrówkowym lub siarkowym do pH 5,5 - 6,0, a następnie całość ochładza się do temperatury 30°C, po czym mieszaninę poddaje się rozwarstwieniu na warstwę górną organiczną, zawierającą zanieczyszczenia wprowadzone z surowcami oraz powstałe w procesie, którą to warstwę kieruje się do utylizacji oraz warstwę dolną wodną zawierającą produkty, które wydziela się w znany sposób.
W trakcie badań poświęconych ograniczeniu tworzenia produktów ubocznych wprowadzenie bardzo czystych, świeżo destylowanych surowców a także różnego rodzaju specjalnych mieszalników nie daje oczekiwanych wyników. Nieoczekiwanie natomiast stwierdzono, że tworząca się szczególnie etylopropyloakroleina jest dobrym ekstrahentem zanieczyszczeń.
Natomiast utrzymanie dozowania aldehydu n-masłowego i jego mieszanie z roztworem przy wysokich wartościach pH zbliżonych do początkowego nie ogranicza wprawdzie tworzenia etylopropyloakroleiny ale skutecznie zmniejsza tworzenie się połączeń typu formali i eterów.
Wskazane jest nawet wytworzenie lub wprowadzenie takiej ilości zanieczyszczeń aby przekroczona została granica ich rozpuszczalności i utworzyła się faza organiczna. Z zanieczyszczeń najkorzystniejsza jest etylopropyloakroleina, której rozpuszczalność w roztworze jest minimalna, poniżej 0,1% i stanowi ona główny składnik tworzącej się fazy organicznej. Po zakończeniu dozowania aldehydu n-masłowego kiedy pH roztworu wynosi 12, następuje całkowite jego wyreagowanie co charakteryzuje się spadkiem pH roztworu do około 10.
Stwierdzono, że po neutralizacji roztworu po syitezie, rozdział faz następuje szybciej i jest zupełny, co objawia się całkowitą klarownością roztworu posyntezowego. Neutralizacja
174 671 winna być prowadzona do pH 5,5 - 6,0 a rozwarstwienie i wydzielanie fazy organicznej w. rozdzielaczu fazowym trwa około 3-4 godzin. Dla przyspieszenia reakcji doreagowania aldehydu n-masłowego przed neutralizacją wskazane jest podnoszenie temperatury do 50°C. Wprowadzając operację rozdziału faz oraz dozowanie aldehydu n-masłowego przy pH nie niższym niż 12 nieoczekiwanie okazało się, że nie zachodzi potrzeba stosowania specjalnie oczyszczonych surowców, możliwe jest prowadzenie syntezy w temperaturach do 30°C i można usunąć zanieczyszczenia tuż po syntezie w prostej operacji rozdziału faz.
Metodą według wynalazku syntezę TMP prowadzi się w reaktorze okresowym, do którego wprowadza się formalinę świeżą i nawrotową oraz 40% roztwór NaOH i zawartość reaktora ochładza się do temperatury poniżej 30°C. Do reaktora dozuje się aldehyd n-masłowy w takiej ilości aby stosunek molowy aldehydu n-masłowego do formaldehydu do NaOH do wody wynosił odpowiednio 1:3,3-8 : 1,1-1,2 : 40-60. Natężenie przepływu aldehydu dobiera się tak aby czas dozowania wynosił 1,5-2 godzin przy intensywnym mieszaniu i chłodzeniu kontrolując temperaturę, która nie powinna przekroczyć 35°C i pH, które nie może się obniżyć poniżej 12. Po zakończeniu dozowania aldehydu włącza się chłodzenie i przebiega reakcja wyreagowania aldehydu. W tym czasie temperatura może wzrosnąć do 50°C. Koniec przereagowania aldehydu objawia się spadkiem pH do 10-11. Następnie mieszaninę neutralizuje się kwasem mrówkowym lub siarkowym do pH 5,5-6,0, ochładza do temperatury około 30°C, przepompowuje do rozdzielacza fazowego gdzie przez 3-5 godzin następuje rozwarstwienie się emulsji i wydzielanie warstwy organicznej.
Dolną klarowną warstwę wodną zawierającą wytworzony TMP, mrówczan sodowy i nadmiarowy formaldehyd wraz z wprowadzonym metanolem kieruje się do operacji wydzielania natomiast warstwę organiczną wraz z nierozwarstwioną emulsją kieruje do oddzielnego zbiornika, z którego po całkowitym rozdzieleniu kierowana jest do spalania. Ilość wytworzonej warstwy organicznej wynosi średnio 3,5 - 3,6 części wagowych na 1000 części wagowych mieszaniny reakcyjnej co odpowiada 57-58 części wagowych na 1000 części wprowadzonego aldehydu n-masłowego. Przy wyższej zawartości zanieczyszczeń w aldehydzie ilość warstwy organicznej oczywiście wzrasta i może wynosić
5,1 - 5,2 /1000 części wagowych mieszaniny i odpowiednio 87-88/1000 części wagowych aldehydu n-masłowego. Uwzględniając wytwarzany TMP i wprowadzony aldehyd n-masłowy przereagowanie aldehydu wynosi 93-95% do TMP, około 4-4,5% zanieczyszczeń zawartych w warstwie organicznej i 1-1,5% pozostałych w warstwie wodnej.
Przykład I. Do reaktora o pojemności 250 dm3 zaopatrzonego w płaszcz grzewczo-chłodzący i mieszadło oraz dozowniki surowców wprowadzono 51 kg formaliny świeżej zawierającej 36% formaldehydu, 114 kg destylatu nawrotowego o zawartości 4,1% formaldehydu oraz 35,1 kg wody. Do takiego roztworu przy włączonym mieszadle i wodzie chłodzącej wprowadzono 21,25 kg 40% roztworu NaOH. Po ochłodzeniu roztworu, którego pH wynosiło 12,6 wdozowano przez 2 godziny 13,8 kg aldehydu n-masłowego technicznego zawierającego 98% aldehydu n-masłowego, 1,6% dimeru oraz 0,4% zanieczyszczeń lotnych i wody. Temperatura roztworu po zakończeniu dozowania aldehydu wynosiła 30°C a pH roztworu 12,1. Następnie wyłączono chłodzenie
roztworu kwasu mrówkowego do pH 50) . Po stwierdzeniu stabilnoś ci pH roztworu, roztwór przepompowano do zbiornika o pojemności 250 dm zaopatrzonego w szklany klosz rozdzielczy na odpływie. Po 4 godzinach mieszanina rozwarstwiła się i rozdzielono ją uzyskując:
- warstwę wodną w ilości 236,5 kg o składzie : formaldehyd - 1,7% wagowego metanol - 1,1% wagowego trimetyłolopropan - 10,0% wagowych
174 671
0,01% wagowego 0,4% waggwegg 0,2% waggwegg 0,7% wagowagg 00,0% wgoowych 8,5% wagowago.
mrówczan sodowy - 6,1% wagowego formale TMP - 0,1% wagowego etylopropyloakroleina i etyloakroleina 0,02% wagowego - warstwę organiczną w ilości 0,8 kg o składzie: aldehyd masłowy etyloakroleina etylopropyloakroleina formale TMP acetale EPA t.j. etylopropyloakroleiny polikondensaty EPA i estryciężkie Warstwę wodną skierowano do wydzielania TMP i mrówczanu sodowego jako produkt syntezy. Z bilansu próby wynika, że praktycznie przy całkowitym przereagowaniu aldehydu n-marłowego selektywność (wydajność) do TMP wynori 94%, do zanieczyszczeń organicznych w warstwie organicznej 4,5% a do pozostałych rozpuszczalnych w warstwie wodnej 1,5%. Dość wydzielonej warstwy organicznej wynosiła 3,38 części wagowych na 1000 części roztworu lub odpowiednio 58 części na 100 części aldehydu n-masłowego.
Przykład II. Do reaktora jak w przykładzie I wprowadzono 51,7 kg formaliny świeżej zawierającej 36% wagowych formaldehydu, 4% wagowych metanolu, 119 kg destylatu nawrotowego zawierającego 3,8% formaldehydu, 19,8 kg wody i 21,215 kg 40% roztworu NaOH, pH roztworu po wymieszaniu i ochłodzeniu wynosiło 12,9. Do reaktora wdozowano przez 2 godziny 13,8 kg aldehydu n-masłowego technicznego po ponad miesięcznym stokażowaniu, który zawierał 94% aldehydu n-marłowego, 4,6% dimeru i 1,4% składników lotnych i wody. Temperatura na końcu dozowania wynosiła 35°C a pH - 12,0. Po wyreagowaniu pH spadło do 11 a temperatura wzrosła do 43°C. Po ochłodzeniu roztwór zneutralizowano przez dodanie 1000 g 32% kwasu mrówkowego i pH roztworu obniżyło rię do 5,8. Roztwór rozwarstwiono przez 4 godziny i po rozdzieleniu warstw otrzymano:
warstwy wodnej - 235 kg o składzie: formaldehyd metanol trimetylolopropan mrówczan sodowy formale TMP etyloakroleina i etylopropyloakroleina warstwę organiczną w ilości 1,2 kg o składzie:
1,8% wagowego 1,1% wagowego 9,3% wagowego 6,1% wagowego 0,1% wagowego poniżej 0,2% wagowego
0,02% wagowych 0,6% wagowych wagowych wagowych wagowych wagowych.
0,4%
0,6%
80,8%
17,6% aldehyd masłowy etyloakroleina etylopropyloakroleina formale TMP acetale EPA (etylopropyloakroleiny) polikondensaty i estry Ilość warstwy organicznej wynosiła 5,1 części na 1000 części mieszaniny lub odpowiednio 27 części na 1000 części aldehydu n-masłowego.
Z bilansu wynika, że przy całkowitym przereagowaniu aldehydu n-marłowego, po uwzględnieniu wprowadzonych zanieczyszczeń wydajność do TMP wynosi 95%, do warstwy organicznej 4,4% a do formali zawartych w warstwie wodnej - 0,6%. Zwiększona zawartość zanieczyszczeń w aldehydzie nie wpływa na przereagowanie do głównego produktu.
174 671
Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 2,00 zł

Claims (1)

  1. Zastrzeżenie patentowe
    Sposób wywarzania trimetylolopropanu z aldehydu n-masłowego i formaldehydu wprowadzonego w formie formaliny technicznej i zregenerowanej, w obecności NaOH jako katalizatora i wody, przy stosunku molowym reagentów równym 1 : 3,3 - 8 : 1,1 - 1,2 : 40 - 60, w temperaturze nie przekraczającej 35°C i w czasie
    1,5-2 godzin, znamienny tym, że aldehyd n-masłowy dozuje się do reaktora przy intensywnym mieszaniu i chłodzeniu, tak aby pH nie było niższe niż 12, po doreagowaniu surowców roztwór poddaje się neutralizacji w znany sposób kwasem mrówkowym lub siarkowym do pH 5,5 - 6,0, a następnie całość ochładza się do temperatury 30°C, po czym mieszaninę poddaje się rozwarstwieniu na warstwę górną organiczną, zawierającą zanieczyszczenia wprowadzone z surowcami oraz powstałe w procesie, którą to warstwę kieruje się do utylizacji oraz warstwę dolną wodną zawierającą produkty, które wydziela się w znany sposób.
PL94303602A 1994-05-24 1994-05-24 Sposób wytwarzania trimetylolopropanu PL174671B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL94303602A PL174671B1 (pl) 1994-05-24 1994-05-24 Sposób wytwarzania trimetylolopropanu

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL94303602A PL174671B1 (pl) 1994-05-24 1994-05-24 Sposób wytwarzania trimetylolopropanu

Publications (1)

Publication Number Publication Date
PL174671B1 true PL174671B1 (pl) 1998-08-31

Family

ID=20062500

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL94303602A PL174671B1 (pl) 1994-05-24 1994-05-24 Sposób wytwarzania trimetylolopropanu

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL174671B1 (pl)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4691157B2 (ja) メタノールおよびホルムアルデヒドからのポリオキシメチレンジメチルエーテルの製造法
EP0786444B1 (en) Process for producing acetaldehyde dimethylacetal
KR0165609B1 (ko) 직접 에스테르화에 의한 아크릴산 부틸의 제조방법
JPH07252179A (ja) アセトアルデヒドジエチルアセタールの製法
TWI226884B (en) Process for carrying out aldol condensations
JPH07505390A (ja) アルドール化−脱水法
JPH0345053B2 (pl)
CN109096062B (zh) 用于提纯聚甲氧基二甲醚的方法
ES2215730T3 (es) Procedimiento continuo para la obtencion de derivados de aldehidocinamico y de aldehido dihidrocinamico.
EP2607341B1 (en) Trimethylolpropane color improvement
JPH0422896B2 (pl)
CZ20004459A3 (cs) Způsob odstraňování vody z roztoků, které obsahují formaldehyd
RU2106347C1 (ru) Способ получения солей ацесульфама и устройство для его осуществления
CN105722814A (zh) 作为甲基丙烯醛合成中的共催化剂的烷基叔胺
US5292940A (en) Process for the preparation of alkali metal salts of ether-carboxylic acids
KR100533184B1 (ko) 알돌화반응후의수소화로부터생성되는폐수의정화방법
CN116947807A (zh) 一种流化床合成三聚甲醛及三聚甲醛精制工艺
JP2816588B2 (ja) α置換シンナムアルデヒドを製造する方法、前記製造法により得られるアミル又はヘキシルシンナムアルデヒド及び前記アミル又はヘキシルシンナムアルデヒドを含有する香料基剤
JPH11302224A (ja) メタクリル酸メチルの精製法
EP1167330B1 (en) Process for producing a polyol
CN109096063B (zh) 提纯聚甲醛二甲基醚的方法
JPH05503686A (ja) エーテルカルボン酸のアルカリ金属塩を製造する方法
CN1207257C (zh) 一种强酸性离子交换树脂催化合成异山梨醇的方法
JP2001240588A (ja) アルキルベンゼンスルホン化物の製造方法
RU2036919C1 (ru) Способ получения 1,3-диоксолана