从多元醇酯制备中的侧流得到富含多元醇酯的产物流的方法_2

文档序号:9793340阅读:来源:国知局
行地越强烈,挥发 性组分的残余量可降低的程度越大,但色数劣化的风险越大。因此,应精确地设定进一步蒸 汽处理的条件,W便实现处理的二次流中所期望的多元醇醋的含量和色数之间可接受的折 中方式。
[0022] 例如,在标准压力下,从150°C开始,进一步的蒸汽处理可首先进行一小时,然后, 可将溫度升高至180°C并可在该溫度下再进行处理一小时,然后,升高溫度至200°C后,经过 另两个小时可使蒸汽处理进行至完全。
[0023] 在本发明方法的一个方案中,蒸汽处理可在吸附剂的存在下进行。运设及使用高 比表面积的多孔固体材料,其通常用于实验室和工业设备中的化学实践。运类材料的实例 为高比表面积的聚娃酸例如硅胶(二氧化娃干凝胶)、娃藻±,高比表面积氧化侣和氧化侣 水合物,矿物材料例如粘±或碳酸盐,或活性炭。已经发现活性炭特别有用。通常,吸附剂W 细分的形式悬浮在除去的有机相中,有机相通过强烈揽拌或通过引入蒸汽来揽动。运使液 相和吸附剂之间获得了紧密的接触。吸附剂的量可W基本上自由设置,因此可根据个别要 求设置。发现基于100重量份的液相,使用0.1-5重量份并且优选0.5-1.5重量份的吸附剂是 有利的。随后,在标准溫度或在达120°C的溫度下,在常规过滤装置中将吸附剂过滤掉,可选 地在标准助滤剂例如纤维素、硅胶、娃藻±或木粉的存在下过滤。
[0024] 在进一步蒸汽处理中得到作为液体残留物的处理后的多元醇醋,在各种情况下基 于液体残留物,其通常包含含量值大于80wt%,优选大于90wt%的产物。随后,将由此回收 的多元醇醋循环至制备过程中。
[0025] 如果必要的话,通过氧化性化合物处理和紧随的蒸汽处理可降低回收的多元醇醋 的色数,例如通过DE 10 2009 048 773 A1所描述的过氧化氨水溶液处理或通过从DE 10 2009 048 774 A1获知的方法中的臭氧或含臭氧气体处理。
[0026] 根据所使用的原料,多元醇与脂肪族单簇酸起始化合物之间的反应设置在约120- 180°C的范围内,并且随后可不同的方式进行至完全。
[0027] 在本发明的方法的一个方案中,首先从室溫开始加热到最高280°C,优选达250°C 的溫度,并且在溫度保持恒定的条件下,将压力从标准压力开始逐步地降低,W促进反应的 水的除去。不管是一个、两个或更多个阶段的压力阶段的选择,W及在特定阶段待建立的压 力的选择都可W在较宽的范围内变化,并且与特定的条件相匹配。例如,在第一个阶段中, 可W从标准压力开始首先降低压力到60化Pa,然后可W在3(K)hPa的压力下进行反应至完 全。运些压力数值是适当遵守的指导值。
[0028] 除了压力的变化之外,在醋化反应过程中,同样也可在一个、两个或更多个阶段中 从室溫开始改变溫度,W使在压力保持恒定下逐阶段地升高溫度,通常高达最高280°C的溫 度。然而,已发现随着溫度逐阶段地升高而加热至最高280°C,并且逐阶段地降低压力是适 合的。例如,醋化反应可W在第一个阶段中从室溫开始在达190°C的溫度下进行。同样地应 用下降至60化化的降低的压力,W加快反应的水的除去。在达到190°C的溫度水平之后,再 次降低压力至30化化,并在达230°C的溫度下使醋化反应进行至完全。运些溫度和压力数值 是适当遵守的指导值。根据起始化合物和反应产物的物理性质,在特定的阶段待建立的溫 度和压力条件、阶段的数目和每单位时间的溫度升高或压力降低的各自速率可W在较宽的 范围内变化和匹配,将第一个阶段的溫度和压力条件建立为从标准压力和室溫开始。已经 发现特别适合于分两个阶段升高溫度和分两个阶段降低压力。
[0029] 待建立的压力的下限取决于起始化合物和形成的反应产物的物理性质如沸点和 蒸汽压,并且也由工厂设备决定。从标准压力开始,随着压力逐阶段地降低可W在运些压力 限制内逐步地运行。应当符合溫度上限,通常为280°C,W避免形成尤其可对颜色产生破坏 性影响的降解产物。溫度阶段的下限由反应速率决定,该反应速率仍必须足够高W在可接 受的时间内完成醋化反应。在运些限制内,可W随着溫度逐阶段地升高而逐步地运行。
[0030] 可W用化学计量的量的多元醇和脂肪族单簇酸进行醋化。然而,优选允许多元醇 与过量的单簇酸反应,所述单簇酸通常具有比使用的多元醇低的沸点,并且其可W在随后 的粗醋处理中通过蒸馈W简单的方式除去。根据多元醇中每摩尔待醋化的径基,脂肪族单 簇酸W10-50 %摩尔过量使用,优选W 20-40 %摩尔过量使用。
[0031] 在醋化反应过程中形成的反应的水与过量的单簇酸一起从反应器蒸馈出,并通入 到下游的相分离器中,在相分离器中,单簇酸与水根据其溶解性质分离。在反应器和相分离 器之间,同样可W安装具有1-25个,优选2-10个,特别是3-6个理论塔板的分馈塔,在分馈塔 中,富含水的馈分通过塔顶进入相分离器,富含单簇酸的馈分通过塔底流回到反应器中。
[0032] 可能的情况是,所使用的单簇酸在反应条件下还与水形成共沸混合物,并且能够 作为夹带剂除去反应的水。水的出现可用于跟进反应进程。将分离出的水从工艺中除去同 时单簇酸流出相分离器回到反应器中。不排除加入假定起共沸剂作用的其他有机溶剂,如 己烧、1-己締、环己烧、甲苯、二甲苯或二甲苯同分异构体混合物,但其限于少数例外情况。 可W早在醋化反应开始时或达到相对高的溫度后加入共沸剂。当已经获得理论上预期量的 水或例如根据DIN 53240测定的径基值已经下降至设定值W下时,结束反应并开始反应混 合物的处理。
[0033] 多元醇与脂肪族单簇酸的反应可在不使用催化剂时进行。该反应的变量具有避免 向反应混合物带来外来物质的优点,外来物质可导致多元醇醋不希望的污染。然而,在那种 情况下,通常需要观察更高的反应溫度,因为只有运样才能确保转化W足够的,即经济上可 接受的速率开始。过量使用的脂肪族单簇酸,其同时也是多元醇的反应组分,通常可W是有 催化活性的,W使醋化反应自催化地进行。
[0034] 然而,总是不能避免使用促进反应和提高反应速率的催化剂。除了标准的醋化催 化剂如布朗斯台德酸,例如硫酸、甲横酸和对甲苯横酸,特别地,已经发现包含元素周期表 第4-14族中至少一种元素的路易斯酸是有用的,该路易斯酸可固体或液体形式使用。 本发明的上下文中术语"路易斯酸"被理解为是指对具有电子对间隙的运类元素或化合物 的一般标准定义,如,例如 R6mpp 'S Chemie-Lexikon ,第8 版,Franck ' sche Verlagshandlung 1983,第3卷,H-L中所描述的。可用作醋化反应中的催化剂的特别适用的 路易斯酸包括W细分形式作为元素的铁、错、给、铁、锋、棚、侣和锡,或优选W其化合物的形 式。合适的化合物例如是一氧化锡(II)、二氧化锡(IV),锡簇酸醋诸如2-乙基己酸亚锡 (II)、草酸亚锡(II)、乙酸亚锡(II)或乙酸锡(IV),锡(IV)醇盐如锡酸四甲醋、锡酸四乙醋、 锡酸四丙醋、锡酸四异丙醋或锡酸四异下醋,或者有机锡化合物如马来酸下基锡或二月桂 酸二下基锡。合适的铁化合物包括醇盐如铁酸四甲醋、铁酸四乙醋、铁酸四丙醋、铁酸四异 丙醋、铁酸四下醋、铁酸四异下醋、铁酸四戊醋或铁酸四(2-乙基己基)醋;酷化物如径基乙 酸铁、径基下酸铁或径基戊酸铁;簇酸盐如乙酸铁(IV)、丙酸铁(IV)、下酸铁(IV)、戊酸铁 (IV)或2-乙基己酸铁(IV);或馨合物如四乙二醇铁酸醋或四丙二醇铁酸醋。也可W成功使 用相应的错或给化合物,如错酸四甲醋、错酸四乙醋、错酸四丙醋、错酸四异丙醋、错酸四下 醋、错酸四异下醋、错酸四戊醋或错酸四(2-乙基己基)醋。
[0035] 同样合适的为棚酸和棚酸醋,诸如棚酸Ξ甲醋、棚酸Ξ乙醋、棚酸Ξ丙醋、棚酸Ξ 异丙醋、棚酸Ξ下醋或棚酸Ξ异下醋。
[0036] 同样合适的为氧化侣,氨氧化侣,簇酸侣诸如乙酸侣或硬脂酸侣,或者侣醇盐诸如 Ξ下氧基侣、Ξ仲下氧基侣、Ξ叔下氧基侣或Ξ异丙氧基侣。
[0037] 还可W使用氧化锋、硫酸锋和簇酸锋如二水合乙酸锋或硬脂酸锋,W及乙酸亚铁 (II)或水合氧化铁(III)作为催化剂。
[0038] 可早在开始时,或仅在随后,例如在开始除去反应的水时在高溫下观察安全措施 时,将催化剂加入到反应混合物中。催化剂可W-份或多份加入。特别建议在接近醋化反应 的终点时加入另一剩余量的催化剂。
[0039] 基于亏量加入的起始化合物,适当地基于多元醇,加入的醋化催化剂的量是IX l〇-5-20mol %,优选0.01-5mol %,特别是0.01-2mol %。在较高量的催化剂的情况下,可预期 发生多元醇醋的裂解反应。
[0040] 特别在基于酸二醇例如Ξ乙二醇或四乙二醇制备多元醇醋的情况下,在接近反应 的终点时和在游离径基的最后残留物的转化阶段使用高浓度催化剂的情况下,有增加酸链 裂解的风险,W至于在运种情况下应当调节待应用的反应溫度或压力。所选择的催化剂的 浓度越高,通常应当选择的待应用的反应溫度或压力越低,并且应当采用优化的溫度和压 力分布。
[0041] 在本发明的方法的一个方案中,醋化可在吸附剂的存在下进行。运设及使用高比 表面积的多孔固体材料,其通常用于实验室和工业设备中的化学实践。运类材料的
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