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Veresterung der Dicarbonsäure-Lösung (DCL)

IP.com Disclosure Number: IPCOM000198964D
Publication Date: 2010-Aug-19

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Veresterung der Dicarbonsäure-Lösung (DCL)

a. Veresterungsstufe

In der Veresterung werden die sich im Sumpf befindlichen Carbonsäuren bzw. oligomeren Carbonsäureester mit einem niedermolekularen Alkohol zu den entsprechenden Monomeren Carbonsäureestern verestert bzw. umgeestert. Als Alkohol werden Alkohole mit 1 bis 10 C-Atomen verwendet: Bevorzugt werden n-Butanol, i-Butanol und Methanol verwendet. Diese Operation kann einstufig erfolgen: das in der DCL enthaltene Wasser wird dann zusammen mit dem überschüssigen Alkohol abdestilliert. Da eine Rückgewinnung des Alkohols durch destillative Abtrennung vom Wasser sich als aufwändig erweisen könnte (u.a. wegen Azeotropbildung), kann es auch vorteilhaft sein, die Veresterung in zwei getrennten Stufen durchzuführen: zuerst eine Entwässerung und anschließend die Veresterung mit dem Alkohol. Bevorzugt wird die Veresterung zweistufig durchgeführt.   

Entwässerung der DCL

In der Entwässerungsstufe wird der Gehalt an Wasser in der DCL auf weniger als 1 Gew-% verringert. Dafür werden Wasser und andere leichtsiedenden Komponente in einer oder in mehreren Kolonnen abdestilliert, die Wertkomponenten werden im Sumpf erhalten und in die nächste Stufe überführt. Die Entwässerung kann Batchweise erfolgen, bevorzugt wird die Entwässerung in kontinuierlich betriebenen Apparaturen durchgeführt. Die Entwässerung erfolgt bei Sumpftemperauren zw. 100°C und 200°C, bevorzugt 110°C und 160°C und einem Druck von 100 mbar bis 3 bar, bevorzugt 300 mbar bis zu 2,5 bar.

Der Destillat enthält überwiegend Wasser, meist 93 – 99,8 %, bevorzugt 95 – 99 % sowie leichtsiedende Komponenten wie z. B. Methanol, Ameisensäure, Essigsäure, Propionsäure, Buttersäure, Valeriansäure, Cyclohexan, Cyclohexanol, Cyclohexanon, Cyclohexen, Cyclohexadien, Cyclohex-3-en-1-ol, Tetrahydrofuran, γ-Butyrolacton. Wobei der größte Teil der organischen Bestandteile (50 – 95 %) auf Ameisensäure zurückgeht. Der Anteil an organischen Komponenten im Destillat beträgt zwischen 5 und 10 %. Im Sumpf befinden sich überwiegend die höheren Mono- und Dicarbonsäuren bzw. oligomere Ester dieser Carbonsäuren. 

Die Abtrennung des Wassers kann so erfolgen, dass das Wasser überwiegend säurefrei erhalten wird oder (man kann) die in der DCL enthaltenen niederen Monocarbonsäuren - im Wesentlichen Ameisensäure - zum größten Teil mit dem Wasser abdestillieren, damit diese in der Veresterung keinen Veresterungsalkohol binden. Das abdestillierte Wasser kann zusammen mit den organischen Nebenkomponenten beispielsweise einer Abwasserbehandlung oder, zumindest zum Teil, einer Verbrennungsanlage zugeführt werden. Ferner ist es möglich, das Wasser, ggf. nach Entfernung von organischen Komponenten, zumindest teilweise, als Extraktionsmedium für die Aufarbeitung des Reaktionsaustrages der Cyclohexanoxidation zu verwenden. Bei allen vorgenannten Verwendungsmöglichkeiten ist es möglich, zumindest einen Teil der enthaltene...