DE2349226A1

DE2349226A1 - METHOD FOR CLEANING UP ACETONE

Info

Publication number: DE2349226A1
Application number: DE19732349226
Authority: DE
Inventors: Maurice Dudley Cooke
Original assignee: BP Chemicals Ltd
Current assignee: BP Chemicals Ltd
Priority date: 1972-10-04
Filing date: 1973-10-01
Publication date: 1974-04-18
Also published as: BR7307583D0; TR17902A; FR2202070A1; FR2202070B1; AR203729A1; CA1016100A; GB1412645A; JPS4970914A; ES419292A1

Description

PATENTANWÄLTEPATENT LAWYERS

Dlpl.-lng. P. WIRTH · Dr. V. SCHMIED-KOWARZIK D[p!.-Ing. G. DANNENBERG · Dr. P. WEINHOLD · Dr. D. GUDELDlpl.-lng. P. WIRTH Dr. V. SCHMIED-KOWARZIK D [p! .- Ing. G. DANNENBERG Dr. P. WEINHOLD Dr. D. GUDEL

281134 β FRANKFURT AM MAIN281134 β FRANKFURT AM MAIN

TELEFON (0611)TELEPHONE (0611)

2870M . GR. ESCHENHEIMEFI STRASSE 39 2870M . GR. ESCHENHEIMEFI STRASSE 39

SK/SKSK / SK

BP Case CG.3335BP Case CG.3335

BP Chemicals International Limited Britannic House, Moor Lane London EC2Y 9BU / EnglandBP Chemicals International Limited Britannic House, Moor Lane London EC2Y 9BU / England

Verfahren zur Reinigung von AcetonProcess for purifying acetone

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein l/erfahren zur Reinigung von Aceton, insbesondere Aceton, das als Webenprodukt in der Spaltung von Cumolhydroperoxid zur Bildung von Phenol erhalten uiird.The present invention relates to an implement for Purification of acetone, especially acetone, as a woven product obtained in the cleavage of cumene hydroperoxide to form phenol.

Bekanntlich wird bei der Säurespaltung von Cumolhydroperoxid neben Phenol auch Aceton gebildet. Dieses Aceton enthält eine Anzahl höher und niedriger siedender Verunreinigungen, wie Cumol, Mesityloxid und Acetaldehyd, die entfernt u/erden müssen, bevor das Aceton für den Handel geeignet ist. Nach der Abtrennung vom Phenol kann daher das Aceton durch Destillation in zwei Kolonnen gereinigt werden, ujobei in der ersten Kolonne die niedrig siedenden Verunreinigungen als Destillat entfernt u/erden und Alkali zur beschleunigten Kondensation des restlichen Acetaldehyde zur Bildung von Aldol zugefügt luirdj von diesem luird das von niedriger siedenden Verunreinigungen befreite, jedoch noch Aldol enthaltende Aceton als Bodenprodukt entfernt. In der zu/oitenIt is known that the acid cleavage of cumene hydroperoxide forms not only phenol but also acetone. This acetone contains a number of higher and lower boiling impurities, such as cumene, mesityl oxide and acetaldehyde, which must be removed and grounded before the acetone is suitable for commercial use. After separation from the phenol, the acetone can therefore be purified by distillation in two columns, where the low-boiling impurities are removed as a distillate in the first column and alkali is added to accelerate the condensation of the remaining acetaldehyde to form aldol freed of lower-boiling impurities, but still containing aldol, removed as the bottom product. In the zu / oiten

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Kolonne wird das Badenmaterial aus der ersten Kolonne zur Entfernung von reinem Aceton als Überkopfdestillat destilliert. Es hat sich jedoch herausgestellt, daß, uienn in dieser zweiten Kolonne zu viel Aceton überkopf entfernt wird, eine größere Menge des im Rückstand verbleibenden Aldols unter Bildung von Acetaldehyd zersetzt u/ird, der ebenfalls überkopf abdestilliert und das Acetonprodukt verunreinigt. Dagegen., ist die Destillation nur eines Teils des Acetons zur Vermeidung einer Zersetzung des Aldols eindeutich unwirtschaftlich, ungeachtet der Tatsache, daß das nicht gewonnene Aceton Probleme bei der Abwasserentfernung mit sich bringt.Column is used to remove the bathing material from the first column distilled from pure acetone as an overhead distillate. It However, it has been found that we are in this second column too much acetone is removed overhead, a larger amount of the aldol remaining in the residue with the formation of acetaldehyde decomposed, which also distilled off overhead and contaminated the acetone product. On the other hand, the distillation is only part of the acetone to avoid decomposition of the aldol clearly uneconomical, notwithstanding the fact that the unrecovered acetone has problems with wastewater removal brings with it.

Ziel der uorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Werfahrens zur Destillation des Acetons zwecks Reinigung, das die oben 'genannten Nachteile im wesentlichen überwindet.The aim of the present invention is to create a method for the distillation of the acetone for the purpose of purification, the above ' Disadvantages substantially overcomes.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Reinigung eines durch Säurekatalysierte Spaltung von Cumolhydroperoxid gebildeten, Acetaldehyd enthaltenden Acetons ist dadurch gekennzeichnet, daß man eine Aceton und Acetaldehyd enthaltende Mischung in einer ersten Kolonne zur Entfernung van Acetaldehyd überkopf und in Anwesenheit von ausreichend Alkali zwecks Kondensation des restlichen Acetaldehyds unter Bildung von Aldol und Entfernung des aldolhaltigen Acetons als Bodenmaterial destilliert, das Bodenmaterial in einer zweiten Kolonne weiter zur Entfernung von höchstens etwa 99 % des Acetons als praktisch reines Überkopfdestillat destilliert, das Bodenprodukt aus der zweiten Kolonne in einer dritten •Kolonne unter solchen Bedingungen destilliert, daß das Destillat das restliche Aceton und jeglichen Acetaldehyd aus der Zer- The method according to the invention for purifying an acetone-containing acetone formed by acid-catalyzed cleavage of cumene hydroperoxide is characterized in that a mixture containing acetone and acetaldehyde is added overhead in a first column to remove acetaldehyde and in the presence of sufficient alkali for the purpose of condensation of the remaining acetaldehyde with formation distilled of aldol and removal of the aldol-containing acetone as bottom material, the bottom material is distilled in a second column further to remove at most about 99 % of the acetone as practically pure overhead distillate, the bottom product from the second column is distilled in a third • column under such conditions that the distillate the remaining acetone and any acetaldehyde from the

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setzung des Aldols umfaßt,setting of the aldol,

Es wird bevorzugt, das Destillat aus der dritten Kolonne entweder zur ersten Kolonne, in welcher Acetaldehyd über kopf entferntIt is preferred to use the distillate from either the third column to the first column in which acetaldehyde is removed overhead

wird, oder zur Säure-katalysierten Spaltung von Cumolhydroperoxid oder zu den Produkten aus der Säure-katalysierten Spaltung von Cumolhydroperoxid zurückzuführen.or for the acid-catalyzed cleavage of cumene hydroperoxide or for the products from the acid-catalyzed cleavage attributed to cumene hydroperoxide.

In der ersten Kolonne, die unter praktisch atmosphärischem Druck und bei einer Temperatur von etwa 50⁰C. am Kopf arbeiten kann, wird zur beschleunigten Aldolkondensation des restlichen Acetaldehyds ein Alkali, wie Natriumhydroxid, zugegeben. Die Beschikkung aus Aceton und Acetaldehyd zur Kolonne wird an einem mitt- . leren Punkt in dies'e eingeführt, und in einem weiteren Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens wird Bin Hauptteil des Alkalis an einem Punkt unterhalb des Beschickungspunktes der Aceton/Acetaldehyd-Mischung in die Kolonne eingeführt, während der restliche, geringere Anteil oberhalb dieses Beschickungspunktes eingeführt wird. Es wurde gefunden, daß durch diese Arbeitsweise die Korrosion im oberen Teil der Kolonne vermindert wird und ein größerer Teil des Acetaldehydgehaltes der Mischung überkopf entfernt wird.In the first column, which can work under practically atmospheric pressure and at a temperature of about 50 ^° C. at the top, an alkali, such as sodium hydroxide, is added to accelerate the aldol condensation of the remaining acetaldehyde. The feed of acetone and acetaldehyde to the column is at a middle. A larger point is introduced into this, and in a further feature of the process of the invention, a major portion of the alkali is introduced into the column at a point below the feed point of the acetone / acetaldehyde mixture, while the remaining, minor portion is introduced above this feed point. It has been found that this procedure reduces the corrosion in the upper part of the column and a greater part of the acetaldehyde content of the mixture is removed overhead.

Die zweite Kolonne kann zweckmäßig unter vermindertem Druck z.B. mit einer Kopftemperatur von Btwa 40⁰C. betrieben werden. Das aus praktisch reinem Aceton bestehende Destillat ist, wie festgestellt wurde, von besserer Qualität als es bisher erhältlich war (entsprechend dem Permanganat-Test). Das Bodenprodukt aus der KolonneThe second column may suitably under reduced pressure, for example, be operated with a head temperature of 40 ⁰ C. BTWA. The distillate, which consists of practically pure acetone, has been found to be of better quality than was previously available (according to the permanganate test). The bottom product from the column

mindestens muß mindestens 0,1 %_t vorzugsweise/etwa 1 %, Aceton enthalten. Weiterhin enthält es Aldol und kann zusätzlich Cumol, Mesityloxid und Wasser enthalten.at least must contain at least 0.1 % _t, preferably / about 1 %, acetone. It also contains aldol and can also contain cumene, mesityl oxide and water.

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In der dritten Kolonne wird das Bodenprodukt aus der zweiten Kolonne zur Gewinnung und Rückführung von restlichem Aceton als Destillat destilliert. Unter diesem Bedingungen wird etwas Aldol zu Acetaldehyd zersetzt, der mit dem Aceton überdestilliert und mit diesem zurückgeführt wird.The bottom product from the second is in the third column Column for the recovery and recycling of residual acetone as Distillate is distilled. Under these conditions some aldol becomes decomposed to acetaldehyde, which is distilled over with the acetone and returned with this.

Das Bodenprodukt aus der dritten Kolonne, das Cumol, Mesityloxid und Wasser enthalten kann, wird zur weiteren Behandlung geleitet. Typische Arbeitsbedingungen sind- ein Druck von 950 mm Hg abs. und eine Temperatur von 85⁰C. am Kopf der Kolonne.The bottoms from the third column, which may contain cumene, mesityl oxide and water, is sent for further treatment. Typical working conditions are - a pressure of 950 mm Hg abs. and a temperature of 85 ^° C. at the top of the column.

Die folgenden Beispiele veranschaulichen die vorliegende Erfindung, ohne sie zu beschränken.The following examples illustrate the present invention, without restricting them.

example \.\.

Rohes, Acetaldehyd enthaltendes Aceton aus der Säure-katalysierten Spaltung von Cumolhydroperoxid wurde in einer ersten Kolonne in Anwesenheit von Natriumhydroxid zur L'berkopfentfernung leichter Fraktionen und insbesondere Acetaldehyd destilliert« Dann wurde das Bodenprodukt unter vermindertem Druck und solchen Bedingungen einer zweiten Destillation unterworfen, daß 1,8 % Aceton im Bodenprodukt verlieben. Das uberkopf erhaltene reine Aceton hatte eine Permanganatzeit von über 24 Stunden, gemessen nach dem Standard-Verfahren (BS 509-1971).Crude acetone containing acetaldehyde from the acid-catalyzed cleavage of cumene hydroperoxide was distilled in a first column in the presence of sodium hydroxide to remove light fractions and in particular acetaldehyde from the top , 8 % acetone fall in love with the bottom product. The pure acetone obtained overhead had a permanganate time of over 24 hours, measured according to the standard method (BS 509-1971).

Das Bodenprodukt bestand aus 2 Phasen. Die wässrige, 1,8 % Aceton enthaltende Phase wurde in einer ungefüllten Laboratoriumskolonne von 50 cm Länge und 5 cm Durchmesser einer kontinuierlichen Wasserdampfabstrippbehandlung unterworfen. Bei einer Beschickungs-The bottom product consisted of 2 phases. The aqueous phase containing 1.8% acetone was subjected to continuous steam stripping treatment in an unfilled laboratory column 50 cm in length and 5 cm in diameter. In the case of a loading

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temperatur von 27⁰C. und 'einer Beschickungsgeschwindigkeit von 20 cm/min wurde die Bodentemperatur auf 99 C. gehalten und ergab 2,3 ccm/min Destillat mit einem Gehalt an Acetonbeschickung von 89 %. temperature of 27 ^° C. and a feed rate of 20 cm / min, the bottom temperature was kept at 99 ° C. and gave 2.3 ccm / min of distillate with a content of acetone feed of 89 %.

example 2_2_

Rohes, Acetaldehyd enthaltendes Aceton aus der Säure-katalysierten Spaltung von Cumolhydroperoxid wurde in einer ersten Kolonne i.n Anwesenheit von Natriumhydroxid zur Überkppfentfernung leichter Fraktionen und insbesondere Acetaldehyd destilliert.. Das Bodonprodukt wurde dann unter vermindertem. Druck unter solchen Bedingungen einer zweiten Destillation unterworfen, daß 1,7 % Aceton in demselben verblieben. Das überkopf erhaltene reine Aceton hatte eine Permanganatzeit über 24 Stunden, gemessen nach dem Standard-Verfahren (BS 509-1971)'.Crude acetaldehyde-containing acetone from the acid-catalyzed cleavage of cumene hydroperoxide was distilled in a first column in the presence of sodium hydroxide to remove light fractions and in particular acetaldehyde. The Bodon product was then distilled under reduced. Pressure subjected to a second distillation under such conditions that 1.7 % acetone remained therein. The pure acetone obtained overhead had a permanganate time of over 24 hours, measured according to the standard method (BS 509-1971) '.

Die organische_s 1,7 % Aceton enthaltende Phase das Bodenproduktes wurde bei 20 ccm/min und 38⁰C₀ in .eine mit Raschig-Ringen gefüllte Laboratoriumskolonne von 50 cm Länge und 5 cm Durchmesser eingeführt. Die Bodentemperatur wurde durch kontinuierliches Wasserdampf abstripppen auf 82⁰C. gehalten, das Destillat betrug 2_?0 cm/min und enthielt 99 % der Acetonbeschickupg,, Vergleichstest
Das in Beispiel 1 und 2 verwendete, rohe Aceton wurde dem in die-The organic _s 1.7% acetone-containing phase, the ground product was introduced into .a with Raschig rings filled laboratory column of 50 cm length and 5 cm in diameter at 20 cc / min and 38 ⁰ C _0th The bottom temperature was by continuous steam abstripppen to 82 ⁰ C. held, the distillate was _2? 0 cm / min and contained 99 % of the acetone feed, comparative test
The crude acetone used in Examples 1 and 2 was added to the

ΓιΓι

sen Beispielen verwendeten Destillationsverfahren unterworfen, wobei jedoch mehr als 99 % der Acetonbeschickung zur zweiten Destillationskolonne überkopf abgetrieben wurden, so daß im Bodenstrom nur 0,3 % Aceton verblieben. Die Qualität des Acetons,These examples were subjected to distillation procedures used, but with greater than 99 % of the acetone feed to the second distillation column being driven overhead, leaving only 0.3 % acetone in the bottoms stream. The quality of the acetone,

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gemessen nach dem BS 509-1971 Standard-Verfahren, hatte sich so verschlechtert, daß die Permanganatzeit weniger als 24 Stunden betrug.measured by the BS 509-1971 standard method, had deteriorated so that the permanganate time was less than 24 hours fraud.

Entsprechend dem neuen Verfahren wird in der ersten Kolonne eine solche Menge an Alkalihydroxid zugegeben, daß nach IMeutralisierung des eventuell anwesenden Phenols 0,1-1 Gew.~%_f vorzugsweise etwa 0,25 Geuj.-$, bezogen auf die Beschickung, freies Alkali vorhanden ist, das mit dem Acetaldehyd reagieren kann» Temperatur und Druck in der Kolonne werden so eingestellt, daß die Vorläufe und Acetaldehyd über Kopf entfernt aerden, nicht jedoch das Aceton. Der Druck ist normalerweise atmosphärisch oder leicht erhöht. In der zweiten Kolonne werden solche Temperatur- und Druckbedingungen eingestellt s daß vorzugsweise 1-2 oder bis 3 Gew„->b des vorhandenen Acetons im Bodenniateriai zurückbleiben ο Der Druck ist dabei meist atmosphärisch bis leicht verminderte In der dritten Kolonne wird dann - meist unter ähnlichen Bedingungen wie in der ersten Kolonne -. das restliche Aceton (zusammen mit etwas Acetaldehyd) abdestilliert,, Der Druck raird dazu oft leicht erhöht^ und daraus ergibt sich die Temperatur.According to the new process, such an amount of alkali metal hydroxide is added in the first column that, after neutralization of any phenol present, 0.1-1% by weight _f, preferably about 0.25 Geuj .- $, based on the charge, free alkali is present that can react with the acetaldehyde. »The temperature and pressure in the column are set so that the runnings and acetaldehyde are removed overhead, but not the acetone. The pressure is usually atmospheric or slightly elevated. In the second column, such temperature and pressure conditions are set that preferably 1-2 or up to 3 percent by weight of the acetone present remains in the bottom material. The pressure is usually atmospheric to slightly reduced similar conditions as in the first column -. the remaining acetone (together with some acetaldehyde) is distilled off. The pressure is often slightly increased for this, and the temperature results from this.

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Claims

/ TJ- Process for the purification of acetaldehyde-containing acetone, produced by acid-catalyzed cleavage of cumene hydroperoxide, characterized in that a mixture containing acetone and acetaldehyde is placed in a first column for the overhead removal of acetaldehyde and in the presence of sufficient alkali for the purpose of condensation of the remaining acetaldehyde Formation of aldol and removal of the aldol-containing "acetone" distilled as bottom product, the bottom product is further distilled in a second column to remove at most about 99 % of the acetone as practically pure, overhead distillate and the bottom product from the
distilled second column in a third column under conditions such that the distillate includes the residual acetone and any acetaldehyde from the decomposition of aldol.

2.- Method Bach claim 1, characterized in that the
"Distillate from the third column goes to the first column, in which acetaldehyde is removed overhead, or to the acid-catalyzed cleavage of cumene hydroperoxide or to the products
from this acid-catalyzed cleavage of cumene hydroperoxide
led back.

3. - Method according to claim 1 and 2, characterized in that the first column at practical atmospheric pressure and one Temperature of about 50 ° C. operated on the head.

4.- The method according to claim 1 to 3, characterized in that for the condensation of residual acetaldehyde with the formation of
Aldol is used as the alkali material sodium hydroxide.

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5, - Method according to claim 1 to 4, characterized in that that the acid-catalyzed cleavage of cumene hydroperoxide produced, acetaldehyde-containing acetone is introduced into the first column at a middle point and the main portion the alkali is introduced into this column at a point below the point of introduction of the acetaldehyde-containing acetone, while the lesser residual portion of the alkali is introduced above the point of introduction of the acetaldehyde-containing acetone will.

6.- The method according to claim 1 to 5, characterized in that the second column is operated at reduced pressure.

7 »- method nach'Anspruch 6, characterized in that the head temperature is about 40 ⁰ C. in the second column.

B, - Process according to claims 1 to 7, characterized in that __das_Bo_denprgdukt .of _the__second column ^ contains at least 1 % acetone.

9. Method according to claim 8 _5, characterized in that the bottom product contains about 1% acetone.

10.- The method according to claim 1 to 9, characterized in that the third column at a pressure of about 950 mm Hg abs. and a temperature of about 85 ° C _{e is operated} at the head.

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