DE2307902C3

DE2307902C3 - Verfahren zur Herstellung von Triäthanolamin aus Mono- bzw. Diäthanolamin

Info

Publication number: DE2307902C3
Application number: DE19732307902
Authority: DE
Inventors: Horst Dr. 6703 Limburgerhof Lüdemann
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1973-02-17
Filing date: 1973-02-17
Publication date: 1985-08-01
Also published as: FR2218322B3; DE2307902A1; JPS5619340B2; GB1453762A; BE811085A; JPS49110613A; FR2218322A1; DE2307902B2; NL7401897A

Description

Triäthanolamin wird durch Umsetzung von Ammoniak irrt Äthylenoxid, vor allem in Gegenwart von Wasser, aber auch nach einem anderen Verfahren durch Umsetzung von Mono- bzw. Diäthanolamin unter wasser- und ammoniakfreien Bedingungen mit Äthylenoxid gewonnen. Dieses Verfahren ist in der US-Patentschrift 26 02 819 beschrieben. Danach soll eine Temperatur von höchstens 100°C angewandt werden; die Gesamtreaktionszeit beträgt viele Stunden. Nach der Patentschrift wird ein farbloses Produkt befriedigender Reinheit erhalten, dangen sollen bei höherer Temperatur unerwünschte Nebenprodukte entstehen.

Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß man unverfärbtes Triäthanolamin mit erhöhtem Reingehalt durch Umsetzung von Mono- bzw. Diäthanolamin mit flüssigem Äthylenoxid im wesentlichen in Abwesenheit von Wasser und Ammoniak, wobei 0,8 bis 1,1 Mol Äthylenoxid je MoI an Stickstoff gebundenen Wasserstoffs verwendet werden, erhalten kann, wenn man die Reaktion wenigstens zeitweise, insgesamt jedoch nicht länger als 2 Stunden, bei einer Temperatur zwischen 110 und 180⁰C ablaufen läßt.

Dabei hat sich neben der isothermen Betriebsweise insbesondere eine Temperaturführung bewährt, nach der die Reaktionstemperatur bei Umsetzungsbeginn 100° C oder weniger beträgt ^nd im Verlauf der Umsetzung stetig oder stufenweise auf einen Wert von mindestens 110⁰C gesteigert wird. Bei kontinuierlicher Betriebsweise ist hierzu der Reaktionsraum in entsprechende Abschnitte zu unterteilen.

Zur Vermeidung einer Produktverfärbung ist gleichzeitig eine Beschränkung der Gesamtreaktionszeit auf maximal 2 h erforderlich. Es gilt die Regel, daß zur Wahrung der farblichen Qualität die Gesamtreaktionszeit um so kürzer sein muß, je mehr die Reaktionstemperatur den genannten Wert übersteigt. Für die Bemessung der Reaktionszeii ist weiterhin von tideutung. ob die Umsetzung diskontinuierlich oder kontinuierlich durchgeführt wird, ob die Temperaturfilhrnng isotherm oder nicht isotherm erfolgt oder ob als Ausgangsprodukt Mono- oder Diäthanolamin verwendet wird. S - ist bei Einsatz von Monoäthanolamin der Einfluß der äußeren Bedingungen auf die farbliche Qualität geringer als bei Einsatz von Diäthanolamin. Als oberste Grenze, unterhalb der durch geeignete Wahl der übrigen Bedingungen die Herstellung eines im wesentlichen unverfärbter, Produkts möglich ist, kann eine Temperatur von 180⁰C angesehen werden. Die bestmöglichen Bedingungen sind den jeweiligen Gegebenheiten durch einen Versuch zu ermitteln.

»τ αιιΓεΠιι uic genannte uo-räicruSCiirii·. praktisch bei Temperaturen ünicf 25°C arbeitet üf'd der Anwendung von höheren Temperaturen als 100°C ausdrücklich mit dem Hinweis widerrät, daß oberhalb dieser Temperatur die Bildung unerwünschter Nebenprodukte zunimmt (Spalte 2, Zeilen 52 bis 55). ist in der britischen Patenschrift 8 25 475 die Möglichkeit, auch oberhalb von 100⁰C. z. B. bis zu 120⁰C zu arbeiten, nicht ausgeschlossen.

Bei dem in der GB-Patentschrift beschriebenen Verfahren wird allerdings praktisch 70 bis 90⁰C im Falle von

Äthylenoxid gearbeitet und außerdem in einer verfahrenstechnisch recht unökonomischen Weise grundsätzlich gasförmiges Äthylenoxid zugeführt, wobei angegeben ist, daß stets ein Überschuß an gasförmigen Reaktionsteilnehmern bzw. Inertgas zuzuführen sei, mit dem gewisse Nebenprodukte (Acetaldehyd) aus dem Reaktionsraum abgeführt werden.

Die Erfindung hat mit diesen Temperaturangaben der GB-Patentschrift, die somit unter anderen Bedingungen

so zur Anwendung kommen, nichts zu tun. Zudem war die dem Fachmann bekannte Erscheinung in Betracht zu ziehen, daß durch Einwirkung von Äthylenoxid auf Triäthanolamin quaternäre hochbasischc Verbindungen des Typs (HOC^C'HjjmNOH entstehen können, die für manche Verfärbungen verantwortlich zu machen sind.

Während die Lehre der GB-Patentschrift die Bildung dieser Verbindungen offenbar vermeidet, indem stets nur kleine Mengen des Epoxids zugeführt werden, die Anwesenheit von Überschüssen an Epoxid somit vermieden wird, führt die Erfindung zum Ergebnis, daß die schnelle Reaktion auch stöchiometrischer Mengen an Aikanolamin mit dem Epoxid bei hoher Temperatur nicht von Nachteil ist und so ein sehr vorteilhaftes Verfahren geschaffen werden kann, bei dem hohe Raumzeitausbeuten erzielbar sind. Überraschenderweise tritt trotz der hohen Temperatur und des bekannt niedrigen Siedepunktes von Äthylenoxid dabei im allgemeinen kein besonders hoher Druck im Reaktionsraum auf.

Aus der erwähnten US-Patentschrift ist schon bekannt, daß Äthylenoxid nicht im Überschuß über die stöchiometrische Menge verwendet werden sollte, was auf der Hand liegt. Geringe Überschüsse sind jedoch erfahrungsgemäß nicht von großem Nachteil. Das erfindungsgemäße Verfahren kann im wesentlichen unter atmo sphärischem Druck durchgeführt werden, jedoch sind Anordnungen möglich, in denen mäßiger Überdruck /. B. bis zu 12 Atmosphären, verfahrenstechnisch günstig ist.

b5 Versucht man die Anordnung, wie sie in der US-Patentschrift 26 02 819 beschrieben ist — im wesentlichen ein Rührkolben bzw. Rührkessel — kontinuierlich zu betreiben, so tritt Mißerfolg ein, vor allem, sobald bei erhöhten Temperaturen gearbeitet wird: Ein Rührkecsel, dem Äthanolamin und Äihylenoxid kontinuierlich zugeführt werden, liefert auch dann ein Triäthanolamin von nur geringem Reingehalt, wenn man das abgezogene Reak-

tionsgemisch danach noch eine Nachreaktionsstrecke durchlaufen läßt Dennoch eignet sich das erfindungsgemäße Verfahren gut zur Übertragung in die kontinuierliche Betriebsform, wenn man die Anordnung gemäß der US-Patentschrift wie folgt adaptiert: Bei einem Reaktor, der aus wenigstens zwei aufeinanderfolgenden, mit Äthylenoxid beschickten Reaktionsräumen besteht, in denen im wesentlichen jeweils vollständige Rückvermischung erfolgt (Kaskade), kann die Reaktionstemperatur innerhalb jeder Stufe definiert eingestellt werden. Die Kaskade kann auch aus drei oder mehr Einheiten aufgebaut sein, wenn dies aus besonderen Gründen gewünscht wird.

So läßt sich durch eine gut gewählte Abstufung der Reaktionstemperatur in dem erfindungsgemäßen und schon beschriebenen Sinne, dem entsprechend zumindest die letzte Reaktorstufe bei einer Temperatur von wenigstens 1 <Ü°C arbeiten soll, der durch den Obergang vom diskontinuierlichen Rührkessel- zum kontinuierlichen Kaskadenverfahren bedingte Reingehaltsverlust kompensieren und gleichzeitig eine Produktverfärbung verhindern.

Unter einem »Reaktionsraum mit vollständiger Rückvermischung sind vornehmlich Rührkessel und rohrförmige Umlaufreaktoren mit genügend intensiver Umwälzung zu verstehen.

In den folgenden Beispielen werden diskontinuierlich und kontinuierlich durchgeführte Umsetzungen beschrieben, wobei jeweils etwa 1 MoI Äthylenoxid je Mol an Stickstoff gebundenen Wasserstoffs zur Reaktion gebracht wurde. Die Versuchsdaten und -ergebnisse sind in Tabellen zusammengestellt Jede Tabelle entspricht einer Versuchsreihe, innerhalb der die Reaktionstemperatur systematisch gesteigert wurde, um so den Einfluß dieser Maßnahme auf den Reingehalt des Verfahrensprodukts besonders deutlich werden zu lassen.

20 Beispiele 1 bis 6

(Diskontinuierlicher Betrieb, vgl. Tabelle 1)

Der Reaktor besteht aus einem Rührkolben bzw. -kessel gängiger Bauart, ausgestattet mit einer Heiz- und Kühleinrichtung, einem Temperaturmeßfühler, Manometer, Sicherheitsventil und einem Zulauf für flüssiges Äthylenoxid.

Zu Versuchsbeginn wird der Raktor mit c Gewichtsteilen Mono- bzw. Diethanolamin (MEA bzw. DEA) gefüllt und die Rührung in Gang gesetzt. Nach dem Verdrängen der Luft durch Stickstoff wird der Reaktorinhalt auf eine Reaktionstemperatur von C⁰C aufgeheizt. Anschließend werden im Verlaufe von /Minuten c/Gewichtsteile flüssiges Äthylenoxid (EO) zugeführt, wobei sich im Gasraum ein EO-Partialdruck von etwa 1 ata einstellt Durch entsprechende Kühlung des Reaktion=gefäßes sorgt man für die Einhaltung einer konstanten Reaktionstemperatur. Im Anschluß an eine Nachreaktionszeit von 5 bis 10 Minuten werden durch Spülen mit N2 eventuell noch vorhandene geringe Mengen EO aus dem Reaktionsgefäß vertrieben und der Reaktorinhalt abgekühlt

In allen — auch den nachfolgenden — Beispielen wird das erhaltene Reaktionsgeinisch durch Vakuumrektifikation in seine Bestandteile zerlegt. Bei dan Beispielen 1 bis 3 wird die Zusammensetzung des Reaktionsgemisches noch zusätzlich mit einer zweifachen potentiographischen Titration in einem nichtwäSrigen Lösungsmittel bestimmt (W. Huber, »Methoden der Analyse in der Chemie«, Akad. Verlagsgeseilschaft, Frankfurt, 1964, Bd. 1)

Farbzah! und analytische Zusammensetzung des erhaltenen Rea.ktionsgemisches gehen aus der Tabelle hervor.

Es bedeuten, wie z. T. bereits erwähnt,

a = Ausgangsmateriai

b = Farbzah! des Einsatzstoffs (APHA-Einheiten)

c = eingesetzte Menge Ausgangsmaterial (Gewichtsteile)

d = zugeführte Menge EO (Gewichtsteile)

e = Reaktionstemperatur (⁰C)

/ = Reaktionszeit (Min.)

g = Farbzahl

Analyse des Austrags durch Rekitifikation

h = Gehalt des Austrags an MEA (Gew.-%)

; = Gewalt des Austrags an DEA (Gew.-%)

j - Gehalt des Austrags an TEA (Gew.-%)

k - Gehalt des Austrags an TEA-Oxäthylat(Gcw.-%)

Analyse des Austrags durch potentiographische Titration

/ = Gehalt des Austrags an DEA (Gcw.-%)
Hi = Gehalt des Austrags an TEA (Gew.-%)
η = Gehalt des Austrags TEA-Oxäthylat (Gew.-%)

Tabelle 1	a	b	C)	J")	23	C	07	f	902	h	6.9	J	k	/	m	/;
Nr.	DEA	11	420	17b	100	37			6,7	80.5	L\t>	7.4	79.2	13.4
Vergleich	DEA	11	420	176	120	30	II	—	4.7	8b,6	6.7	^r).l	*5.b	').!
1	DEA	Il	420	176	140	25	14	—	1.0	92.0	U	2.2	93.8	4.0
2	DEA	11	420	176	160	40	14	—	4,3	96.6	2.4	0.5	98.b	0,9
3	MEA	3	244	352	120	55	15	0.7	5,4	84.3	10.7
4	MEA	3	244	352	140	60	6	0.0	2,0	87.3	7.3
5	MEA	3	244	352	160	65	6	0,0		94.5	3.5
6				7

*) Entsprechend jeweils 4 Molleilen. **) Entsprechend jeweils 4 bzw. 8 Molteilen. 15

Beispiele 7 und 8

Kontinuierlicher Betrieb eines einstufigen Verfahrens im Rührkessci: hier/u r i g. i und Tabelle 2)

Der Reaktor besteht aus einem Rührkessel (I). der mit insgesamt sechs Stutzen versehen ist. Durch den mittleren ist ein Rührer (2), durch zwei der äußeren je ein Tauchrohr eingeführt. Im Betriebszustand wird durch eines davon über eine Pumpe (3) kontinuierlich Monoäthanolamin (MEA) zudosiert und durch das zweite unter Konstanthaltung des Füllstandes über eine andere Pumpe (4) eine äquivalente Menge Reaktionsprodukt kontinuierlich abgepumpt, das dabei noch eine Nachreaktionstrecke (5) und einen Kühler (6) durchströmt. Über einen weiteren Stutzen (7) wird flüssiges Äthylenoxid zugeführt. Einer der restlichen Stutzen dient zur Einführung eines Temperaturmeßfühlers; der andere wird mit einem Manometer und einer Quecksilbersicherheitstauchung verbunden.

Zu Versuchsbeginn wird der Reaktor mit 1000 Volumenteilen eines MEA-DEA-TEA-Gemisches beliebiger Zusammensetzung gefüllt, die Rührung in Gang gesetzt und der Kesselinhalt mit einem Wärmeträgerbad auf Reaktionstemperatur aufgeheizt. Nach Spülung des Gasraumes mit Stickstoff werden im wesentlichen bei Atmosphärendruc.N kontinuierlich MEA in den Reaktor gefördert und, ebenfalls kontinuierlich, Äthylenoxid zudosiert. Gleichzeitig wird so viel vom Reaktorinhalt abgepumpt, daß der Füllstand sich nicht verändert. Anfänglich verdampft ein Teil des zugeführten Äthylenoxids und verdrängt den Stickstoff teilweise aus dem Gasraum. Er entweicht dabei über die Sicherheitsfauchung. Nach etwa 10 Minuten hat sich ein der zugeführten

Äthylenoxid-Menge entsprechender Äthylenoxid-Partialdruck im Gasraum eingestellt, so daß keine gasförmigen Anteile mehr über die Sicherheitstauchung entweichen. Die zudosierte Menge Äthylenoxid verschwindet dann vollständig durch Reaktion. Die Temperatur im Reaktor wird durch Wasserkühlung auf dem anfänglich eingestellten Wen gehalten. Nach einer Anlaufzeit von höchstens zwei Stunden hat das abgepumpte Reaktionsgemisch eine stationäre Zusammensetzung erreicht.

Die Kenndaten eines im stationären Betriebszustand hergestellten und hinter Pumpe (4) aufgefangenen Gemisches sind in Spalte g—jder Tabelle wiedergegeben.

a = Einsatzstoff

b = Farbzahl des Einsatzstoffes (A PH A)
C= Durchsatz MEA (Gewichtsteile/h); 1 Gewichtsteil a 1,018 Volumenteile

d = Durchsatz Äthylenoxid (Gewichtsteile flüssig/h); 1 Gewichtsteil = 0.882 Volumenteile

e = Reaktionstemperatur (⁰C)

/ = Verweilzeit (h)

g — Farbzahl des Austrages (APHA)

h = Gehalt des Austrags an MEA + DEA (Gew.-%)

/ = Gehalt des Austrags an TEA (Gew.-%)

j = Gehalt des Austrags an TEA-Oxäthylat (Gew.-%)

Tabelle 2

Nr. a bedefghij

Vergleich MEA 5 244 344 100 1,6 5 30,2 15.4 54.4

7 MEA 5 244 344 140 1,6 5 133 58,5 28,2

8 MEA 5 244 344 160 1.6 15 10.5 71,0 18,5

Beispiel 9
(Kontinuierlicher Betrieb einer zweistufigen Rührkesselkaskade: hierzu Tabelle 3)

Die verwendete Anordnung besteht aus einer zweistufigen Rührkesseikaskade, die durch Hintereinanderschalten von zwei gleichen Ausführungen der in F i g. 1 schematisch dargestellten und im vorhergehenden Beispiel beschriebenen Apparatur erhalten wird mit der Einschränkung, daß Nachreaktor (5) und Kühlstrecke

(6) für Rührkessel 1 entfallen. Die Austragspumpe von Rührkessel 1 ist darm gleichzeitig Zulaufpumpe für Rührkessel 2. Die beschriebene Arbeitsweise wird sinngemäß übernommen, wobei Rührkessel 1 und Rührkessel jeweils Teilmengen des insgesamt zur Reaktion zu bringenden Äthylenoxidü zugeführt werden. Die Tabelle enthält die Betriebsbedingungen zusammen mit dem entsprechenden Produktkennzahlen.

a = Einsatzstoff

b = Farbzahl des Einsatzstoffes (APHA)

7 = Durchsatz MEA (Gewichtsteile/h)

C\ = Kessel 1 zudosierte Äthylenoxidmenge (Gewichtsteile/h)

di = Kessel 2 zudosierte Äthylcnoxidrnenge (Gewichtsteile/h) io

ei = Temperatur RührkesseM (⁰C)

c; = Temperatur Rührkessel2(°C)

/"ι = Verweilzeit Rührkessel 1 (h)

f_: '- Verweilzeit Rührkessel 2 (h)

g = Rirbzahldes Austrags(APHA) 15

h = Gehalt des Austragsan MEA + DEA(Gew.-%)

; = Gehalt des Austragsan TEA (Gew.-%)

j = Gehalt des AustragsanTEA-Oxäthylat(Gew.-%)

Tabelle j 20

Vergleich MEA 5 305 212 212 60 60 1,85 1.3 5 26,5 46,8 26,7 Vergleich MEA 5 490 344 344 100 100 1,15 0,8 5 29,8 34,1 36,1 25 MEA 5 490 344 344 140 140 1,15 0.8 5 11,1 74,0 14,9

Beispiele 10 und 11
(Kontinuierlicher Betrieb einer vierstufigen Rührkesselkaskade; hierzu Tabelle 4) 30

Die verwendete Anordnung besteht aus einer vierstufigen Rührkesselkaskade, die durch Hintereinanderschaltcn von vier gleichen Ausführungen der in Fig. I schematisch dargestellten Apparatur erhalten wird mit der Einschränkung, daß Nachreaktor (5) und Kühlstrecke (6) für Kessel 1,2 und 3 entfallen. Die Austragspumpe von Kessel 1 bzw. 2 bzw. 3 ist dann gleichzeitig Zulaufpumpe für Kessel 2 bzw. 3 bzv/. 4. Die beschrieben Arbeitswei- 35 se wird sinngemäß übernommen, wobei Kessel 1, 2, 3 und 4 jeweils Teilmengen des insgesamt zur Reaktion zu bringenden Äthylenoxids zugeführt werden. Die Tabelle enthält die Betriebsbedingungen zusammen mit den entsprechenden Produktkennzahlen.

a = Einsatzstoff 40

b = Farbzahl des Einsatzstoffes (APHA)

c = Durchsatz DEA (Gewichtsteile/h); I Gewichtsteil - 1,1 Volumenteil)

d\ - Kessel 1 zudosierte Äthylenoxidmenge (Gewichtsteile/h)

02 = Kessel 2 zudosierte Äthylenoxidmenge (Gewichtsteile/h)

dj = Kessel 3 zudosierte Äthylenoxidmenge (Gewichtsteile/h) 45

<ä( = Kessel 4 zudosierte Äthylenoxidmenge (Gewichtsteile/h)

ei = Temperatur Rührkessel 1 (⁰C)

e2 = Temperatur Rührkessel 2(°C)

e3 = Temperatur Rührkessel 3 ("C)

C4 = Temperatur Rührkessel 4(°C) 50

f\ = Verweilzeit Rührkessel 1 (h)

6 = Verweilzeit Rührkessel 2 (h)

fi = Verweilzeit Rührkessel 3 (h)

/4 = Verweilzeit Rührkessel 4 (h)

g = Farbzahl des Austrags (APHA) 55

h = Gehalt des Austrags an DEA (Gew.-%)

/ = Gehalt des Austrags an TEA (Gew.-%)

j = Gehalt des Austrags an TEA-Oxäthylat(Gew.-%)

Tabelle 4 60

Nr.	a	b	C	di	d:	d₃	d.	e.	ei	60	e<
Vergleich	DEA	10	5260	546	546	546	546	60	60	100	60
Vergleich	DEA	10	7900	815	815	815	815	100	100	120	100
10	DEA	33	7900	815	815	815	815	120	120	120	120
11	DEA	3,5	7900	815	815	815	815	60	60	120

	f,	f.	23	07	902	e	Ii	72.8	/
	0,18	0.16				10	ll.b	67.J	15,b
Tabelle 4 (Fortsetzung)	0,12	0,11	Λ		U	10	18.1	81,8	H.b
Nr.	0,12	0,11	0.15		0.14	4	9.1	80,8	9.1
5 Vergleich	0,12	0,11	0.10		0.09	4	8.2		11.0
Vergleich		0,10		0,09
10		0.10		0,09
11

IO Beispiel 12

(Kontinuierlicher Betrieb eines einstufigen Verfahrens im Kreislaufreaktor;
hierzu F i g. 2 und Tabelle 5)

15 Fig. 2 zeigt eine Skizze der verwendeten Apparatur. Der eigentliche Reaktor ist ein Kreislaufsystem, das aus ι einem in sich zurücklaufend und teilweise ummanteken Hochdruckrohr(l') von 7 m Länge und lOmm Ncnnwei-

7' te besieht. Eine Zahnradpumpe (2') ist an den beiden Mündungen des Rohrs angeflanscht und schließt den Kreis.

'■ : Sie kann maximal 500 l/h umwälzen. Das Volumen des Kreislaufsystems beträgt etwa 0,b I. In Umlaufrichtung

._. kurz hinter der Umwälzpumpe befindet sich der Zulauf (3') für MEA bzw. DEA (9') und EO(IO'), die als Gemisch

"; 20 in den Umlaufreaktor eintreten. Die Vorratsgefäße für MEA und DEA sind als Büretten ausgebildet, aus denen ,.j die Einsatzstoffe durch Dosierpumpen entnommen werden können; die nachstehenden Mengenangaben für

1 DEA (Spalte c; g/h) sind aus den abgelesenen Mengen (ml/h) mit Hilfe der bekannten Dichte von DEA (1.09664) umgerechnet. Kurz vor der Pumpe in Umlaufrichtung ist der Produktabgang (4'). der zu einer Nachreaktionsstrecke (5') von 3,5 m Länge und 100 mm Nennweite und anschließend zu einer Kühlstrecke (6') von 5 m Länge

: 25 und 10 mm Nennweite führt. Der Nachreaktor hat ein Volumen von 0,27 1

2 Der Produktaustrag erfolgt über ein Entspannungsventil (7'). Ein Stickstoffpuffer (8') erleichtert die Druck- '· konstanthaltung. Die gesamte Apparatur besteht aus Edelstahl.

Bei Versuchsbeginn wird das System einschließlich eines Teils des Stickstoffpuffers über den Zulauf (3') mit

!j-, einem DEA-TEA- bzw. MEA-DEA-TEA-Gemisch beliebiger Zusammensetzung bis zum Entspannungsventil

^₁ 30 gefüllt, die Umwälzpumpe mit einer solchen Einstellung in Betrieb genommen, daß die umgewälzte Menge

};j mindestens 25mal so groß ist wie bei (3') in den Kreis eindosierte, und am Ventil des Stickstoffpuffers (8')N₂

te eingelassen, bis der gewünschte Reaktionsdruck erreicht ist. Diesen stellt man so ein. daß er über dem Dampf-

;.'■-■ druck des Reaktionsgemisches bei Reaktionstemperatur liegt. Anschließend wird der Inhalt des Umbufreaktors

i% mit Hilfe eines thermostatisierten und im Kreis gepumpten Wärmeträgeröls auf Reaktionstemperatur gebracht

'H 35 und die Nachreaktionsstrecke mit Dampf geeigneten Drucks auf eine gegegebenenfalls andere Temperatur

Sg aufgeheizt. Jetzt wird kontinuierlich MEA bzw. DEA und Äthylenoxid bei (3') in den Reaktor eindosiert und

H gleichzeitig so viel vom Inhalt über das Entspannungsventi! (7') ausgetragen, daß der Systemdruck sich nicht

|g verändert. Die Reaktionstemperatur wird durch entsprechende Thermosiaiisierung des vvärmeirägcröis auf

fe dem anfänglich eingestellten Wert gehalten. Nach einer Einlaufzeit von höchstens zwei Stunden hat das ausge-

^|S 40 tragene Äthanolgemisch seine stationäre Zusammensetzung erreicht. Die Kenndaten eines im stationären

·,.} Betriebszustand hergestellten und hinter Ventil (7') aufgefangenen Gemisches sind in Spalte y—m der Tabelle

fj| wiedergegeben.

[ϊ; Es bedeutet im einzelnen:

|j 45 a = Einsatzstoff

I b - Farbzahl des Einsatzstoffes (APHA)

C= Durchsatz MEA bzw. DEA (g/h)

d = Durchsatz Äthylenoxid (g/h)

e = Temperatur im Umlaufreaktor ("C)

50 /ι = Verweiizeit im kreis(h)

(i = Verweilzeit in der N achreaktionsstrecke (h)

g - Reaktionsdruck (atü)

Λ = umgewälzte Menge (l/h)

i = Dampfdruck im Mantel der Nachreaktionsstrecke (atü)

55 j = Farbzahl des Austrags (APHA)

k = Gehalt des Austrags an MEA + DEA (Gew.-°/o)

/ = Gehalt des Austrags an TEA (Gev/.-%)

m = Gehalt des Austrags an TEA-Oxäthylat (Gew.-%)

60 Tabelle 5

Nr. a ic· d e f, Λ g h i j k I m

Vergleich DEA 12 2632 1060 100 0.17 0,08 12 340 2 15,0 21,0 54,0 25,0 65 12 DEA 15 2632 1060 120 017 0.08 12 340 2 18,0 !8,9 63.6 17,5

Beispiele 13 und !4

(Kontinuierlicher Betrieb eines dreistufigen Verfahrens in einer Kaskade aus drei Kreislaufreaktoren;

hierzu Tabelle 6)

Die verwendete Versuchsanordnung besteht aus einer dreistufigen Kaskade, die durch Hintereinanilorschalten von drei gleichen Ausführungen der in Fig. 2 schemalisch dargestellten und vorstehend beschriebenen
Apparatur erhalten wird mit der Einschränkung, daß Nachreaktor (5') und Kühlstrecke (6') für die Stufen 1 und 2
entfallen. Statt DEA oder MEA wird der Stufe 2 bzw. 3 der Austrag von Stufe 1 bzw. 2 zugeführt. Die
beschriebene Arbeitsweise wird sinngemäß übernommen, wobei Stufen 1, 2 und 3 jeweils Teilmengen des io insgesamt zur Reaktion zu bringenden Äthylenoxids zugeführt werden. Die Tabelle enthält die Betriebsbedingungen zusammen mit den entsprechenden Produktkennzahlen.

ä = Einsatzstoff

b -- Karbzahl des Einsatzstoffes (APHA) 15

c = Durchsatz DEA (g/h)

d\ = Kreis 1 zudosierte Äthylenoxidmenge (g/h)

di = Kreis 2 zudosierte Äthylenoxidmenge (g/h)

di = Kreis 3 zudosierte Äthylenoxidmenge (g/h)

Ci = Temperatur im Kreis 1 (⁰C) 20

ei - Temperatur im Kreis 2(°C)

Cj = Temperatur im Kreis 3 (⁰C)

h = Verweilzeit im Kreis 1 (h)

f: — Verweilzeit im Kreis 2 (h)

/j = Verweilzeit im Kreis 3 (h) 25

U = Verweilzeit in der Nachreaktionsstrecke (h)

g - Reaktionsdruck (atü)

h = jeweils umgewälzte Menge (l/h)

/ = Dampfdruck im Mantel der Nachreaktionsstrecke (atü)

j - Farbzahl des Ausi/ags (APHA) jo

k = Gehalt des Austragsan DEA(Gew.-%)

/ = Gehalt des Austragsan TEA (Gew.-%)

m = Gehalt des Austragsan TEA-Oxäthylat(Gew.-%)

Tabelle 6 35

Nr. a be d\ d₂ di ei ei e₃

Vergleich DEA 8 3300 794 326 212 90 90 90

DEA 8 3300 794 326 2!2 90 90 110 40

DEA 5 3300 882 335 155 90 90 120

Tabelle 6 (Fortsetzung)

Nr. fi f, Λ U g h i j k I m ₄₅

Vergleich	0,15	0.14	0,13	0,07	12	350	2	12	16,4	72,9	10,7
13	0.15	0,14	0,13	0,07	12	320	2	11		76,9	7,9
14	0.15	0,14	0.13	0,07	10	180	2	10	9,9	84,7	5,4

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Triethanolamin durch Umsetzung von Mono-bzw. Diäthanolamin mit flüssigem Äthylenoxid im wesentlichen in Abwesenheit von Wasser und Ammoniak, wobei 0,8 bis 1,1 Mol Äthylenoxid je Mol an Stickstoff gebundenen Wasserstoffs eingesetzt werden, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung wenigstens zeitweise, insgesamt jedoch nicht länger als 2 Stunden, bei einer Temperatur zwischen 110 und 180^c C ablaufen läßt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung kontinuierlich in wenigstens zwei aufeinanderfolgenden, mit Äthylenoxid beschickten Reaktionsräumen durchführt, in dene- im

lö wesentlichen jeweils vollständige Rückvermischung erfolgt.