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DE3939163A1 - Verbessertes trockenneutralisationsverfahren fuer organische fluessigphasen - Google Patents

Verbessertes trockenneutralisationsverfahren fuer organische fluessigphasen

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Publication number
DE3939163A1
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DE
Germany
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neutralization
process according
acid
product
dry
Prior art date
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Withdrawn
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DE3939163A
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English (en)
Inventor
Wolfgang Dr Ritter
Hans-Dieter Dr Sitz
Ludwig Speitkamp
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Henkel AG and Co KGaA
Original Assignee
Henkel AG and Co KGaA
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Publication date
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Priority to PCT/EP1989/001547 priority patent/WO1990007484A1/de
Priority to EP90900162A priority patent/EP0449865B1/de
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Priority to KR1019900002682A priority patent/KR0180006B1/ko
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C67/00Preparation of carboxylic acid esters
    • C07C67/48Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives
    • C07C67/60Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives by treatment giving rise to chemical modification
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C69/00Esters of carboxylic acids; Esters of carbonic or haloformic acids
    • C07C69/52Esters of acyclic unsaturated carboxylic acids having the esterified carboxyl group bound to an acyclic carbon atom
    • C07C69/533Monocarboxylic acid esters having only one carbon-to-carbon double bond
    • C07C69/54Acrylic acid esters; Methacrylic acid esters

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

Description

Die Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren zur Reinge­ winnung von im wesentlichen neutralen schwerflüchtigen und Po­ lymerisations- bzw. Vergelungs-gefährdeten organischen Kompo­ nenten, die reaktive olefinische Doppelbindungen aufweisen. Die Erfindung will dabei insbesondere eine verbesserte Möglichkeit zur Reingewinnung schwerflüchtiger organischer Komponenten der ge­ nannten Art schaffen, deren Reinigung auf destillativem Wege nicht oder nicht ohne weiteres möglich ist.
Die der Erfindung zugrunde liegende Problematik wird im nach­ folgenden beispielhaft an Hand einer ausgewählten Stoffklasse beschrieben, bei deren Herstellung die Mitverwendung der erfin­ dungsgemäß vorgeschlagenen Maßnahmen besonders interessant ist. Für den Fachmann sofort einleuchtend gilt allerdings, daß der Umfang des Anwendungsgebietes der Erfindung sich nicht auf diese bestimmte Stoffklasse einschränkt. Die neu vorgeschlagenen Arbeitsmaßnahmen sind in beliebigen Anwendungsfällen vergleich­ barer, technologisch vorgegebener oder frei gewählter Problem­ stellung einsetzbar.
Schwerflüchtige polyfunktionelle Ester der Acrylsäure und/oder der Methacrylsäure mit mehrwertigen Alkoholen - im folgenden auch als (Meth)acrylsäureester bzw. multifunktionelle (Meth)­ acrylsäureester bezeichnet - werden bekanntlich durch Umsetzung der Reaktanten in Gegenwart saurer Veresterungskatalysatoren unter Zusatz von Polymerisationsinhibitoren zum Reaktionsgemisch hergestellt. (Meth)acrylsäureester dieser Art finden zunehmende Bedeutung als hochreaktive Bestandteile in beispielsweise strah­ lenhärtenden Systemen. Die hier zugrunde liegenden polyfunktionellen Alkohole sind beispielsweise 2- bis 4-wertige aliphatische gesättigte Alkohole und/oder deren Oxalkylierungsprodukte. Poly­ funktionelle (Meth)acrylsäureester der genannten Art können bei­ spielsweise als Lackrohstoffe für die Elektronenstrahlhärtung oder als Bestandteil von UV-Licht-härtenden Druckfarben oder ent­ sprechenden Überzugslacken, in Spachteln, Form- oder Verguß­ massen sowie in Klebstoffen, insbesondere anaerob härtenden Klebstoffen Verwendung finden. Ihre Herstellung ist allerdings nicht problemlos. Gefordert werden insbesondere möglichst farb­ lose Produkte mit geringer Säurezahl und hoher Lagerstabilität, die praktisch auch keinen Eigengeruch aufweisen. Eine destillative Reinigung der (Meth)acrylsäureester der hier betroffenen Art scheidet in aller Regel auf Grund ihres hohen Molekulargewichtes und ihrer hohen Reaktivität aus. Die als Reaktionsrohprodukte anfallenden Stoffgemische, die lösungsmittelhaltig oder auch lösungsmittelfrei vorliegen, können den sauren Katalysator und gegebenenfalls auch Restsäureanteile aus der Veresterungsreaktion enthalten, müssen also einer abschließenden Neutralisation und Reinigungsbehandlung unterworfen werden, die das nichtdestillierte Reaktionsprodukt im geforderten Gütezustand liefert.
Der Erfindung liegt die Konzeption zugrunde, diese abschließende Neutralisation und Reinigungsstufe im Rahmen einer sogenannten Trockenneutralisation durchzuführen. Unter dem Begriff der Trockenneutralisation wird dabei die Arbeitsweise verstanden, die - bei wenigstens weitgehendem, bevorzugt vollständigem Aus­ schluß von Wasser - das organische als fließfähige Phase vor­ liegende Reaktionsrohprodukt mit einem wenigstens weitgehend trockenen basischen Neutralisationsmittel zur Bindung der sauren Komponenten (Katalysator, Restsäuren und dergleichen) versetzt wird, woraufhin nach Einstellung der angestrebten Rest-Säurezahl die zugesetzte Feststoffphase von der fließfähigen organischen Phase wieder abgetrennt wird.
Bei der Entwicklung eines technischen Verfahrens dieser Konzep­ tion hat sich allerdings gezeigt, daß die Erfüllung des gestellten Anforderungsprofils an die Produkteigenschaften schwierig ist, weil bei vorgegebener Variation ausgewählter Verfahrensbedin­ gungen zur Optimierung einer angestrebten Produkteigenschaft - beispielsweise der niedrigen Säurezahl - andere Produkteigen­ schaften, beispielsweise die Farbe und/oder die Stabilität des Reaktionsproduktes, negativ beeinflußt werden. Die komplexe Problematik wird beispielhaft aus dem folgenden ersichtlich: Hochreaktive (Meth)acrylatsysteme der geschilderten Art neigen zur Vergelung durch anionische Polymerisation bei Zusatz von feinteiligen festen basischen Neutralisationsmitteln. Die an­ gestrebte Neutralisation der im Reaktionsgemisch vorliegenden sauren Komponenten wird gegenüber der anionischen Vergelung zur bevorzugten Reaktion, wenn die Reaktionstemperatur auf erhöhte Werte angehoben wird. Derart erhöhte Temperaturen wirken sich jetzt aber wieder nachteilig auf den sich einstellenden Restfarbwert des neutralisierten Gutes aus.
Von dieser sich gegenseitig behindernden Verknüpfung der ange­ strebten und einstellbaren Produkteigenschaften geht die Erfin­ dung aus. Die erfindungsgemäße Lehre zeigt einen Weg, wie trotz dieser Behinderungen Endprodukte der gewünschten hochwertigen Qualifikation im gesamten Eigenschaftsprofil gewonnen werden können.
Gegenstand der Erfindung ist dementsprechend ein Verfahren zur Reingewinnung von im wesentlichen neutralen, schwerflüchtigen und reaktive olefinische Doppelbindungen aufweisenden organischen Verbindungen aus Einsatzmaterialien, die diese Komponenten zusammen mit untergeordneten Mengen saurer Reaktionsbestandteile und/oder entsprechender Hilfsstoffe in Flüssigphase enthalten mittels Neutralisation und Abtrennung der gebildeten Salze. Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß man zur Gewinnung von Reinprodukten, die auch ohne Destillation niedrige Rest-Säurezahlen mit niedrigen Farbzahlen verbinden, die Neutralisation mit festen feinpulvrigen Oxiden, Carbonaten und/oder Hydroxiden der Alkali- und/oder Erdalkalimetalle als Trockenneutralisation durchführt und nach­ folgend die organische Flüssigphase von der feinpulvrigen Fest­ stoffphase abtrennt. Die Oxide und/oder Hydroxide der Erd­ alkalimetalle können als solche, in einer besonderen Ausfüh­ rungsform der Erfindung aber auch zusammen mit weiteren un­ löslichen basischen Metalloxidverbindungen zur Trockenneutra­ lisation eingesetzt werden.
Besondere Bedeutung kommt der Verwendung von feinteiligen, insbesondere feinpulvrigen Oxiden und/oder Hydroxiden von Calcium und/oder Magnesium zur Durchführung der Trockenneutralisation zu. Hierbei gilt, daß von diesen beiden Erdalkalimetallen den entsprechenden Verbindungen des Calciums wiederum besondere Bedeutung zukommt. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden feinteilige Feststoffe in die Trockenneutralisationsstufe eingeführt, die wenigstens anteilsweise Calciumverbindungen der genannten Art enthalten. In einer besonders wichtigen Ausführungsform wird Calciumhydroxid Ca(OH)₂ und/oder gebrannter Kalk CaO eingesetzt. Insbesondere feinteiliges Calciumhydroxid ermöglicht häufig eine optimal ausgleichende Einstellung der sich eigentlich gegensätzlich auswirkenden Verfahrensparameter bezüglich Restsäurezahl, Farbzahl, thermischer Belastbarkeit, Verfahrensdauer, Menge des einzusetzenden trockenen Neutralisationsmittels und dergleichen.
Ein weiterer wichtiger Parameter, der in der bisherigen Erfin­ dungsschilderung nicht angesprochen worden ist, ist die mögliche Interaktion zwischen dem eingesetzten Trockenneutralisationsmittel und den üblicherweise in den hier betroffenen eingesetzten Systemen mitverwendeten Polymerisationsinhibitoren. Auch hier sind - bestimmt durch die spezielle Struktur des im Einzelfall vor­ liegenden Inhibitors bzw. Inhibitorsystems einerseits und des eingesetzten Neutralisationsmittels im Festzustand andererseits - Interaktionen möglich, wenn auch nicht zwingend. Einzelheiten hierzu finden sich in der parallelen Patentanmeldung . . . (D 89 29 "Verfahren zum Inhibitoraustausch in radikalisch reaktiven ole­ finisch ungesättigten Systemen") der Anmelderin. Im Rahmen des Arbeitens im Sinne der in der vorliegenden Erfindungsoffenbarung beschriebenen technischen Lehre wird der nacharbeitende Fach­ mann von Fall zu Fall zu prüfen haben, in welchem Ausmaß die Inhibierung des trockenneutralisierten Reaktionsproduktes nach Abtrennung der Feststoffphase sichergestellt ist. Gegebenenfalls wird der Inhibitorgehalt des gereinigten Reaktionsproduktes auf den vorbestimmten Wert durch Zugabe zusätzlicher Inhibitoranteile eingestellt werden müssen. Grundsätzlich gilt, daß auch Inhibi­ toren der hier in Betracht kommenden üblichen Stoffklassen zur Inhibierung einer unerwünschten radikalischen Polymerasationsaus­ lösung mehr oder weniger stark mit den Trockenneutralisations­ mitteln in Interaktion treten und über diese aus dem Reaktions­ gemisch - im allgemeinen anteilweise - entfernt werden können. Je nach den an das Endprodukt zu stellenden Anforderungen be­ züglich der Inhibierung kann dann ein Ersatz ausgetragener An­ teile der Radikalinhibitoren zweckmäßig oder auch notwendig sein.
Ein erster wesentlicher Verfahrensparameter für die erfindungs­ gemäße Optimierung ist die Festlegung des Temperaturbereichs für die Trockenneutralisation. Auch die erfindungsgemäß ausge­ wählten Feststoffsysteme auf Basis der Oxide und/oder Hydroxide der Erdalkalimetalle, insbesondere des Magnesiums und/oder Calciums können bei vergleichsweise hochreaktiven olefinisch ungesättigten Systemen im Bereich der Raumtemperatur oder auch noch bei schwach erhöhten Temperaturen zur Auslösung einer an­ ionischen Polymerisation und damit zur Vergelung des Reaktions­ produktes führen. Erfindungsgemäß ist es dementsprechend bevorzugt, die Trockenneutralisation bei Temperaturen oberhalb 50°C durchzuführen, wobei sich als besonders interessanter Temperaturbereich die Spanne von etwa 60 bis 100°C und ins­ besondere der Bereich von etwa 70 bis 90°C erwiesen haben. Temperaturen dieses Arbeitsbereichs bevorzugen die salzbildende Neutralisation gegenüber der anionischen Polymerisationsaus­ lösung. Die Gefahr der unerwünschten Farbvertiefung im Reaktions­ produkt ist allerdings durch diese Temperaturerhöhung beträchtlich verstärkt.
Zur Bewältigung dieses Problemkreises dient einerseits die er­ findungsgemäße vorgesehene eingeschränkte Auswahl der Trockenneutralisationsmittel. Zusätzlich kann hier Einfluß auf die Farbe durch Festlegung der Dauer der Neutralisationsbehandlung genommen werden. Dabei gilt allerdings das folgende:
Die erfindungsgemäß vorgesehene Trockenneutralisation verläuft im Vergleich mit der Salzbildung aus Ionenlösungen langsam. Diese Zeitverzögerung in der Neutralisation wird durch zwei hier zu berücksichtigende Effekte zusätzlich begünstigt: Aus Gründen der Wirtschaftlichkeit, aber auch aus Gründen des optimalen Schutzes des an sich labilen Reaktionsgemisches wird das feste basische Neutralisationsmittel vorzugsweise nur in beschränktem stöchiometrischen Überschuß eingesetzt. Die hinreichende Ver­ weildauer des Neutralisationsmittels in Suspension im flüssigen Einsatzgut muß also ausreichend lang gewählt werden, um den hinreichenden Kontakt zwischen festen und flüssigen bzw. ge­ lösten Reaktanten sicherzustellen. Darüber hinaus belegt sich die Außenfläche des individuellen Feststoffpartikels vergleichsweise rasch mit dem jeweils entstehenden Salz. Das tiefere Eindringen der zu neutralisierenden sauren Komponenten in den Kern des Feststoffteilchens wird damit behindert.
Es ist möglich, die Trockenneutralisation im Sinne der Erfindung jeweils über einen Zeitraum von einigen Stunden, beispielsweise bis zu 3 Stunden, vorzugsweise bis zu 1 oder 2 Stunden durch­ zuführen. Für die Optimierung im Sinne des erfindungsgemäßen Verfahrens kann es allerdings zweckmäßig sein, Verfahrenstem­ peratur und Verfahrensdauer so aufeinander abzustimmen, daß zur Einstellung der erwünschten niederen Restsäurezahlen eine Behandlungsdauer unterhalb 1 Stunde und insbesondere unterhalb 45 Minuten möglich wird. In besonders bevorzugten Ausführungs­ formen werden die Arbeitsbedingungen so aufeinander abgestimmt, daß Restsäurezahlen unterhalb 1 mg KOH/g Substanz im Zeitraum bis etwa 30 Minuten und vorzugsweise im Zeitraum bis etwa 5 bis 30 Minuten eingestellt werden. Beim Arbeiten mit Calciumhydroxid als Trockenneutralisationsmittel können in der Regel optimale Werte im Temperaturbereich um ca. 80°C einer Behandlungsdauer von etwa 5 bis 60 Minuten eingestellt werden. Erfindungsgemäß gelingt es damit, die geforderten niederen Restsäurezahlen ein­ zustellen, die bevorzugt bei Werten von etwa 0,5 mg KOH/g Sub­ stanz oder auch noch darunter liegen, gleichzeitig aber die Farbzahlen des nicht destillierten Gutes im Bereich unterhalb 2 und vorzugsweise im Bereich von etwa 1 zu halten. Die Bestim­ mung der Farbzahlen erfolgt dabei gemäß GARDNER.
Wichtige Bedeutung kann insbesondere für die Entwicklung der Farbzahl im Endprodukt dem nachfolgend geschilderten Parameter des erfindungsgemäßen Verfahrens zukommen:
Es hat sich gezeigt, daß die Gegenwart von Wasser im zu be­ handelnden Reaktionsgut die Entwicklung der einstellbaren Farb­ zahl negativ beeinflussen kann. Auch vergleichsweise geringe Mengen wäßriger Basenlösungen der hier betroffenen Art wirken offenbar unter den ansonsten optimierten Verfahrensbedingungen stärker verfärbend als das trockene Neutralisationsmittel in Feststoff-Form. Erfindungsgemäß ist dementsprechend zunächst einmal bevorzugt, das zu neutralisierende und als Flüssigphase einzusetzende Gut wenigstens weitgehend wasserfrei vorzulegen. Gegebenenfalls im zu reinigenden Gut vorliegende Restwasser­ mengen können in an sich bekannter Weise beispielsweise unter Mitverwendung von Hilfslösungsmitteln in azeotroper Destillation oder einfach durch Anlegen von Vakuum für einen hinreichend langen Zeitraum abgezogen werden.
In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung wird diesem Gedanken aber auch in der folgenden Ausgestaltung nachgegan­ gen: Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, die Neutralisations­ reaktion selbst dann wenigstens anteilsweise unter verringertem Druck durchzuführen, wenn das eingesetzte zu neutralisierende Flüssiggut an sich wasserfrei ist. Bei der Arbeitsweise der Neutralisation unter verringertem Druck wird auch der im Rahmen der Neutralisation entstehende Wasseranteil aus dem Reaktions­ gemisch abgezogen und damit die in situ-Bildung wäßrig-basischer Lösungsanteile bei der Neutralisation verhindert oder zumindest eingeschränkt. Es kann hier zweckmäßig sein, die Neutralisation im Druckbereich von etwa 1 bis 150 mbar, z. B. bei etwa 20 bis 150 mbar durchzuführen, wobei das Arbeiten im Bereich von etwa 20 bis 100 mbar besonders bevorzugt sein kann. Auf diese Weise gelingt es, Restwassergehalte im Fertigprodukt auf Werte unter etwa 0,1 Gew.-% abzusenken, während bei der Trockenneutralisation praxisüblicher Rohprodukte auf Grund ihres Gehaltes an freien Säurekomponenten nach Abschluß der Neutralisation ohne Anlegen von Vakuum Restwassergehalte im Bereich von etwa 0,7 bis 0,9 Gew.-% liegen können. Es hat sich gezeigt, daß schon durch diese höheren Restwasser-Gehalte substantielle Verschlechterungen in der Farbzahl des gereinigten Endproduktes ausgelöst werden können.
Die Menge des in der Neutralisationsstufe zugesetzten feinpulvrigen basischen Hilfsstoffes wird primär durch die insgesamt zu neutralisierende Menge an freien Säurekomponenten im Rohprodukt bestimmt. Vorzugsweise werden die feinpulvrigen Neutralisations­ mittel in wenigstens etwa stöchiometrischer Menge zugegeben. Es kann in der Regel zweckmäßig sein, mit einem beschränkten Über­ schuß des festen Neutralisationsmittels zu arbeiten. Im allgemeinen wird der Überschuß das etwa 2,5- bis 3-fache der stöchiometrisch benötigten Menge - wiederum bezogen auf insgesamt vorliegende Säure - nicht überschreiten, wobei das Arbeiten mit Basenmengen in dem Bereich des etwa 1,3- bis 2-fachen der stöchiometrisch benötigten Menge besonders geeignet sein kann.
Es hat sich gezeigt, daß den erfindungsgemäß zur Neutralisation vorgesehenen Komponenten in der Feinabstimmung ihrer jeweils ausgelösten Wirkungen Individuelles zukommen kann. Pulverförmiges Calciumhydroxid senkt sehr wirkungsvoll die Restsäurezahl und kann auch zu niedrigen Werten in der Farbzahl führen. Das letzte ist allerdings nur dann gewährleistet, wenn die Kontaktzeit des Reaktionsgutes mit dem Calciumhydroxid vergleichsweise kurz gehalten wird. Wie bereits angegeben, kann hier das Arbeiten im Temperaturbereich von etwa 80°C für eine Zeitdauer von etwa 10 bis 30 Minuten zu optimalen Ergebnissen führen. Calciumhydroxid hat auch eine vergleichsweise starke Wirkung bezüglich der im Reaktionsgut verbleibenden Restanteile an Polymerisationsinhibitor - hinreichende Reaktivität zwischen dem Inhibitor und Calcium­ hydroxid vorausgesetzt. Demgegenüber ist der gebrannte Kalk ein gutes Neutralisationsmittel, der allerdings eine vergleichsweise geringere Interaktion mit an sich zur Salzbildung befähigten Inhibitoren zeigt. Die Kombination von Magnesium- und Calcium­ verbindungen der genannten Art kann zu verbesserten Farbzahlen bei gleichzeitig hinreichender Neutralisationswirkung führen. Auch hiermit kann gleichzeitig eine vergleichsweise schwache Interaktion mit zur Salzbildung befähigten Inhibitoren verbunden sein.
Wie eingangs bereits angegeben, können die erfindungsgemäß aus­ gewählten oxidischen bzw. hydroxidischen Erdalkaliverbindungen auch in Abmischung mit weiteren zur Salzbildung befähigten ba­ sischen Metalloxiden bzw. Metalloxidverbindungen zum Einsatz kommen. Ein besonders interessantes Beispiel ist hier der Hy­ drotalcit. Kombinationen aus Hydrotalcit und basischen Calcium­ verbindungen der genannten Art führen bei guter Absenkung der Restsäurezahl zu besonders guten Farbzahlen im Fertigprodukt.
Hydrotalcite sind bekanntlich in feinteiliger unlöslicher Form herstellbare Mischhydroxidverbindungen anorganischer Grund­ struktur, die 2-dimensionale anorganische Polykationen mit innerkristallinem Ladungsausgleich durch bewegliche Zwischen­ schicht-Anionen darstellen und auch unter der Bezeichnung "Doppel­ schichthydroxide" bekannt und mehrfach in der Literatur be­ schrieben sind, verwiesen wird zum Beispiel auf R. Allmann, "Doppelschichtstrukturen mit brucitähnlichen Schichtionen . . ." Chimia 24, 99 bis 108 (1970). Verschiedene Möglichkeiten zur technischen Herstellung dieser Verbindungen werden in der DE-OS 20 61 156 angegeben. Ein gut charakterisierter Vertreter dieser Stoffgruppe ist der als Mineral in der Natur vorkommende aber auch synthetisch herstellbare Hydrotalcit, ein Magnesium- Aluminium-Hydroxocarbonat der ungefähren Zusammensetzung
Mg₆Al₂(OH)₁₆-CO₃ × 4 H₂O.
Vergleiche R. Allmann et al. "Die Struktur des Hydrotalkits" N. Jahrb. Mineral. Monatsh. 1969, 544 bis 551.
Die nachfolgenden Beispiele beschreiben die Wirkung verschieden­ artiger Trockenneutralisationsmittel im Sinne der erfindungsge­ mäßen Definition, ihre Einzelwirkungen bei Variation der Ver­ fahrensparameter sowie optimale Ergebnis-Kombinationen bei ge­ eigneter Abstimmung der erfindungsgemäßen Verfahren bestimmenden Elemente im Sinne der hier gegebenen Lehre.
Beispiele Beispiel 1
In einem 1-Liter-Kolben wurden jeweils 800 g eines Veresterungs­ rohproduktes - bestehend aus 28 g Toluolsulfonsäure, 1,6 g 2,5- Di-tert.-butylhydrochinon, 30,8 g Acrylsäure und 739,6 g Tri­ methylolpropan + 3 EO-triacrylat - eingewogen. Die Neutralisation des Rohproduktes erfolgte bei Temperaturen von 80 bis 40°C unter Rühren und Durchleiten von 10 l Luft/h. Zur Neutralisation wurde die zweifach äquivalente Menge an Base - bezogen auf die Säurezahl des Rohproduktes (Säurezahl: 40 mg KOH/g Substanz) - eingesetzt.
Nach 1, 2, 3 und 24 Stunden wurden jeweils ca. 200 g des neu­ tralisierten Produktes entnommen und mittels Druckfilternutsche filtriert. Die Ergebnisse bezüglich der Produktsäurezahlen sind in der Tabelle 1 zusammengefaßt.
Nur mit den Basen, die bei einer Neutralisationstemperatur von 80°C Säurezahlen kleiner gleich 6 mg KOH/g lieferten, wurde eine Temperaturreduzierung auf 60°C durchgeführt. Die Basen, die dann zu Säurezahlen kleiner gleich 6 mg KOH/g führten, wurden auch zur Neutralisation bei 40°C eingesetzt.
Beispiel 2
1,5 kg eines Veresterungsrohproduktes (52,5 g p-Toluolsulfonsäure, 3,0 g 2,5-Di-tert.-butylhydrochinon, 53,9 g Acrylsäure und 1390,6 g Trimethylolpropan + 3 EO-triacrylat, OH-Zahl 34 mg KOH/g, Säurezahl 38 mg KOH/g, Gardner Farbzahl 1, H₂O-Gehalt 0,40 Gew.-%) wurden in einen 2-Liter-Reaktor eingewogen und bei 80°C unter Durchleiten von 20 l Luft/h mit 48,9 g Ca(OH)₂ neutralisiert. Nach 1, 2 und 3 Stunden Neutralisationsdauer wurde jeweils 1/3 der Produktmenge entnommen und mittels Druckfilternutsche filtriert. Die Neutralisation wurde zum einen bei Normaldruck durchgeführt und zum anderen bei 50 mbar Vakuum zur Eliminierung von Wasserresten. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 zusammengefaßt.
Tabelle 2
Abhängigkeit der Produktspezifikationen von Druck während der Neutralisation
Beispiel 3
1,0 kg eines Veresterungsproduktes (analog Beispiel 2) wurde in einen 2-Liter-Reaktor eingewogen und bei einer Temperatur von 80°C und einem Druck von 50 mbar unter Durchleiten von 20 l Luft/h neutralisiert. Die Mengen an Neutralisationsmitteln betrug dabei:
Ca(OH)₂ 26,2 g; 32,5 g; 34,5 g; 37,5 g; 39,9 g; 49,9 g
CaO 28,4 g; 37,8 g
Nach 1, 2 und 3 Stunden Neutralisationszeit wurde jeweils 1/3 der Produktemenge entnommen und mittels Druckfilternutsche filtriert. Die Ergebnisse bezüglich Säurezahl, OH-Zahl und Farbzahl sind in Tabelle 3 zusammengefaßt.
Tabelle 3
Abhängigkeit der Produktspezifikationen von der Neutralisa­ tionsmittelmenge
Beispiel 4
1,8 kg eines Veresterungsproduktes (analog Beispiel 2) wurden in einen 2-Liter-Reaktor eingewogen und bei 80°C und 50 mbar unter Durchleiten von 20 l Luft/h mit 90,3 Ca(OH)₂ neutralisiert.
Nach 10, 20, 30, 40, 50, 60, 120, 180 und 1440 Minuten wurden jeweils ca. 200 g an Produkt entnommen und mittels Druckfilter­ nutsche filtriert. Die Ergebnisse bezüglich Säurezahl, Hydroxyl- und Farbzahlen sind in der Tabelle 4 aufgeführt.
Tabelle 4
Abhängigkeit der Produktspezifikationen von der Neutralisationszeit
Beispiel 5
1,0 kg eines Veresterungsproduktes (35 g p-Toluolsulfonsäure; 2 g 2,5-Di-tert.-butylhydrochinon; 38,5 g Acrylsäure, 924,5 g Neopentylglykol + 2 PO-diacrylat; Hydroxylzahl: 20 mg KOH/g, Säurezahl 40 mg KOH/g, Gardner Farbzahl 1) wurden in einen 2-Liter-Reaktor eingewogen und bei 80°C und 50 mbar unter Durchleiten von 20 l Luft/h neutralisiert. Bei den Neutrali­ sationsmitteln handelt es sich um Mischungen bzw. Kombina­ tionsanwendungen von schwächer und stärker basischen Sub­ stanzen.
Mischungen (1 : 1 äquivalent)
a) 10,2 g MgO
(1,5fach äquivalent bezogen auf die Rohproduktsäurezahl)
18,7 g Ca(OH)₂ @ b) 17,8 g Hydrotalcit (1,5fach äquivalent bezogen auf die Rohproduktsäurezahl)
19,7 g Ca(OH)₂
Kombinationen
a) 28,5 g MgO 60 min.
(2fach äquivalent bezogen auf die Säurezahl des Rohproduktes)
+20,1 g Ca(OH)₂ 120 min. (1,5fach äquivalent bezogen auf die Säurezahl nach 60 min.)
b) 47,5 g Hydrotalcit 60 min. (2fach äquivalent bezogen auf die Säurezahl des Rohproduktes)
+8,0 g Ca(OH)₂ 120 min. (1,5fach äquivalent bezogen auf die Säurezahl nach 60 min.)
Nach 60, 120 und 180 Minuten wurde jeweils 1/3 der Produkt­ menge entnommen und mittels Druckfilternutsche filtriert. Die Ergebnisse bezüglich Säure-, Hydroxyl- und Farbzahl sind in der Tabelle 5 zusammengefaßt.
Tabelle 5
Abhängigkeit der Produktspezifikationen bei Verwendung von Mischungen und Kombinationen von Neutralisationssubstanzen

Beispiel 6
In einem 2-Liter-Reaktor wurden jeweils 1551,7 g eines Veresterungs­ produktes - bestehend aus 43,4 g p-Toluolsulfonsäure, 2,5 g 2,5-Di-tert.-butylhydrochinon, 36,5 g Acrylsäure, 1119,1 g Trimethylolpropan + 3 EO-triacrylat und 350,2 g Toluol (Säure­ zahl: 18 mg KOH/g; Hydroxylzahl 25,3 mg KOH/g; Gardner Farb­ zahl: kleiner 1) - eingewogen.
Die Neutralisation wurde bei 80°C und Normaldruck durchge­ führt. Als Neutralisationsmittel wurden 36,9 g Ca(OH)₂; 27,9 g CaO sowie Kombinationen aus 20,1 g MgO (60 min.) +28,9 g Ca(OH)₂ (120 min.) und 25,6 g Hydrotalcit (60 min.) +19,9 g Ca(OH)₂ (120 min.) eingesetzt. Nach 1, 2 und 3 Stunden wurde jeweils 1/3 der Produktmenge entnommen und mittels Druckfilter­ nutsche filtriert. Die Ergebnisse bezüglich Säure-, Hydroxyl- und Farbzahlen sind in der Tabelle 6 zusammengefaßt.
Tabelle 6
Abhängigkeit der Produktspezifikationen bei Verwendung von Lösungsmittel

Claims (10)

1. Verfahren zur Reingewinnung von im wesentlichen neutralen, schwerflüchtigen und reaktive olefinische Doppelbindungen aufweisenden organischen Verbindungen aus Einsatzmaterialien, die diese Komponenten zusammen mit untergeordneten Mengen saurer Reaktionsbestandteile und/oder entsprechender Hilfsstoffe in Flüssigphase enthalten mittels Neutra­ lisation und Abtrennung der gebildeten Salze, dadurch ge­ kennzeichnet, daß man zur Gewinnung von Reinprodukten, die auch ohne Destillation niedrige Rest-Säurezahlen mit niedrigen Farbzahlen verbinden, die Neutralisation mit festen feinpulvrigen Oxiden, Carbonaten und/oder Hydroxiden der Alkali- und/oder Erdalkalimetalle, gewünschtenfalls zusammen mit weiteren unlöslichen basischen Metalloxidverbindungen als Trockenneutralisation durchführt und nachfolgend die organische Flüssigphase von der feinpulvrigen Feststoffphase abtrennt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Neutralisation mit den Oxiden und/oder Hydroxiden von Calcium und/oder Magnesium durchführt, wobei die we­ nigstens anteilsweise Mitverwendung entsprechender Calcium­ verbindungen bevorzugt ist.
3. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man mit einer Behandlungsdauer der Neutralisation unterhalb 1 Stunde, vorzugsweise von höchstens 45 Minuten arbeitet.
4. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man die Neutralisation im Temperaturbereich von etwa 60 bis 100°C, insbesondere im Bereich von etwa 70 bis 90°C durchgeführt, wobei eine Zeitspanne für die Neutrali­ sation von etwa 5 bis 60 Minuten besonders bevorzugt sein kann.
5. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man die Neutralisation wenigstens anteilsweise unter verringertem Druck und Abziehen auch des Neutralisations- Wassers durchführt, wobei das Arbeiten im Druckbereich von etwa 1 bis 150 mbar bevorzugt sein kann.
6. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man Rest-Säurezahlen unterhalb 1,5 mg KOH/g, vorzugsweise von höchstens etwa 1 mg KOH/g bei Farbzahlen unterhalb 2 (bestimmt nach GARDNER), vorzugsweise bei Farbzahlen im Bereich von etwa 1 einstellt.
7. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man mit wenigstens weitgehend wasserfreien Poly­ merisations- bzw. Vergelungs-gefährdeten olefinisch unge­ sättigten Einsatzmaterialien arbeitet, die auch in Abmischung mit Lösungs- und/oder Verdünnungsmitteln vorliegen können und als saure Verunreinigungen Restsäureanteile aus der Kondensation, saure Katalysatoren und dergleichen enthal­ ten.
8. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Einsatzmaterialien schwerflüchtige Ester aus insbesondere polyfunktionellen Alkoholen und olefinisch ungesättigten Carbonsäuren, insbesondere Acrylsäure und/oder Methacrylsäure, verwendet werden.
9. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß man zur Trockenneutralisation Calciumoxid und/oder -hydroxid in Abmischung mit Hydrotalcit einsetzt.
10. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß man das feinpulvrige Neutralisationsmittel in wenigstens stöchiometrischer Menge, vorzugsweise in beschränktem Überschuß, insbesondere in Mengen von etwa dem 1,3- bis 2,5fachen der stöchiometrischen Menge ein­ setzt.
DE3939163A 1988-12-24 1989-11-27 Verbessertes trockenneutralisationsverfahren fuer organische fluessigphasen Withdrawn DE3939163A1 (de)

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