DE523190C - Verfahren zur Herstellung von Brenztraubensaeure - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von Brenztraubensäure Es ist bereits bekannt, daß man Milchsäure bzw. milchsaure Salze durch Oxydationsmittel, wie Hydroperoxyd oder Kaliumpermanganat zu Brenztraubensäure bzw. brenztraubensauren Salzen oxydieren kann. Technische Anwendung haben diese Methoden nicht gefunden, da sie nur zu sehr verdünnten wäßrigen Lösungen von Brenztraubensäure bzw. brenztraubensauren Salzen führen. W i e -1 a n d (Berichte 46, P9151 3332) zeigte, daß sich Milchsäure in verdünnter wäßriger Lösung durch Schütteln. mit Palladiumschwarz dehydrieren läßt und hat diese Reaktion zur präparativen Gewinnung von Brenztraubensäure vorgeschlagen. Da hierzu aber große Mengen Palladium erforderlich sind und die entstehende Brenztraubensäure zum großen Teil zu Essigsäure und Kohlendioxyd weiter oxydiert wird, hat diese Methode zur technischen Herstellung keine Vcrwendung gefunden.
• Auch die in der Literatur beschriebene Oxydation von Milchsäure in wäßriger Lösung mit Eisensalzen als Katalysator führte zu keiner technischen Nutzbarmachung, da neben Brenztraubensäure noch Acetaldehyd entsteht und ein großer Teil der gebildeten Brenztraubensäure durch Weiteroxydation zerstört wird.
• Für technische Zwecke hat man Brenztraubensäure aus Weinsäure oder weinsauren Salzen durch Schmelzen mit Schwefelsäure und Alkalibisulfat hergestellt. In neuerer Zeit ist auch durch die Patentschrift 447 838 ein technisch brauchbares Verfahren bekannt geworden, welches gestattet, von Milchsäure über Milchsäureester und Brenztratibensäureester zu Brenztraubensäure zu kommen. Der Brenztraubensäureester wird dabei durch Dehydrierung von Milchsäureester in Dampfform gewonnen. Gegenüber dem Verfahren der Patentschrift 447 838 besteht der wesentliche Vorteil darin, daß die Herstellung des Milchsäureesters und die nachheri_ge Verseifung des' Brenztraubensäureesters nicht erforderlich sind, wenn man die Gewinnung von freier Brenztraubensäure beabsichtigt. Da sich Milchsäure bekanntlich unter normalen Bedingungen nicht destillieren läßt, was die Durchführung einer katalytischen Oxydation in Dampfform - zunächst unmöglich erscheinen ließ, war erst die Erkenntnis erforderlich, daß sich Milchsäure mit Wasserdampf in Gasphase gebracht, in befriedigender Weise oxydieren läßt.
• Es wurde nun gefunden, daß man Brenztraubensäure direkt aus Milchsäure und in befriedigender Ausbeute erhalten kann, wenn man Milchsäure mit überhitztem Wasserdampf in Dampfform gebracht, mit Sauerstoff oder Luft oder anderen sauerstoffhaItigen Gasgemischen bei höheren Temperaturen, wie z. B. i 5o bis 25o', über für katalytische Oxydation von Substanzen in Gas- oder Dampfform gebräuchliche katalysatorzn_, wie r. B. Vanadinpentoxyd, die zweckmäßig auf geeigneten Trägern niedergeschlagen sind> leitet. Die Temperatur ist zweckmäßig so hoch zu wählen, daß die Kontaktzeit möglichst kurz gehalten werden kann. Man kann aber auch bei verhältnismäßig niederen Temperaturen, z. B. bei i5o bis i8o`, mit längerer Kontaktzeit arbeiten und erzielt dabei gute ausbeuten an Brenztraubensäure, welche bis zu 5o o'o der Theorie und mehr betragen können.
• Um die Milchsäure mit Hilfe von überhitztem Wasserdampf in Dampfform zu bringen, spritzt man zweckmäßig die mehr oder weniger verdünnte Säure durch Düsen in ein von überhitztem Wasserdampf und gegebenenfalls gleichzeitig von Sauerstoff oder Luft u. dgl. durchströmtes Verdampfungs- und Mischgefäß mit großer Heiz- und Verdampfungsfläche; wobei man die Temperatur und den Druck vorteilhaft so einstellt, daß die Destillationsgeschwindigkeit die Geschwindigkeit der anhydrisierung der Milchsäure überwiegt.
• Beispiel i ioö g etwa 7ooipige Milchsäure werden inz Verlauf einer Stunde finit auf etwa Zoo bis 23o' überhitztem Wasserdampf zerstäubt und mit etwa der fünffachen Menge der Theorie heißer Luft gemischt. Dieses Luft-Dampf-Gemisch leitet man über einen auf i 9o bis Zoo= erhitzten, auf grobkörnigem Aluminiumgrieß niedergeschlagenen borsäurehaltigen Vanadinkätalysator.
• Die entstandene Brenztraubensäure wird zusamtnen mit unveränderter Milchsäure in Wasser absorbiert. ausbeute etwa 50 ('o.
• Beispiel 2 Das nach Beispiel i erhaltene wird durch eine mit Katalysator (gemäß Beispiel i) bechickte Kontaktapparatur geleitet, die am Ausgang ein Drosselventil. besitzt, das so eingestellt wird, daß im Kontaktraum etwa ein Druck von o,8 atü herrscht. Die Kontakttemperatur beträgt etwa t75'. Ausbeute 5 5 @ o der Theorie.
• Die Oxydation kann natürlich auch so geleitet werden, daß im wäßrigen Kondensat fast ausschließlich Brenztraubensäure enthalten ist neben unbedeutenden Mengen Milchsäure, wobei die Säureverluste durch zu weitgehende Oxydation und durch Zersetzung der entstandenen Brenztraubensäure natürfich größer sind.
• Das Konzentrieren der wäßrigen Kondensate sowie die Trennung von Brenztraubensäure und Milchsäure erfolgt nach üblichen .Methoden. Man kann z. B. die Brenztraubensäure aus der wäßrigen Brenztraübensäüre-Milchsäurelösung mit oder ohne Zuhilfenahme von Wasserdampf abdestillieren, oder man kann die beiden Säuren in Form ihrer fVatriumsalze durch Alkohol voneinander trennen. Natriumlaktat wird von Alkohol gelöst, Vatriumpyrovinat bleibt ungelöst.
• Das Verfahren ,ermöglicht in technisch brauchbarer Weise die direkte Herstellung von Brenztraubensäure aus Milchsäure.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Verfahren zur Herstellung von Brenztraubensäure durch Oxydation von Milchsäure mit sauerstoffhaltigen Gasen in Gegenwart von Katalysatoren, dadurch gekennzeichnet, daß man Milchsäure mit Hilfe von überhitztem Wasserdampf in Dampfform bringt und dadurch der Dehydrierung unterwirft, daß man das Milchsäure-Wasserdampf-Gemisch bei erhöhter Temperatur und bei gewöhnlichem oder mäßig erhöhtem Druck mit Sauerstof, Luft oder anderen sauerstoffhaltigen Gasgemischen bei Gegenwart von Kontaktstoffen, bestehend aus üblichen Sauerstoffkatalysatoren, wie z. B. Oxyde von saurem Charakter, die von Elementen mit mehreren Oxydationsstufen abgeleitet sind, behandelt.