Spôsob izolácie kyseliny 2,2-dimetylolpropiónovej z jej roztokov

Číslo patentu: 286299

Dátum: 19.06.2008

Autori: Komorová Eva, Komora Ladislav, Kavala Miroslav

Stiahnuť PDF súbor.

Zhrnutie / Anotácia

Spôsob izolácie kyseliny 2,2-dimetylolpropiónovej z reakčných roztokov z jej prípravy, z materských roztokov po izolácii hlavných podielov alebo z preplachových vôd získaných premývaním surového produktu, pozostávajúci z oddestilovania časti vody pred alebo po úprave pH roztoku prídavkom anorganických kyselín na 1,0 až 3,0
z ochladenia zmesi a z izolácie kyseliny 2,2-dimetylolpropiónovej filtráciou alebo odstreďovaním.

Text

Pozerať všetko

(22) Dátum podania prihlášky 2. 11. 2004(24) Dátum nadobudnutia účinkov patentu 7. 7. 2008 Vestník UFV SR č. 7/2008(32) Dátum podania prioritnej prihláškyÚRAD organizácia priority PRIEMYSÄŠLNEHO (40) Dátum zverejnenia prihlášky 3. s. 2006 EPUBLIKY Vestník UPV SR e. 8/2006(47) Dátum sprístupnenia patentu verejnosti 19. 6. 2008(62) Číslo pôvodnej prihlášky v pripade vylúčenej prihlášky(67) Číslo pôvodnej prihlášky úžitkového vzoru v prípade odbočenia(86) Číslo podania medzinárodnej prihlášky podľa PCT(87) Číslo zverejnenia medzinárodnej prihlášky podľa PCT(96) Číslo podania európskej patentovej prihlášky(54) Názov Spôsob izolácie kyseliny 2,2-dimetylolpropiónovej z jej roztokovSpôsob izolácie kyseliny 2,2-dimetylolpropiónovej z reakčných roztokov z jej prípravy, z materských roztokov po izolácii hlavných podielov alebo z preplachových vôd získaných premývaním surového produktu, pozostávajúci z oddestilovania časti vody pred alebo po úprave pH roztoku prídavkom anorganických kyselín na 1,0 až 3,0 z ochladenia zmesi az izolácie kyseliny 2,2-dimetylolpropiónovej ñltráciou alebo odstreďovanim.Vynález sa týka spôsobu izolácie kyseliny 2,2-dimetylolpropiónovej z jej roztokov, a to či už z reakčných roztokov z jej prípravy, z materských roztokov (ñltrátov) po izolácii hlavných podielov alebo z preplachových vôd, získaných z premývanía surového produktu.Známy je postup spracovania reakčného roztoku z prípravy kyseliny 2,2-dimetylolpropiónovej (ďalej DMPA) firmy Trojan Powder Company, podľa ktorého sa reakčný roztok mieša s kationaktivnym ionomeničom Nalcite HGR a následne po odparení a ochladení sa filtráciou získa kyselina DMPA v 46,1 -nom výťažku s čístotou 92 (US 3 312 736 ekvivalent FR 1 418 073).Podrobnejši postup izolácie kyseliny DMPA uvádza firma Nippon Kasei Chemical Company(JP 011228490 ekvivalentné patenty US 6 072 082 a EP 937 701). Izolácia z reakčnćho roztoku (získaného z 1,2 móla propiónaldehydu a 3 mólov formaldehydu s použitím 0,09 mólu uhličitanu sodného po oxidácii v druhom stupni s 1,44 móla peroxidu vodíka) sa uskutočňuje po oddestilovaní prakticky celého rrmožstva vody nasledovne- K uvedenému roztoku sa pri teplote 40 °C pridá 18,5 g 47 kyseliny sírovej (0,089 móla), z reakčného roztoku sa oddestiluj e 244 g vody pri redukovanom tlaku.- Do zakoncentrovaného roztoku sa pridá 678 g metanolu, zostávajúca voda sa oddestiluje spolu s metanolom pri teplote 49 až 68 °C. K destilačnému zvyšku sa pridá 294 g metanolu (obsah vody v zmesi 1,07 ).- Roztok sa vyhreje na 60 až 70 °C, nerozpustný síran sodný sa odfiltruje. Z ñltrátu sa oddestiluje 191 g metanolu. K destilačnému zvyšku sa pridá zmes 13 g vody a 33 g metanolu a roztok sa za stáleho miešania ochladí na 0 °C. Výťažok kyseliny DMPA bol 48 , v produkte je 0,01 síranu sodného.V patentovým nárokoch si nárokuj e použitie 0,85 až l ekvivalent minerálnej kyseliny vzhľadom na použitý zásaditý katalyzátor, náhradu vody z vodného roztoku organickým rozpúšťadlom a kryštalizáciu kyseliny DMPA z roztoku po odstránení soli minerálnej kyseliny vyzrážanej z roztoku.Podstatou tohto vynálezu je spôsob izolácie kyseliny 2,2-dimetylolpropiónovej z roztokov okyslenín, zahustením a kryštalizáciou, ktorý sa uskutočňuje tak, že z roztoku obsahujúceho kyselinu 2,2-dimetylolpropiónovú sa oddestiluje časť vody za vákua alebo normálneho tlaku pri teplote zodpovedajúcej tlaku nasýtených pár vody, pred alebo po úprave pH roztoku prídavkom anorganických kyselín na 1,0 až 3,0, zmes sa následne ochladí a kyselina 2,2-dimetylolpropiónová sa izoluje ñltráciou alebo odstreďovaním.Kyselina 2,2-dimetylolpropiónová sa takto získava z reakčných roztokov z jej prípravy, z materských roztokov (ñltrátov) po izolácii hlavných podielov alebo z preplachových vôd, získaných z premývania surového produktu.Výhodou postupu podľa tohto vynálezu je zvýšenie výťažku kyseliny dimetylolpropiónovej a rninimalizácia odpadov z výroby.Uvedeným postupom je možné získať maximálne množstvo kyseliny jednoduchým a dobre realizovateľnýrn postupom v priemyselnom meradle, s vysokou čistotou a nezanášaním ďalších organických látok do izolačného stupňa procesu.Reakčný roztok zo syntézy kyseliny 2,2-dimetylolpropiónovej (DMPA) s číslom kyslosti 84,4 mg KOH/g a s obsahom kyseliny mravčej 1,8 hmotn., kyseliny propiónovej 0,96 hmotn. a 17,1 hmotn. kyseliny propiónovej (stanovené vo forme aniónov izotachoforeticky) sa zahustil za vákua, pri teplote 80 °C a tlaku 20 ton.Z 500 g násady sa oddestilovalo 295 g, 200 g destilačného zvyšku sa ochladilo na teplotu 20 °C. Kryštáliky po prepláchnutí 3 x 32 m 1 vody a vysušení vážili 86,2 g a obsahovali 92,5 DMPA I (79,7 g - 100 ).Filtrát s preplachovou vodou zo spracovania DMPA I (hlavný produkt), 157,5 g sa zakoncentroval za rovnakých podmienok ako pri získavaní hlavného produktu (DMPA I), pričom sa oddestilovalo 50 g vody.Destílačný zvyšok v množstve 96 g za 24 hodín nevykryštalizoval, tak sa oddestilovalo ešte ďalších 50 g vody. Po 24 hodinách státia kryštáliky nevypadli.Príklad 2 Zopakoval sa postup z príkladu 1 s rovnakou surovinou s tým, že k násade reakčného roztoku pred oddes tilovaním vody sa pridalo navyše 9 g 90 -nej kyseliny sírovej (1,8 na násadu) tak, aby sa dosiahlo pH 2,0.Po zahustení roztoku za podmienok ako v príklade 1 (odparené 300 g vody) a po prepláchnutí získaných kryštálikov po ñltràcii 3 x 36 g vody a vysušeni sa získalo 80 g DMPAI s čistotou 98,0 (78,4 g - 100 ),čo prakticky nebol rozdiel s postupom v príklade 1, Preplachové vody z DMPA I a ñltrát vážili 187,1 g. Po odparení 100 g vody a ochladení na 20 °C sa získalo 11,8 g kryštálikov DMPA II s obsahom 87,6 (t. j. 10,3 g - 100 ).500 g reakčnćho roztoku ako v príklade 1 sa zahustilo za podmienok ako v príklade 1, pričom sa po oddestilovaní 295 g vody, kryštalizácii a prepláchnutí kryštálikov 3 x 30 ml destilovanej vody získalo 87 g produktu DMPA I 92,1 čistoty (DMPA I 80,1 g - 100 DMPA).Preplachová voda v množstve 119 g bola pridaná k 500 g novej násady reakčnćho roztoku a postup sa zopakoval. Uvedeným postupom sa získalo 89,5 g produktu DMPA I s obsahom 95,9 DMPA, t. j. 85,6 g ako 100 .Preplachove vody s ñltrátom 174 g sa zahustili za podmienok ako v príklade 1, oddestilovalo sa 100 g vody. Zo zvyšku v priebehu 3 dní nevypadol žiadny ďalší produkt.Zopakoval sa postup z príkladu 3 s tým rozdielom, že kyselina sírová (do pH 1,7) sa pridávala až k zmesi ñltrátu a preplachovej vode po izolácii DMPA I.Kým DMPA I sa získalo v množstve 84,5 g v prepočte na 100 , z materského roztoku, získaného zo 158 g ñltrátu a preplachovej vody, po pridaní 6 g koncentrovanej kyseliny sírovej a odparení 72 g vody za podmienok príkladu 1 po ochladení na teplotu 15 °C, sa získalo 11,8 g DMPA II ako 100 .Sumámy výťažok teda dosiahol 96,3 g DMPA, t. j. o 12,5 viac ako v predchádzajúcom prípade.Nakoľko po dlhšom čase (1 týždeň státia) z reakčného roztoku vykryštalizovala DMPA, na ďalšie merania sa použila len kvapalná fáza po oddelení vykryštalizovanej DMPA.Postup z príkladu 1 bol dodržaný s tým rozdielom, že oddestilovanie vody sa robilo bez tlaku do teploty 106 °C vo varáku. Vplyv prídavkov kyseliny sírovej a kyseliny fosforečnej k reakčnému roztoku na rrmožstvo získanej DMPA I a DMPA II ukazujú výsledky zhrnuté do tabuľkyReakčný roztok kyseliny sírovej, resp. PH roztoku Spolu DMPA ako 100 g kyseliny fosforečnej g s 500 2,45 53,2 1,88 60,6Po vysušení produktov s pH pod 1,5 s použitím kyseliny sírovej produkt DMPA I mal šedý nádych.Príklad 6 Postup z príkladu 5 bol modiñkovaný tak, že kyselina sírová bola aplikovaná až pri spracovaní ñltrátov apreplachových vôd po oddelení DMPA I v prvom stupni.Zahusťovanie sa uskutočnilo V I. stupni pri teplote do 106 °C - varák v II. stupni pri teplote do 110 °C - varák.Z reakčného roztoku 500 g zahusteného do teploty 106 °C sa získalo 47,6 g 99,6 produktu.Spracovaním ñltrátu s pridavkom 3,8 g kyseliny sírovej na pH 1,65, zahustením do 110 °C sa získalo 20,0 g surového produktu. Tento sa bez premývania a sušenia pridal k 500 g reakčného roztoku spolu s 70 g preplachovej vody z premývania DMPA I. Uvedeným postupom sa získalo 67 g 99,5 DMPA I.V prípade, že sa použil rovnaký postup, ale bez okyslenia ñltrátu, v porovnávacom pokuse sa získalo 61 g DMPA I, t. j. 91 zo zlepšeného postupu.Postup bol zreprodukovaný s novým reakčným roztokom. Pritom v II. stupni bez prídavku kyseliny sírovej zakoncentrovaním 105 g ñltrátu s pH 3,2 sa získalo 5,1 g surového DMPA.Následne z 500 g nového reakčného roztoku, 72 g preplachových vôd a 5,1 g surového produktu sa získalo 69,0 g 99,1 produktu.S pridavkom 5,2 g kyseliny sírovej k 135 g ñltrátu v II. stupni sa upravilo pH na 1,6. Tým sa získalo 24,8 g surového produktu. Tento sa pridal k 500 g reakčného roztoku spolu so 70 g preplachovej vody.Z uvedenej zmesi sa po zakoncentrovani vyizolovalo 77,8 g 99,3 DMPA.Z 1073 g reakčného roztoku, vzniknutćho z 2,5 molu propiórialdehydu, 5,25 móla formaldehydu s použitím 0,16 móla hydroxidu sodného a po oxidácii s 2,0 mólmi peroxidu vodíka, sa po zahustení do 106 °C a po prepláchnutí produktu 4 x 10 g destilovanej vody, ízolovalo 154,2 g 99,2 DMPA I (153,0 g - 100 ) - postup A.V prípade, že sa k reakčnému roztoku pridal ñltrát z izolácie DMPA I, preplachove vody a pH roztoku bolo 2,54, získalo sa 173,8 g DMPA I s koncentráciou 96,6 (167,9 - 100 ) - postup B.V prípade, že sa postup B zopakoval s tým rozdielom, že reakčný roztok sa po pridaní preplachových vôd a ñltrátu z predchádzajúceho pokusu okyslíl na pH 2,0 s kyselinou sírovou, získalo sa 184,1 g 98,5 DMPA l(18 l,3 g -100 ) -postup C.Ďalším variantom izolácie je postup D - spracovala sa len zmes reakčného roztoku a preplachové vody spolu s inak nezmeneným postupom A. V tomto prípade sa získalo 158,8 g DMPA I - 98,8 (156,9 g - 100 ). Filtrát po izolácii DMPA sa okyslíl s kyselinou sírovou na pH 2,0 a zakoncentroval oddestílovaním vody do teploty 110 °C vo varáku.Po izolovaní kryštálikov ñltráciou a prepláchnutím destilovanou vodou sa produkt vysušil. Získalo sa pritom 30,8 g 89,6 DMPA II (čo zodpovedá 27,6 g 100 DMPA).Konečne postup E spočíval v zahusťovaní reakčného roztoku spolu s preplachovýrní vodami a vlhkým surovým produktom, získaným spracovaním ñltrátu po izolácii DMPA I, upraveného pridaním kyseliny sírovej na pH 1,89.Uvedeným postupom sa v troch opakovaniach získalo DMPA v množstve 194,4 g s čistotou 98,1V poslednom prípade, zrejme vzhľadom na veľké rrmožstvo izolovanej DMPA l, nebolo preplachovanie na filtri dostatočné.Spracovanie 500 ml (556 g) materského roztoku po oddelení DMPA I (pH 3,6) bolo zahustených do dosiahnutia teploty destilačnćho zvyšku 110 °C ( 190,1 g destilátu).Po ochladení zvyšku (366 g) na teplotu 20 °C nevypadli žiadne kryštáliky. Po 5 dňoch sa z roztoku získalo po prepláchnutí 10,7 g produktu 98 .Keď sme postup zopakovali tak, že sme materské lúhy pred zahusťovaním okyslíli na pH 2,1 pridaním 13 m 1 (23 g) kyseliny sírovej, získali sme 31,5 g 98,7 DMPA II (čo zodpovedá 31,1 g - 100 DMPA) hneď po ochladení na teplotu 20 °C, po filtrácii, preplachu a vysušení.Podobne sme postup zopakovali s okyslením 556 g materského roztoku 40 ml (70 g) kyselinou fosforečnou na pH 2,0 l, po ñltrácii, prepláchnutí a vysušení sme získali 35,5 g - 97,2 DMPA II (34,5 g - 100 DMPA).Kryštály z roztoku vypadli po ochladení roztoku na 20 °C.Bol odskúšaný tiež taký postup, že sme kyselinu fosforečnú pridali až k zahusteným materským lúhom pri teplote 50 °C. Ďalším ochladením na 20 °C sme vyizolovali 32 g - 98 DMPA II (31,4 g - 100 DMPA).Príklad 9 a) Z preplachových vôd, získaných po izolácii DMPA I, resp. DMPA II z násady 500 g sa oddestilovalo 395 g destilátu pri teplote kúpeľa 80 °C, pri vákuu 20 torr. Po ochladení na teplotu 20 °C a po prepláchnutí

MPK / Značky

MPK: C07C 51/42, C07C 69/00, C07C 59/00

Značky: spôsob, roztokov, kyseliny, 2,2-dimetylolpropiónovej, izolácie

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/5-286299-sposob-izolacie-kyseliny-22-dimetylolpropionovej-z-jej-roztokov.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Spôsob izolácie kyseliny 2,2-dimetylolpropiónovej z jej roztokov</a>

Podobne patenty