[发明专利]萃取剂在制备无水甲酸中作为消泡剂的用途

说明书

本发明涉及一种制备无水或基本无水甲酸的装置和方法，以及涉及萃取剂用于甲酸后处理的用途。

“Ullmanns Encyklopdie der technischen Chemie”[Ullmann工业化学大全]，第4版，第7卷，第365页公开了甲酸能够通过使用硫酸酸解甲酰胺来制备。然而，该方法具有化学计算量的硫酸铵以不可避免的产物获得的缺点。

制备甲酸的另一方法是甲酸甲酯的水解，后者从甲醇和一氧化碳合成。该合成以以下等式为基础：

总：

“Ullmanns Encyklopdie der technischen Chemie”[Ullmann工业化学大全]，第4版，第7卷，第366页中所述的甲酸甲酯的水解

具有水解平衡位置不利的缺点。通过蒸馏除去所需工艺产物来移动平衡是不可能的，因为甲酸甲酯(沸点32℃)在比甲醇(沸点65℃)和甲酸(沸点101℃)明显更低的温度下沸腾。无水甲酸不能容易通过蒸馏从所得甲酸水溶液中获得，因为它与水形成共沸物。困难因此在于从甲酸甲酯水解混合物中获取无水甲酸。

在EP-B-0 017 866中描述的包括步骤a)-g)的方法能够从甲酸甲酯起始制备无水甲酸。只要进行以下步骤，就能获得无水甲酸：

a)将甲酸甲酯进行水解，

b)从所得水解混合物中蒸馏掉甲醇和过量甲酸甲酯，

c)来自蒸馏(b)的包含甲酸和水的底部产物用主要吸收甲酸的萃取剂以液-液萃取进行萃取，

d)包含甲酸、萃取剂和一些水的所得萃取相进行蒸馏，

e)在该蒸馏中获得的包含水和一些甲酸的顶部产物返回到步骤(b)中蒸馏塔的下部，

f)来自蒸馏步骤(d)的主要包含萃取剂和甲酸的底部产物通过蒸馏分离成无水甲酸和萃取剂，和

g)离开步骤(f)的萃取剂返回到该方法中。

在该方法中，尤其有利的是：

h)在单一塔中进行蒸馏步骤(b)和(d)，

i)将水解所必需的蒸汽形式的水引入到为进行步骤(b)所提供的塔的下部，

k)在水解(a)中以1∶2到1∶10的摩尔比使用甲酸甲酯和水，和/或

l)使用通式I的羧酰胺作为萃取剂：其中基团R¹和R²是烷基，环烷基，芳基或芳烷基，或R¹和R²与N原子联合形成杂环5-或6-元环，且这些基团中仅一个是芳基，以及其中R³是氢或C₁-C₄烷基。

以下更详细地解释在EP-B-0 017 866中公开的上述方法的步骤(a)-(i)：

步骤(a)

水解通常在80-150℃的温度下进行。

步骤(b)

水解混合物的蒸馏原则上能够在任何所需压力，优选0.5-2巴下进行。一般而言，在大气压力下操作是适当的。在这种情况下，在塔底部的温度是大约110℃和在塔顶部的温度是大约30-40℃。水解混合物有利地在80-150℃范围内的温度下添加，以及甲醇优选在55-65℃的温度下以液体形式去除。即使使用具有25个理论塔板(理论塔板的数目优选是35-45个)的蒸馏塔，混合物令人满意地分离成一方面的甲酸甲酯和甲醇以及另一方面的含水甲酸也是可能的。对用于步骤(b)的塔可以使用任何设计，但筛板塔或填充塔是特别推荐使用的。

步骤(c)

甲酸用萃取剂从其水溶液中的液-液萃取优选在大气压力和60-120℃，尤其70-90℃的温度下逆流进行。取决于萃取剂的类型，通常需要具有1-12个理论分离段的萃取设备。适用于此目的的萃取设备尤其是液-液萃取塔。在大多数情况下，使用4-6个理论分离段获得了令人满意的结果。