DE1619698B1

DE1619698B1 - Die Verwendung von Gemischen isomerer Ditolyläther als Wärmeübertragungsmittel

Info

Publication number: DE1619698B1
Application number: DE19671619698
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dr Jung; Josef Dipl-Ing Szymkowiak; Hermann Dr Wunderlich
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1967-12-28
Filing date: 1967-12-28
Publication date: 1971-04-22
Also published as: NL6817769A

Description

Es ist bekannt, daß man bei technischen Verfahren, die eine konstante Temperaturführung erfordern oder die eine direkte Beheizung wegen der Brennbarkeit der Produkte nicht zulassen, die sogenannte indirekte Beheizung anwendet.
Für die indirekte Beheizung werden Wärmeübertragungsmittel benötigt. Diese Wärmeübertragungsmittel nehmen die Wärmeenergie vom Erhitzer auf und heben die Energie an einen räumlich getrennten Verbrauchsort bei gleichzeitiger eigener Abkühlung ab.
Eine Umkehr des Temperaturflusses ist ebenfalls üblich. Das »Wärmeübertragungsmittel« dient dann als Kühlmittel.
Die Wärmeübertragungsmittel müssen eine Reihe von Anforderungen erfüllen. Sie müssen eine geeignete Viskosität und Wärmeleitfähigkeit aufweisen. Sie sollen bei möglichst niedrigen Temperaturen noch flüssig sein, damit eine mit dem Wärmeübertragungsmittel gefüllte Anlage auch bei kaltem Wetter arbeiten, angefahren oder stillgesetzt werden kann.
Außerdem soll der Dampfdruck des Wärmeübertragungsmittels bis zu hohen Temperaturen möglichst klein sein, damit auch bei hohen Temperaturen noch ohne Druck gearbeitet werden kann. Wichtig ist ferner, daß das Wärmeübertragungsmittel ungiftig, schwer brennbar und bei der gewünschten Temperatur möglichst lange stabil ist.
Die bekannten Wärmeübertragungsmittel, wie Wasser, Wasserdampf, höhere aliphatische Kohlenwasserstoffe, Cymol, Dibenzyltoluole, Dichlorbenzol, Chlordiphenyle, organische Siliciumverbindungen, Kalziumnitrat-Natriumnitrit-Natriumnitrat-Schmelzen und eutektische Gemische aus 73,5 0'o Diphenyläther und 26,5% Diphenyl sind nicht universell einsetzbar. So hat Wasser bei 300° C einen Dampfdruck von 87 atü, das eutektische Gemisch aus Diphenyläther und Diphenyl zwar erst 2 bis 3 atü, jedoch kristallisiert letzteres schon bei -i- 12° C. Tetraarylsilikate haben sehr niedrige Stockpunkte, etwa -40° C, hohe Siedepunkte, weit über 400° C, jedoch sind sie überaus empfindlich gegen Spuren von Wasser (s. Chem. In-. Techn., 33. Jahrgang [1961], Nr. 4, S. 243 bis 245; Chem. Ind., XIV [l962], S. 515 bis 518; Erdöl u. Kohle-Erdgas-Petrochemie, 17. Jahrgang [1964], Nr. 2, S. 118 bis 121).
Es wurde nun gefunden, daß man nicht kristallisierbare Gemische von isomeren Ditolyläthern besonders vorteilhaft als Wärmeübertragungsmittel verwenden kann.
Die erfindungsgemäß zu verwendenden Ditolyläthergemische besitzen gegenüber den bekannten Wärmeübertragungsmitteln, insbesondere den Gemischen aus Diphenyläther/Diphenyl folgende Vorteile: Sie sind selbst bei sehr niedrigen Temperaturen nicht kristaIlisationsfähig, sie besitzen einen niedrigen Stockpunkt, sie sind sehr stabil und sie besitzen gegenüber den Gemischen aus Diphenyläther/Diphenyl bei Normaldruck einen um 20 bis 40° C höheren Siedebereich.
Der niedrige Stockpunkt und die Eigenschaft, auch bei tiefen Temperaturen nicht zu kristallisieren, erlauben den Einsatz der Ditolyläthergemische in Freianlagen und das Arbeiten bei Temperaturen auch unter 01 C. Die Wärmeübertragung kann in an sich bekannter Weise in flüssige Phase, unter Druck und drucklos, im Naturumlauf (ohne Verwendung von Pumpen) und im Zwangsumlauf (mit Hilfe von Pumpen) bei Temperaturen von -40 bis -I-400° C erfolgen. Bei drucklosem Arbeiten können im allgemeinen Temperaturen von -40 bis -f-290° C, beim Arbeiten unter Druck Temperaturen bis zu etwa 400° C angewendet werden.
Die erfindungsgemäßen Wärmeübertragungsmittel lassen sich unter anderem durch kontinuierliche und diskontinuierliche Wasserabspaltung aus Kresolgemischen oder durch HCl-Abspaltung aus Chlortoluol-Kresol-Gemischen herstellen. Durch geeignete Aufarbeitungsmethoden, wie Extraktion mit Natronlauge und fraktionierte Destillation, werden die Ditolyläthergemische frei von hydroxylgruppenhaltigen Verunreinigungen erhalten.
Besonders vorteilhaft ist die Verwendung von Ditolyläthergemischen, die bei der technischen Umsetzung von Chlortoluolen bzw. von Chlortoluolen mit Kresolen in Gegenwart von wäßriger Natronlauge bei Temperaturen von etwa 250 bis 400° C und Drücken von etwa 100 bis 300 atü entstehen. Diese Gemische haben einen Siedebereich von etwa 280 bis 295° C bei Normaldruck.
Die erfindungsgemäß zu verwendenden Ditolyläthergemische enthalten im allgemeinen folgende Isomere: 2,2'-Dimethyldiphenyläther, 2,3'-Dimethyldiphenyläther, 2,4'-Dimethyldiphenyläther, 3,3'-Dimethyldiphenyläther, 3,4'-Dimethyldiphenyläther und 4,4'-Dimethyldiphenyläther. Besonders vorteilhaft sind solche Gemische, die zum überwiegenden Teil aus 2,4'-, 2,3'- und gegebenenfalls 3,4'-Dimethyldiphenyläther bestehen.
Beispiel Die Herstellung eines erfindungsgemäßen Wärmeübertragungsmittels wird unter Bezugnahme auf die Abbildung wie folgt erläutert: 250 Volumteile Chlortoluol, das neben wenig m-Chlortoluol zu etwa gleichen Anteilen aus o- und p-Isomeren besteht, werden stündlich mit 750 Volumteilen etwa 15%iger wäßriger Natronlauge über den Mischer 1, Hochdruckpumpe 2, Wärmeaustauscher 3 in die Reaktionskammer 4 gepumpt. In 3, 4 und 5 erfolgt bei 250 atm Druck Hochheizen auf 360° C. Nach einer mittleren Verweilzeit von einer Stunde in 4 und 5 wird über 3 in 6 abgekühlt, in 7 entspannt, in 8 getrennt und der spezifisch leichtere Ditolyläther in einer Kolonne 9 fraktioniert. Man erhält bei Temperaturen von 140 bis 150° C/15 bis 20 mm 55 Volumteile einer wasserklaren Flüssigkeit mit Siedebereich 282 bis 290° C bei Normaldruck, Stockpunkt -56° C und OH-Zahl: 0.
Nach gaschromatographischen Untersuchungen enthält der Ditolyläther etwa 8% 2,2'-Dimethyldiphenyläther etwa 35 0/0 2,4'-Dimethyldiphenyläther etwa 20'% 2,3'-Dimethyldiphenyläther etwa 20 0/0 3,4'-Dimethyldiphenyläther etwa 10% 4,4'-Dimethyldiphenyläther etwa 7% 3,3'-Dimethyldiphenyläther Die Zusammensetzung des erhaltenen Ditolyläthers hängt stark von der Isomerenverteilung des eingesetzten Chlortoluols ab.

Claims

Patentansprüche: 1. Verwendung von nicht kristallisierbaren Gemischen isomerer Ditolyläther als Wärmeübertragungsmittel.
2. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Isomerengemisch ein Gemisch aus 2,2'-, 2,3'-, 2,4'-, 3,4'-, 4,4'- und 3,3'-Dimethyldiphenyläther verwendet wird.
3. Verwendung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das hydroxylgruppenfreie technische Isomerengemisch verwendet wird, das bei der bekannten kontinuierlichen Umsetzung von Chlortoluolen mit Natronlauge bei erhöhten Temperaturen nach anschließender Fraktionierung anfällt.