2-Brom-2-nitro-l, 3-propandiol, kurz Bronopol, ist ein wirtschaft- lich sehr bedeutendes Biozid, das als Desinfektions-und Konser- vierungsmittel in Pharmazeutika, Toilettenartikeln, Kosmetika und Haushaltsprodukten Verwendung findet.

Die Herstellung von 2-Brom-2-nitro-1, 3-propandiol erfolgt übli- cherweise durch Bishydroxymethylierung von Nitromethan mit Form- aldehyd in Gegenwart einer Base, wobei man das entsprechende Salz des 2-Nitropropan-1, 3-diols erhält, welches man anschließend mit Brom zum 2-Brom-2-nitropropan-1, 3-diol umsetzt (siehe Schema 1).

Schema 1 : M = Kationenäquivalent, z. B. Na, K, 1/2 Ca R = H, Alkyl Der in Schema 1 gezeigte erste Reaktionsschritt wird üblicher- weise in einem wässrigen oder einem wässrig% alkoholischen Lö- sungsmittel mit einem Alkalihydroxid oder einem Alkalialkoholat durchgeführt, wobei man eine Lösung des in Schema 1 gezeigten Salzes des 2-Nitropropan-1, 3-diols erhält, welche man anschlie- ßend zu einer Lösung des Broms gibt, wie z. B. in Rec. Trav.

Chim. Pays Bas von Den Otter in Band 57 aus dem Jahre 1938 auf den Seiten 13-24 beschrieben.

Ein prinzipielles Problem ist, dass 2-Brom-2-nitropropan-1, 3-diol im Alkalischen zur Zersetzung neigt. Zudem sind beide Reaktions- schritte stark exotherm. Eine kontrollierte Reaktionsführung ist daher wichtig. In den Verfahren des Stands der Technik wird daher üblicherweise nur mit verdünnten Lösungen gearbeitet.

Ein kontinuierliches Herstellungsverfahren für 2-Brom-2-ni- tro-1, 3-propandiol wurde aufgrund der starken Exothermie der Re- aktionsschritte als nicht beherrschbar erachtet. Daher wurde 2-Brom-2-nitro-1, 3-propandiol bislang nur nach diskontinuier- lichen Verfahren hergestellt, da diese eine kontrollierte Reakti- onsführung erlauben.

Es wurde überraschenderweise gefunden, dass sich 2-Brom-2-ni- tro-1, 3-propandiol dennoch kontinuierlich herstellen lässt, wenn man Nitromethan mit einer wässrigen Formaldehyd-Lösung und einer wässrigen Alkalihydroxid-Lösung in etwa der erforderlichen Stö- chiometrie unter Durchmischung dieser Flüssigkeiten in eine erste Reaktionszone führt, dieser Reaktionszone kontinuierlich die Re- aktionslösung entnimmt und direkt, d. h. ohne Isolierung der Re- aktionslösung, mit Brom unter Durchmischung von Reaktionslösung und Brom einer zweiten gekühlten Reaktionszone zuführt und 2-Brom-2-nitro-1, 3-propandiol aus der erhaltenen wässrigen Reak- tionsmischung isoliert.

Demnach betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur kon- tinuierlichen Herstellung von 2-Brom-2-nitro-1, 3-propandiol, das dadurch gekennzeichnet ist, dass man i) Nitromethan und eine oder zwei wässrige Lösungen, enthaltend Formaldehyd und Alkalihydroxid unter Durchmischen kontinuier- lich einer ersten, gekühlten Reaktionszone mit Molverhältnis- sen von Formaldehyd zu Nitromethan im Bereich von 1,9 bis 2,2 : 1 und Alkalihydroxid zu Nitromethan im Bereich von 0,95 : 1 bis 1, 1 : 1 zuführt, ii) die in i) erhaltene wässrige Reaktionsmischung kontinuierlich der ersten Reaktionszone entnimmt und diese direkt im An- schluss daran zusammen mit Brom unter Durchmischen wenigstens einer zweiten gekühlten Reaktionszone kontinuierlich zuführt, und iii) 2-Brom-2-nitro-1, 3-propandiol aus der in ii) erhaltenen wäss- rigen Reaktionsmischung isoliert.

Unter wässrigen Lösungen bzw. wässrigen Reaktionsmischungen ver- steht man hier und im Folgenden solche Lösungen/Gemische, in de- nen das Lösungsmittel, Wasser oder eine Mischung aus Wasser und mit Wasser mischbaren inerten organischen Lösungsmitteln ist, wo- bei Wasser den Hauptbestandteil, d. h. wenigstens 50 Vol. -%, vor- zugsweise wenigstens 80 Vol-% und insbesondere wenigstens 95 Vol. %, ausmacht. Geeignete mit Wasser mischbare, inerte Lö- sungsmittel sind C1-C4-Alkohole wie Methanol, Ethanol, n-Propanol, Isopropanol, n-Butanol und tert. -Butanol. In einer bevorzugten Ausführungsform setzt man Wasser als Lösungsmittel ein.

Für das erfindungsgemäße Verfahren ist es wichtig, dass in der ersten Stufe i) der Herstellung von 2-Brom-2-nitro-1, 3-propandiol eine intensive Durchmischung der Reaktanden in der gekühlten Re- aktionszone bewirkt wird. Eine intensive Durchmischung ist auch in der zweiten Stufe ii) wichtig. Die Durchmischung wird vorzugs- weise dadurch bewirkt, indem man die flüssigen Reaktanden über Vorrichtungen, die zum kontinuierlichen Mischen von Flüssigkeiten geeignet sind, der ersten und vorzugsweise auch der zweiten Reak- tionsstufe zuführt. Bei kleineren Apparateabmessungen kann ein Durchmischen der Reaktanden auch dadurch erreicht werden, dass man die flüssigen Reaktanden unter Verwirbelung der Flüssigkeits- ströme in den Reaktor dosiert, beispielsweise über zwei in unmit- telbarer räumlicher Nähe zueinander angeordnete Einlässe für die Flüssigkeitsströme. Diese Vorgehensweise hat sich insbesondere bei Labor-und Miniplant-Anlagen mit Reaktorvolumina (Volumina der jeweiligen Reaktionszone)'1000 ml, vorzugsweise < 200 ml, bewährt.

Die Vorrichtungen zum kontinuierlichen Mischen von Flüssigkeiten (Mischelemente) können je nach Reaktorgeometrie sowohl Jetmi- scher, statische Mischer als auch dynamische Mischer sein. Derar- tige Mischer sind dem Fachmann bekannt, z. B. aus H. -J. Henzler, "Continuous Mixing of Fluids"in Ullmann's Encyclopedia of Indu- strial Chemistry, 5th ed. on CD-ROM, WILEY-VCH, 1997, Weinheim.

Vorzugsweise setzt man statische Mischer ein, als Mischer mit feststehenden Einbauten, insbesondere bei rohrförmigen Reaktor- geometrien. Die statischen Mischer können eine Anordnung mehrerer Umlenk-oder Prallbleche, gewebeartige Einbauten, z. B. Koax-Mi- scher oder die Sulzer-Typen SMX, SMV, SMR, SMF oder SMXL ; oder helicale Einbauten wie bei Kenics-, Fix-Mix-, Llightnin-oder He- lax-Mischern oder Kombinationen verschiedener statischer Mischer- typen aufweisen.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Geometrie der Re- aktionszone so gestaltet ist, dass in ihr im Wesentlichen turbu- lente Strömungsverhältnisse herrschen. Hierbei hat sich die Ver-

wendung von rohrförmigen Reaktoren, also Rohrreaktoren bzw. Rohr- bündelreaktoren, als besonders günstig erwiesen. Zudem erlauben diese Reaktorformen eine gute Abführung der hohen Reaktionswärme.

Die Reaktionsrohre können dabei sowohl kreisförmige als auch el- lipsoide Querschnitte aufweisen. Die Abmessungen des Reaktors sind im Allgemeinen so, dass das Verhältnis von Länge des Reak- torrohres zum Durchmesser im Bereich von 100 : 1 bis 1000000 : 1, vorzugsweise im Bereich von 100 : 1 bis 10000 : 1 und insbesondere im Bereich von 250 : 1 bis 1000 : 1 liegt. Unter dem Rohrdurchmesser ist bei ellipsoidem Querschnitt des Reaktorrohres der Mittelwert zwi- schen großer und kleiner Achse zu verstehen. Die Rohre des Reak- tors können eine gerade Geometrie aufweisen. Sie können aber auch ein oder mehrere, gekrümmte Rohrsegmente aufweisen, beispiels- weise Rohrsegmente mit mehreren aufeinanderfolgenden Krümmungen mit alternierender Krümmungsrichtung. Letztere Reaktoren sind z. B. aus der WO 98/08602 bekannt, auf deren Offenbarung hiermit Bezug genommen wird.

Erfindungsgemäß sind die Reaktionszonen gekühlt, d. h. sie sind mit Vorrichtungen zum Kühlen ausgestattet. Grundsätzlich sind hierbei alle Typen der externen Kühlung mit Kühlflüssigkeiten ge- eignet wie Mantelkühlung, an den Wänden der Reaktoren angeordnete Rohrschlangen oder Kühlbäder. Besonders günstig ist es, die Reak- toren in Form von Rohrbündelwärmetauschern auszugestalten, d. h. in Form von Rohrbündeln, die von dem flüssigen Kühlmedium umspült werden. Als flüssige Kühlmedien kommen grundsätzlich alle bekann- ten Kühlmedien, insbesondere gekühlte Solen oder flüssiger Ammo- niak in Betracht.

Die rohrförmigen Reaktoren weisen erfindungsgemäß wenigstens ein Mischelement in direkter räumlicher Nähe zu den Zuführungen für die flüssigen Reaktanden. Selbstverständlich können die rohrför- migen Reaktoren auch an anderen Stellen der Reaktionsrohre wei- tere Mischer, insbesondere statische Mischer aufweisen.

Im erfindungsgemäßen Verfahren kann man das Alkalimetallhydroxid und den Formaldehyd als eine wässrige Lösung, die beide Komponen- ten enthält, als auch als separate wässrige Lösungen der Reakti- onszone zugeführt werden. Das Nitromethan kann an einer Stelle, aber auch an mehreren Stellen der Reaktionszone zugeführt werden.

Die Zufuhr des Nitromethans erfolgt dabei stets über eine zum Mi- schen von Flüssigkeiten geeignete Vorrichtung. Hierdurch wird eine intensive Durchmischung des Nitromethans mit den wässrigen Lösungen der übrigen Reaktanden bzw. mit der in der Reaktionszone befindlichen Reaktionsmischung gewährleistet.

Vorzugsweise erfolgt die Zufuhr wenigstens eines Teils des Nitro- methans sowie der übrigen flüssigen Reaktanden über zwei bzw. drei in direkter Nachbarschaft zueinander und in direkter Nach- barschaft zu wenigstens einem Mischelement angeordneten Zuführun- gen. Bei der erfindungsgemäß bevorzugten rohrförmigen Reaktorgeo- metrie sind diese zwei bzw. drei Zuführungen an einem Ende des Reaktorrohres angeordnet. An diesem Ende befindet sich außerdem wenigstens eine zum Mischen von Flüssigkeiten geeignete Vorrich- tung.

In einer bevorzugten Ausführungsform dieser Anordnung bildet die für das Nitromethan vorgesehene Zuführung mit der für die Formal- dehyd und Alkalihydroxid vorgesehene Zuführung eine Düse mit ei- nem zentralen Austritt und einem konzentrisch um diesen zentralen Austritt angeordneten zweiten Austritt. Die Form dieser Austritte ist dabei von untergeordneter Bedeutung und kann kreis-bzw. ringförmige Querschnitte als auch ellipsoide Querschnitte aufwei- sen. Die Austrittsöffnungen dieser Düse sind dabei vorzugsweise so bemessen, dass das Verhältnis ihrer Querschnittsflächen nähe- rungsweise den über sie zuzuführenden Stoffströmen entspricht.

Bei dieser Anordnung wird man vorzugsweise das Nitromethan durch die zentrale Austrittsöffnung und die wässrige, Formaldehyd und Alkalihydroxid enthaltende Lösung über die darum konzentrisch an- geordnete Austrittsöffnung über das Mischelement der Reaktions- zone zuführen. Diese Anordnung ist insbesondere bei der erfin- dungsgemäß bevorzugten rohrförmigen Reaktorgeometrie bevorzugt.

Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung dieser speziellen Anord- nung zeigt für einen rohrförmigen Reaktionsraum die Figur 1.

Für das erfindungsgemäße Verfahren geeignete Alkalihydroxide sind insbesondere Natriumhydroxid und Kaliumhydroxid. Natriumhydroxid wird besonders bevorzugt eingesetzt.

Werden Alkalihydroxid und Formaldehyd als separate wässrige Lö- sungen zugeführt, dann liegt die Konzentration von Alkalihydroxid und von Formaldehyd in diesen wässrigen Lösungen vorzugsweise im Bereich von 10 bis 50 Gew.-% und insbesondere im Bereich von 15 bis 30 Gel.-% jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Lösung.

Erfolgt die Zufuhr über eine gemeinsame Lösung, beträgt die Ge- samtkonzentration an Formaldehyd und Alkalimetallhydroxid vor- zugsweise 10 bis 50 Gew. -% und insbesondere 15 bis 30 Gew.-%, be- zogen auf das Gesamtgewicht der Lösung. Nitromethan wird vorzugs- weise als solches der ersten Reaktionszone zugeführt.

Vorzugsweise werden die Konzentrationen an Formaldehyd und Alka- lihydroxid so gewählt, dass entsprechend dem eingestellten Mol- verhältnis von Nitromethan, Formaldehyd und Alkalihydroxid die Konzentration des Nitromethans bzw. seines Umsetzungsprodukts in der Reaktionsmischung der ersten Reaktionsstufe im Bereich von 1 bis 10 mol/1, insbesondere im Bereich von 1,2 mol/1 bis 5 mol/1 und besonders bevorzugt im Bereich von 1,5 mol/1 bis 4 mol/1 liegt. Entsprechend beträgt der Anteil an Nitromethan in der Ge- samtmenge der eingespeisten Stoffströme vorzugsweise etwa 60 g/1 bis 600 g/l, insbesondere 7,5 g/1 bis 300 g/1 und besonders be- vorzugt 90 g/1 bis 250 g/l oder 5,3 Vol-% bis 53 Vol-%, insbeson- dere 6,6 Vol-% bis 26,5 Vol-% und besonders bevorzugt 8,0 Vol-% bis 22,1 Vol-%, bezogen auf das Gesamtvolumen des Stoffstroms.

Erfindungsgemäß erfolgt die Zugabe der Reaktanden zur ersten Re- aktionsstufe in etwa der gemäß der eingangs gezeigten Stöchiome- trie erforderlichen Menge, wobei ein bis zu 10% iger Überschuss von Alkalihydroxid und Formaldehyd, bezogen auf Nitromethan ebenso möglich ist wie ein geringer Unterschuss dieser Komponen- ten. Angaben zur Stöchiometrie der Reaktanden sind hier und im folgenden stets als molare Angaben zu verstehen. Vorzugsweise setzt man jedoch Formaldehyd und Alkalihydroxid in wenigstens äquimolarer Menge, bezogen auf Nitromethan und vorzugsweise in einem geringen Überschuss von vorzugsweise 0,5 bis zu 10 Mol-% und insbesondere 2 bis 7,5 Mol-% ein. Dementsprechend liegt das Molverhältnis von Formaldehyd zu Nitromethan vorzugsweise im Be- reich von 2,01 : 1 bis 2,2 : 1 und insbesondere im Bereich von 2,05 : 1 bis 2,15 : 1 und das Molverhältnis von Alkalihydroxid zu Nitrome- than im Bereich von 1,01 : 1 bis 1, 1 : 1 und insbesondere im Bereich von 1,02 : 1 bis 1,07 : 1.

Die Reaktionstemperatur in der ersten Reaktionszone wird vorzugs- weise durch Kühlung der Reaktionszone unterhalb 40 °C gehalten.

Insbesondere erfolgt die Umsetzung in der ersten Reaktionszone bei Temperaturen im Bereich von 10 bis 40 °C und besonders bevor- zugt im Bereich von 15 bis 30 °C und speziell im Bereich von 20 bis 25 °C.

Bei diesem Verfahren hat es sich als günstig erwiesen, wenn die Verweilzeit der Reaktanden in der ersten Reaktionszone sehr ge- ring ist und vorzugsweise nicht mehr als 3 Minuten, z. B. 5 Se- kunden bis 3 Minuten, insbesondere 10 Sekunden 1 Minute, beson- ders bevorzugt 10 Sekunden bis 45 Sekunden und ganz besonders be- vorzugt 10 Sekunden bis 30 Sekunden, beträgt.

Die in der ersten Reaktionszone anfallende Lösung des Alkalime- tall-Salzes von 2-Nitropropan-1, 3-diol wird dann unverzüglich, d. h. ohne Zwischenspeicherung, direkt der zweiten Reaktionsstufe zugeführt. Erfindungsgemäß bevorzugt erfolgt die Zufuhr zusammen mit Brom über wenigstens eine zum Mischen von Flüssigkeiten ge- eignete Vorrichtung. Bevorzugt werden auch hier statische Mi- scher. Naturgemäß entnimmt man der zweiten bzw. bei mehreren Re- aktionszonen der letzten Reaktionszone kontinuierlich die wäss- rige, 2-Brom-2-nitropropan-1, 3-diol enthaltende wässrige Reakti- onsmischung und isoliert hieraus das Wertprodukt.

Die zweite Reaktionszone weist vorzugsweise ebenfalls eine rohr- förmige Geometrie auf. Demnach ist die zweite Reaktionszone eben- falls bevorzugt als Rohrreaktor oder als Rohrbündelreaktor ausge- staltet.

Vorzugsweise erfolgt die Zugabe der in der Reaktionsstufe i) er- haltenen wässrigen Reaktionsmischung und Brom über zwei in räum- licher Nachbarschaft befindliche Einleitungspunkte, die sich ih- rerseits in direkter räumlicher Nachbarschaft zu dem Mischelement befinden. Bevorzugt wird auch hier eine Anordnung gewählt, bei der Brom und die wässrige Reaktionslösung der Stufe i) über eine Düse mit einem ersten zentralen Austritt und einem konzentrisch um den zentralen Austritt angeordneten zweiten Austritt über eine zum Mischen von Flüssigkeiten geeignete Vorrichtung der Reakti- onszone, vorzugsweise dem Reaktorrohr zugeführt wird. Insbeson- dere verwendet man auch hier eine Anordnung, wie sie für die Zu- fuhr der Reaktanden in Stufe i) erläutert und beispielsweise in den Figuren 1 und la dargestellt ist. Bei diesen Anordnungen er- folgt die Zugabe des Broms vorzugsweise über den zentralen Aus- tritt und die Zugabe der wässrigen Reaktionslösung über den zwei- ten, ringförmig um den zentralen Austritt angeordneten Austritt.

Die Menge an Brom, welche man in der zweiten Stufe zuführt, ent- spricht im Wesentlichen der erforderlichen Stöchiometrie, wobei auch hier Brom in einem geringen Unter-bzw. Überschuss, der in der Regel 20 Mol-% nicht überschreitet, eingesetzt werden kann.

Für die Stöchiometrie wird die eingesetzte Menge an Nitromethan zugrunde gelegt. Dabei hat es sich als günstig erwiesen, wenn man Brom höchstens in äquimolarer Menge, bezogen auf eingesetztes Ni- tromethan, insbesondere aber in einem geringen Unterschuss, ein- setzt. Das Molverhältnis von Brom zu dem in der ersten Stufe ein- gesetzten Nitromethan beträgt daher vorzugsweise 1,8 : 1 bis 1,99 : 1 und insbesondere 1,9 : 1 bis 1,95 : 1.

Die Temperatur der Reaktionsmischung in der zweiten Reaktionszone wird durch intensives Kühlen vorzugsweise unterhalb 40 °C, z. B. im Bereich von 5 bis 40 °C, insbesondere im Bereich von 10 bis 30 °C und besonders bevorzugt im Bereich von 15 bis 25 °C gehal- ten.

Die Verweilzeit der Reaktanden in der zweiten Reaktionszone wird vorzugsweise 3 Minuten nicht überschreiten und beträgt vorzugs- weise 10 Sekunden bis 3 Minuten, insbesondere 10 Sekunden bis 2 Minuten und besonders bevorzugt 15 Sekunden bis 1 Minute.

Das im Austrag der zweiten Reaktionszone anfallende wässrige Re- aktionsgemisch liegt in der Regel als wässrige Lösung von 2-Brom-2-nitro-1, 3-propandiol und Alkalimetallbromid vor. zur Isolierung des 2-Brom-2-nitro-1, 3-propandiols kühlt man die er- haltene Reaktionsmischung vorzugsweise auf Temperaturen unterhalb 5 °C, insbesondere unterhalb 0 °C ab, wobei die Temperaturunter- grenze durch das Erstarren der wässrigen Reaktionsmischung be- grenzt ist. Vorzugsweise kühlt man auf eine Temperatur im Bereich von-10 bis-2 °C ab. Hierbei kristallisiert das in der Reaktions- lösung enthaltene 2-Brom-2-nitro-1, 3-propandiol nahezu vollstän- dig aus und kann nach üblichen Methoden filtriert werden. Zur weiteren Reinigung wird man das 2-Brom-2-nitro-1, 3-propandiol vorzugsweise mit geringen Mengen an Wasser und organischen Lö- sungsmitteln waschen. Anschließendes Trocknen liefert dann das 2-Brom-2-nitro-1, 3-propandiol in einer für die meisten Anwen- dungszwecke hinreichend reinen Form. Eine weitere Reinigung des 2-Brom-2-nitro-1, 3-propandiols kann durch Umkristallisation, z. B. aus Wasser, Alkoholen, z. B. C1-C4-Alkoholen wie Methanol, Ethanol, n-und iso-Propanol, Ethern wie Diethylether, Diisopro- pylether, Methyl-tert. -Butylether, chlorierten Lösungsmitteln und dergleichen erfolgen. Weiteres 2-Brom-2-nitro-1, 3-propandiol kann durch Einengen der Reaktionslösung und erneutes Durchführen der Kristallisation und/oder durch Aussalzen, vorzugsweise mit Alka- libromid oder Chlorid, z. B. NaBr oder NaCl, erhalten werden.

Überraschenderweise liefert das erfindungsgemäße'Verfahren 2-Brom-2-nitro-1, 3-propandiol in einer deutlich höheren Ausbeute, bezogen auf eingesetztes Nitromethan, als die diskontinuierlichen Verfahren des Stands der Technik. So liegt die Selektivität, be- zogen auf eingesetztes Nitromethan üblicherweise oberhalb 90 % und insbesondere im Bereich von 95 bis 99 %. Die Ausbeute an 2-Brom-2-nitro-1, 3-propandiol, bezogen auf eingesetztes Nitrome- than, liegt in der Regel oberhalb 80 % der theoretischen Ausbeute und beträgt häufig wenigstens 85 %. Dementsprechend ist die Bil- dung von Nebenprodukten geringer. Zudem ist das erfindungsgemäße Verfahren wirtschaftlicher, da anders als bei den diskontinuier-

lichen Verfahren nicht in sehr verdünnter Lösung gearbeitet wer- den muss. Zudem ist die Raum-Zeit-Ausbeute im erfindungsgemäßen Verfahren sehr viel höher, in der Regel wenigstens um den Faktor 100, insbesondere wenigstens 200, als in den Batch-Verfahren des Stands der Technik, so dass mit sehr viel kleineren Reaktorvolu- mina Mengen an Wertprodukt hergestellt werden können, für die im Batchverfahren sehr viel größere Reaktorvolumina erforderlich sind. Dies erhöht die Wirtschaftlichkeit, da für den Bau der An- lagen geringere Materialaufwendungen erforderlich sind. Außerdem ist das erfindungsgemäße Verfahren sehr genau steuerbar. Ein Ein- satz von organischen Lösungsmitteln, wie er laut Literatur bei den Verfahren des Stands der Technik erforderlich ist, ist im er- findungsgemäßen Verfahren nicht erforderlich.

Die Figuren und nachfolgenden Beispiele sollen die Erfindung ver- deutlichen, ohne sie jedoch einzuschränken.

Figur 1 : Darstellung einer bevorzugten Anordnung einer Zuführung für Reaktanden in einem Reaktionsrohr Figur la : Schematische Darstellung einer von mehreren miteinander verbundenen Anordnungen gemäß Figur 1 Figur 2 : Flussdiagramm der kontinuierlichen Herstellung von 2-Brom-2-nitro-1, 3-propandiol Figur 1 zeigt den Querschnitt von einem Ausschnitt eines Rohrbün- delreaktors mit einem Reaktionsrohr (1), in dessen Ende ein zwei- tes Rohr (2) mit einer Austrittsöffnung (3), deren Querschnitts- fläche kleiner ist als die des Reaktionsrohres, hineinragt. Die Außenwand des Rohres (2) bildet mit der Innenwand des Rohres (1) eine zweite Austrittsöffnung (4). In unmittelbarer Nachbarschaft zu den Austrittsöffnungen (4) und (3) befindet sich ein stati- sches Mischelement (7), beispielsweise eine SMX-Sulzer-Packung.

Die Rohre (1) und (2) sind mit nicht dargestellten Kammern (5) und (6) verbunden. Pfeil (A) symbolisiert den Zustrom von wässri- gem Formaldehyd und Natronlauge, Pfeil (B) den Zustrom von Nitro- methan.

Figur la zeigt in schematischer Darstellung einen Ausschnitt aus einer Rohrbündel-Anordnung, die mehrere der in Figur 1 erläuter- ten Anordnungen aufweist. Von einem Boden (8) gehen mehrere Reak- tionsrohre (1) mit Mischelementen (7) ab. Von einem Boden (9) ge- hen mehrere Rohre (2) ab, die in die Rohre (1) hineinragen. Boden (9) bildet mit Boden (8) eine Kammer (5), die Zuleitungen für die Zufuhr einer Reaktant-Lösung oder eines Reaktanden aufweist. Bo- den (9) wiederum bildet mit Haube (10) eine Kammer (6), die Zu-

leitungen für einen Reaktanden bzw. eine Reaktand-Lösung auf- weist.

Figur 2 zeigt ein Flussdiagramm der erfindungsgemäßen Herstellung von 2-Brom-2-nitro-1, 3-propandiol. Gemäß diesem Flussdiagramm wird ein Nitromethan-Strom (11) über eine Kammer (6) in einen Rohrbündelreaktor R1 gegeben. Der Rohrbündelreaktor R1 weist da- bei mehrere Reaktionsrohre mit der in Figur 1 bzw. Figur la er- läuterten Anordnung auf. Eine wässrige Lösung von Natriumhydroxid (Strom 12) und eine wässrige Formaldehyd-Lösung (Strom 13) werden über einen Mischer (14) vereinigt und über eine Kammer (5) in den Reaktor R1 gefahren. Der Reaktoraustrag (15) wird direkt über eine Kammer (5) in den Reaktor R2 gefahren. Reaktor R2 weist eine dem Reaktor R1 vergleichbare Reaktorgeometrie auf mit mehreren der in Figur 1 und Figur la erläuterten Anordnungen. Brom (16) wird über eine Kammer (6') in den Reaktor R2 gefahren. Der Aus- trag (17) von Reaktor R2 wird dann der nicht dargestellten Kri- stallisation zugeführt. Sowohl der Reaktor R1 als auch der Reak- tor R2 sind mit einem nicht dargestellten Kühlsystem verbunden.

I. Laborversuch Als Reaktor dienten zwei nacheinander geschaltete, schlaufenför- mige gewickelte Reaktionsrohre aus Teflon. Das erste Reaktions- rohr wies eine Länge von 5000 mm und einen Innendurchmesser von 2 mm auf, entsprechend einem Reaktorvolumen von etwa 15,7 ml. Das zweite Reaktionsrohr hatte eine Länge von 3000 mm und einen In- nendurchmesser von ebenfalls 2 mm, entsprechend einem Reaktorvo- lumen von 9,4 ml. Das erste Reaktionsrohr wies an einem Ende drei Zuleitungen für Flüssigkeiten auf. An seinem anderen Ende war es über ein Anschlussstück, welches eine Zuleitung für eine Flüssig- keit aufwies, mit dem Anfang des zweiten Reaktionsrohrs verbun- den. Das freie Ende des zweiten Reaktionsrohrs führte in eine ge- kühlte Vorlage. Sowohl das Reaktionsrohr (1) als auch das Reakti- onsrohr (2) wurden mittels Kühlbäder gekühlt, so dass in Reakti- onsrohr (1) eine maximale Reaktortemperatur von +30 OC und in Re- aktor (2) eine maximale Temperatur von 20 °C nicht überschritten wurde. Die Vorlage wurde auf-5 °C gekühlt. Mittels Titrier-Auto- maten (Metrohm-Posimaten) führte man über die Zuleitungen den er- sten Reaktor 3,43 ml/min einer 20 gew.-% igen, wässrigen Formalde- hyd-Lösung, 0,54 ml/min Nitromethan und 1, 8 ml/min einer 20 gew.-% igen Natronlauge zu. Nach einer Vorlaufmenge von etwa 50 ml gab man mittels eines Metrohm-Posimaten über die Zuleitung im Verbindungsstück der zwei Reaktoren 0,51 ml/min Brom zu. In der gekühlten Vorlage kristallisierte nahezu reines 2-Brom-2-ni- tro-1, 3-propandiol aus, welches durch Filtration isoliert wurde.

Die Ausbeute an Wertprodukt, bezogen auf eingesetztes Nitrome- than, betrug etwa 90 %. Dies entspricht einer Raum-Zeit-Ausbeute von 4,3 kg/l-1h-1.