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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung und Reinigung von Acrylnitril oder Methacrylnitril, das durch Ammoxydation von Propylen oder Isobutylen hergestellt worden ist, bei dem die wässerige Schicht aus einer Dekantiervorrichtung, die mit einer Kolonne zur Entfernung von HCN aus dem Nitril verbunden ist, in eine Abschreckkolonne im Kreislauf zurückgeführt wird, in der die heissen Gase aus dem Reaktor mit dem im
Kreislauf geführten wässerigen Strom direkt in Kontakt gebracht werden.
Gegenstand der Erfindung ist somit ein Verfahren zur Gewinnung und Reinigung von als Ammoxydationsprodukte von Propylen oder Isobutylen erhaltenem Acrylnitril oder Methacrylnitril, indem man a) den Reaktorabstrom mit gegebenenfalls Säure enthaltendem Wasser in einer Abschreckkolonne direkt in Kontakt bringt, b) hierauf Nitril und HCN in Wasser absorbiert, c) durch Destillation die wässerige Lösung in eine konzentrierte Mischung aus Nitril und HCN sowie
Wasser mit Verunreinigungen abtrennt, d) die wässerige Mischung aus Nitril und HCN in einer HCN-Destillationskolonne gegebenenfalls unter
Verwendung von Essigsäure als Stabilisator fraktioniert, dabei HCN als Kopfprodukt abzieht und e) wässeriges Nitril als Bodenprodukt oder Seitenstrom aus der Kolonne in eine Dekantiervorrichtung überführt, in der sich eine wässerige Schicht und eine organische Nitrilschicht bilden,
welches dadurch gekennzeichnet ist, dass man die wässerige Phase aus der Dekantiervorrichtung abzieht und sie mit dem Reaktorabstrom in der Abschreckkolonne direkt in Kontakt bringt.
Das erfindungsgemässe Verfahren stellt ein bequemes Verfahren zur Beseitigung eines Acrylnitril enthaltenden wässerigen Stromes bei der Gewinnung von Acrylnitril dar, wodurch die Menge an Säure, die zum Neutralisieren des überschüssigen Ammoniaks, der in den Reaktorabstrom gelangt, erforderlich ist, und die Acidität in andern Abschnitten des Gewinnungs- und Reinigungssystems wesentlich herabgesetzt wird.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Sie zeigt eine schematische Darstellung des erfindungsgemässen Verfahrens, angewandt auf die Gewinnung und Reinigung von Acrylnitril.
Der Reaktorabstrom wird durch die Leitung --12-- in die Abschreckkolonne (Kühlkolonne) --10-- eingeführt. Ein wässeriger Sprühnebel wird durch die Leitung--14--mit den heissen Reaktionsgasen in Kontakt gebracht, um die Gase abzukühlen. Durch eine nicht dargestellte Leitung wird auch Schwefelsäure zugeführt, um den Ammoniak in dem Reaktorabstrom zu neutralisieren.
Das flüssige Bodenprodukt der
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der Absorptionsvorrichtung werden das Acrylnitril und die wasserlöslichen Verunreinigungen in dem Wasser aus der Leitung--22--absorbiert. Die nicht absorbierten Gase strömen durch die Leitung--24--. Der Acrylnitril, HCN und wasserlösliche Verunreinigungen enthaltende wässerige Strom wird durch die Leitung --26-- in eine Destillationskolonne--28--eingeleitet. In der Destillationskolonne--28--wird eine Destillation oder extraktive Destillation durchgeführt, um einen Bodenproduktstrom aus Wasser und Verunreinigungen durch die Leitung--30--zu entfernen.
Das durch die Leitung --32-- überkopf abgezogene Produkt besteht im wesentlichen aus Acrylnitril, HCN und Wasser.
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andern Säure eingeführt, um die HCN zu stabilisieren. Das Bodenprodukt, das im wesentlichen aus Acrylnitril und Wasser, zusammen mit etwas Säure, besteht, wird abgekühlt und durch die Leitung--40--in die Dekantiervorrichtung--42--überführt.
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wesentlichen aus Wasser, gelöstem Acrylnitril und gelöster Essigsäure.
Die Erfindung befasst sich mit der Rückführung der wässerigen Schicht --44-- im Kreislauf. Die wässerige Schicht --44-- wird erfindungsgemäss durch die Leitung--50--in die Abschreckkolonne --10-- im Kreislauf zurückgeführt. In der Abschreckkolonne wird die im Kreislauf zurückgeführte Flüssigkeit direkt mit den Reaktionsgasen in Kontakt gebracht. Diese rückgeführte Flüssigkeit unterstützt die Abkühlung des Reaktorabstroms und die in ihr enthaltene gelöste Essigsäure neutralisiert mindestens einen Teil des aus dem Reaktorabstrom in die Abschreckkolonne--10--gelangenden Ammoniaks. Auf diese Weise wird die zum Neutralisieren des Reaktorabstroms erforderliche Menge an Schwefelsäure verringert.
Die Erfindung ist auf jede beliebige Gewinnung bzw. Rückgewinnung und Reinigung von Acrylnitril oder Methacrylnitril anwendbar, bei der verwendet wird (a) eine Abschreckkolonne, in welcher der Reaktorabstrom direkt mit einer Flüssigkeit, in der Regel einem wässerigen Strom, in Kontakt gebracht wird, und (b) eine HCN-Destillationskolonne, in der HCN von dem Nitril getrennt wird. Die mit der Gewinnung bzw.
Rückgewinnung und Reinigung verbundenen Zwischenstufen sind nicht kritisch.
Bei der Abschreckkolonne handelt es sich um eine Vorrichtung, in der die heissen Gase des
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Reaktorabstroms direkt mit einer Flüssigkeit, in der Regel einem in entgegengesetzter Richtung fliessenden Strom aus einem wässerigen Strom und Reaktionsgasen, in Kontakt gebracht werden. Diese Kolonnen sind bekannt.
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eines Überkopfstromes abgezogen, der mit einer Säure stabilisiert wird. Obgleich jede beliebige Säure für die Stabilisierung verwendet werden kann, sind organische Säuren, wie Essigsäure, bevorzugt.
Der in die Dekantiervorrichtung eingeführte Strom stammt aus der HCN-Destillationskolonne. Bei dem Strom handelt es sich entweder um das Bodenprodukt der Kolonne oder um einen Seitenstrom. Der Seitenstrom kann flüssig oder gasförmig (dampfförmig) sein. Der Gasstrom muss natürlich vor der Einführung in die Dekantiervorrichtung kondensiert werden. Jeder dieser Ströme wird bis zu einem solchen Punkte abgekühlt, an dem eine Phasentrennung auftritt. In der Dekantiervorrichtung bilden sich dann eine wässerige Phase und eine organische Phase.
Die organische Phase der Dekantiervorrichtung wird anders behandelt, wenn ein Seitenstrom verwendet wird, als bei Verwendung eines Bodenprodukts. Wie oben für ein Bodenprodukt erläutert, wird die organische Phase aus der Dekantiervorrichtung in die nachfolgenden Reinigungsstufen eingeleitet. Wenn ein Seitenstrom verwendet wird, wird die organische Phase der Dekantiervorrichtung normalerweise für die weitere Verarbeitung in die HCN-Destillationskolonne zurückgeführt.
Wie angegeben, besteht das wesentliche Merkmal der Erfindung in der Zurückführung der wässerigen Phase der HCN-Destillationskolonne-Dekantiervorrichtung im Kreislauf in die Abschreckkolonne. Der im Kreislauf zurückgeführte Strom kann gemäss einem allgemeinen Prinzip der Erfindung an jedem beliebigen Punkt in die Abschreckkolonne eingeführt werden. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der im Kreislauf zurückgeführte Strom entweder in Form eines getrennten Sprühnebels oder kombiniert mit dem normalen flüssigen Strom der Abschreckkolonne mit den heissen Reaktionsgasen in Kontakt gebracht.
Die Behandlungsstufen zwischen der Abschreckkolonne und der HCN-Destillationskolonne sind erfindungsgemäss nicht kritisch. Wie angegeben, wird der Reaktorabstrom in der Regel absorbiert oder kondensiert unter Bildung eines Nitril, HCN und Wasser enthaltenden Stroms und der gebildete wässerige Strom wird destilliert, um das Nitril und den HCN in dem Überkopfprodukt zu konzentrieren. Dieser Überkopfstrom gelangt dann in die HCN-Destillationskolonne. Diese Zwischenstufen können auch in der verschiedensten Weise variiert werden.
Durch Anwendung der Erfindung können somit sehr beachtliche Verbesserungen in bezug auf das pH-Gleichgewicht und beträchtliche Verminderungen in bezug auf die Verwendung von neutralisierender Säure erzielt werden.
Beispiel : In einer Herstellungsanlage für Acrylnitril mit den in der Zeichnung wiedergegebenen Kolonnen hat die wässerige Phase aus der Dekantiervorrichtung die folgende Zusammensetzung in Teilen/h :
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<tb>
<tb> Acrylnitril <SEP> 350
<tb> HCN <SEP> 53
<tb> Essigsäure <SEP> 21
<tb> Wasser <SEP> 4876
<tb>
Dieser Flüssigkeitsstrom wurde mit einer Fliessgeschwindigkeit von 5300 Teilen/h zur Abschreckkolonne zurückgeführt. Das Resultat dieser Zurückführung ist die Verminderung der zur Neutralisierung von überschüssigem Ammoniak im Reaktorabgas verwendeten Schwefelsäure in Höhe von 10 Teilen/h bzw. 240 Teilen. pro Tag. Ausserdem wird der grösste Teil der 350 Teile/h Acrylnitril in der wässerigen Phase der Dekantiervorrichtung als Reaktionsprodukt gewonnen.