DD150392A3 - Gewinnung von reinem monomethylamin - Google Patents

Abstract

Die Qualitaet von Monomethylamin, das aus Monomethylamin/Dimethylamin-Gemischen gewonnen wird, soll dadurch verbessert werden, dasz die Verunreinigungen des Monomethylamins, insbesondere Ammoniak, zusammen mit einem Teil des Monomethylamins am Kopf einer Trennkolonne abgetrennt und die Hauptmenge an reinem Monomethylamin als fluessiger Seitenstrom aus der Obersaeule dieser Kolonne gewonnen werden. Die zuvor entwaesserten Monomethylamin/Dimethylamin-Gemische werden mit Vorteil dampffoermig der Entwaesserungskolonne entnommen und der Trennkolonne zugefuehrt. Das Kopfprodukt der Kolonne gelangt zweckmaeszigerweise in die Stufe der Methylaminsynthese zurueck.

Description

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Gewinnung von reinem Monomethylamin Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von reinem Monomethylamin durch destillative Trennung von Monomethylamin/ •..Dirnethylamin-Gemischen, die üblicherweise aus den Gemischen der Methylaminsynthese nach der Abtrennung von Ammoniak, Trimethylamin, ggf. eines Teiles des Monomethylamins und von Wasser anfallen. Das erfindungsgemäße Verfahren betrifft insbesondere die Gewinnung von Monomethylamin in höchster Reinheit aus solchen Monomethylamin/'Dimethylamin-Gemischen, die noch geringe Mengen Ammoniak und ggf. andere leichtsiedende Komponenten enthalten.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bei der Synthese von Methylaminen aus Methanol und/oder methyläther und Ammoniak fallen bekanntermaßen Reaktionsgemische an, die die 3 Methylamine, nichtumgesetztes Ammoniak und Wasser enthalten. Nach, bekannten Verfahren zur Trennung dieser Reaktionsgemische der Methylaminsynthese wird meist so verfahren,

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daß zuerst das überschüssige Ammoniak zusammen mit einem Teil des bei der Synthese gebildeten Trimethy!amins, gegebenenfalls zusammen mit einem Teil des Monomethylsmins, und anschließend die vollständige Abtrennung des Trimethylamine aus dem verbleibenden Gemisch durch eine Extraktivdestillation mit Wasser- erfolgt. (US-PS 2 206 584, 2 206 585» ZXD- V$ 129 960 , DD-PS 118 414) oder zuerst durch eine Extraktivdestillation mit. Wasser das gesamte Trimethylamin und anschließend das Ammoniak aus dem verbleibenden Gemisch abgetrennt wird (JP-AS 42-22361/67* US-PS 2 998 355).

Nach der Abtrennung des Ammoniaks, des Trimethylamine und ggf. eines Teiles des^; Monomethylamins verbleibt jeweils ein Gemisch von Monomethylaminj Dimethylamin und Wasser, das noch geringe Mengen Ammoniak und ggf» andere leichtsiedende Komponenten enthält« Die Trennung dieses Gemisches wird nach den bekannten Verfahren in der Regel so vorgenommen, daß zunächst in einer Entwässerungskolonne die Methylamine' vom Wasser getrennt werden und anschließend das als Destillat anfallende Gemisch aus Monomethylamin und Dimethylamin nach seiner Kondensation einer weiteren Kolonne zur Trennung zugeführt wird, in der das Monomethylamin, das das gesamte restliche Ammoniak und meist auch andere leichtsiedende Komponenten enthält, als Kopfprodukt und aas Dimethylamin als Sumpfprodukt abgenommen werden· Pur die meisten Anwendungsgebiete ist die Qualität des so gewonnenen Monomethylamins nicht ausreichend, so daß Monomethylamin einer Peinreinigung in einer weiteren Destillationsstufe unterzogen werden muß« Die Qualitätsmerkmale des Monomethylamins sind dabei insbesondere auf Grund seines zu hohen Gehaltes an Ammoniak unzureichend«.

Der Ammoniakgehalt im Monomethylamin kann je nach der benutzten Trenntechnologie der Reaktionsgemische der Methylaminsynthese bis zu 2 Masse-% betragen« Das in den Reaktionsgemischen im Überschuß vorhandene Ammoniak kann weder zusammen mit dem Trimethylamin als Azeotrop noch nach der Abtrennung von

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Trimethylamin durch Extraktivdestillation mit Wasser aus den verbleibenden Gemischen ohne weiteres in ausreichendem Maße abgetrennt werden· Der Hauptgrund für die schwierige Abtrennung des Ammoniaks in diesen Destillationsstufen ist bekanntermaßen darin zu sehen, daß Ammoniak eine sehr hohe Löslichkeit in Wasser besitzt. Vielmehr erfordert eine ausreichende Abtrennung des Ammoniaks nach den bekannten Verfahren einen beträchtlichen apparativen und energetischen Aufwand, da in der Destillationsstufe der Ammoniakabtrennung Kolonnen mit einer großen Bodenzahl verwendet werden müssen und mit einem hohen Rücklaufverhältnis gearbeitet werden muß, wobei außerdem Verluste an dem anuweisten erwünschten Dimethylamin kaum zu vermeiden sind. Dies wie auch eine in den meisten Fällen erforderliche zusätzliche Reindestillation des Monomethy!amins ist jedoch nicht ökonomisch«

Zur Vermeidung dieser geschilderten Nachteile erfolgt nach einem v/eiteren bekannten Verfahren (DT-AS 1 204 683) die Abtrennung des restlichen Ammoniaks aus Methylamin/Wasser-Gemischen in der Weise, daß in der Destillationsstufe der Entwässerung als Kopfprodukt ein Teil des Monomethy!amins zusammen mit dem restlichen Ammoniak abgenommen wird, während das Dimethylamin mit dem übrigen Monomethylamin als Seitenstrom aus der Obersäule der Kolonne entnommen und der Monomethylamin/Dimethylamin-Trennkolonne zugeführt wird.

Mit dieser Verfahrensweise ist zwar eine Abtrennung von restlichem Ammoniak möglich, jedoch haften diesem Verfahren die entscheidenden Nachteile an, daß auf Grund ungenügender Trennung des Destillationsgemisches Dimethylamin in das Kopfprodukt gelangt und in die Synthesestufe zurückgeführt werden muß sowie

der Monomethylamin/Dimethylamin-Seitenstrom flüssig aus der Obersäule der Entwässerungskolonne entnommen werden muß, da Ammoniak in der Dampfphase über den Böden der Obersäule nicht genügend abgereichert ist» Somit muß die gesamte Menge der zu

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trennenden Amine in der Monomethylamin/Bimethylamin-Trennkolonne erneut verdampft werden« Darüberhinaus kann die nach, diesem Verfahren erreichbare Monomethylaminqualität ebenfalle nicht befriedigen*

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es* unter Vermeidung der geschilderten Nachteile bekannter Verfahren die Gewinnung von hochreinem Monomethylamin zu ermöglichen·

Darlegung des Wesens der Erfindung

Es bestand somit die Aufgabe, ein Verfahren zur Gewinnung von reinem Monomethylamin aus Monomethylamin/Dimethylamin~Gemischen_s die geringe Mengen Ammoniak und ggf« andere leichtsiedene Komponenten enthalten, zu entwickeln, das bei verbesserter Ökonomie keinen zusätzlichen apparativen Aufwand erfordert. Die Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Gewinnung von reinem Monomethylamin durch destillative Trennung von Monomethylamin/ Dimethylamin-Gemischen, die üblicherweise aus den Gemischen der Methylaminsynthese nach der Abtrennung von Ammoniak, Trimethylamine ggf* eines Teiles des Monomethylamins und von Y/asser anfallen und die noch geringe Mengen Ammoniak sowie ggf» andere leichtsiedende Komponenten enthalten, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Monomethylamin/Dimethylamin-Gemische aus der Entwässerungskolonne vorzugsweise dampfförmig entnommen und dem unteren Teil einer Trennkolonne zugeführt werden, als Kopfprodukt dieser Kolonne eine geringe Menge Monomethylamin abgenommen und ggfe in die Synthesestufe zurückgeführt wird, das nahezu das gesamte im Ausgangsgemisch vorhandene Ammoniak und ggfe die anderen leichtsiedenden Komponenten enthältj die Hauptmenge des Monomethylamins als flüssiger Seitenstrom aus der Obersäule der Kolonne und Dimethylamin in üblicher Weise als

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Sumpfprodukt der- Kolonne gewonnen werden· Das erfindunggemäße Verfahren wird vorzugsweise so durchgeführt, daß das Monomethylamin/Dimethylamin-Gemisch, das noch Ammoniak enthält, dampfförmig am Kopf der Entwässerungskolonne gewonnen und direkt der mit 60 bis 80 Böden ausgestatteten Kolonne zur Trennung der beiden Methylamine zugeführt wird· Am Kopf der Entwässerungskolonne wird dabei mit den üblichen Kondensationsmitteln nur der Anteil kondensiert, der als Rück~ lauf für die Kolonne erforderlich ist· Der Einlauf des dampfförmigen Amingemisches in die nachfolgende Trennkolonne befindet sich zweckmäßig am unteren Teil der Kolonne im Bereich der Böden 12 bis 20, Die Abnahme der Hauptmenge des Monomethylamins erfolgt aus der Flüssigphase von einem der Böden 3 bis 8 unterhalb des obersten Bodens der Kolonne. Dieses Monomethylamin enthält nur noch Spuren Ammoniak und besitzt praktisch für alle Anwendungszwecke eine ausreichende Qualität· Im Kopfprodukt dieser Kolonne fällt dagegen zusammen mit Monomethylamin der allergrößte Teil des im Einlaufgemisch vorhandenen Ammoniaks neben geringen Mengen anderer leichtsiedender Komponentenso,Dieses Produkt wird zweckmäßiger Weise in die Synthesestufe zurückgeführt· Gegebenenfalls kann dieses Produkt jedoch auch als Monomethylamin geringerer Qualtität abgegeben werden·

Bevorzugt wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren mit einem Rücklauf von 4 bis 5»5» bezogen auf die Einlaufmenge, in der Trennkolonne der Amine gearbeitet·

Das erfindungsgemäße Verfahren hat insbesondere den Vorteil, daß ohne zusätzlichen apparativen Trennaufwand und ohne auf die energetisch besonders vorteilhafte dampfförmige Einspeisung des Methylamingemisches in die Monomethylamin/Dimethy1-amin-Trennkolonne verzichten zu müssen ©in Monomethylamin erhalten wird, des33n Qualität allen Anwendungsforderungen entspricht oder diese sogar übertrifft· Es ist dabei unerheblich,

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ob die im Eingangsgemisch vorhandene Ammoniakmenge infolge schlechter Arbeitsweise der Kolonne zur Ammoniakentfernung in einem gewissen Bereich schwankt oder diese Kolonne etwa aus Gründen ökonomischer Arbeitsweise eine geringere Trennleistung besitzte Die Qualität des Monomethylamins wird davon nur unwesentlich berührt, da die Verteilung des Ammoniaks auf das Kopfprodukt und den Monomethylamin-Seitenstrom etwa im Verhältnis 20 s 1 erfolgt.

Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens kommen dadurch zustande, daß überraschenderweise und für den Fachmann nicht ohne weiteres ersichtlich, in der Flüssigphase wenige Böden unterhalb des Kopfes der Monomethylamin/Dimethylamin-Trennko-,lonne sowohl Ammoniak wie auch Dimethylamin bereits genügend abgereichert sind, wodurch die Entnahme der Hauptmenge des Monome» thylamins von einem dieser Böden als sehr reines Produkt mög~ lieh ist·

Ausführungsbeispiel

Von den Reaktionsprodukten der Methylaminsynthese verbleibt nach Abtrennung des größten Teiles an überschüssigem Ammoniak, eines Teiles des Trimethylamins und eines Teiles des Monome« thylamins in der ersten Kolonne ein Sumpfprodukt, das

10,5 lg/h Ammoniak

800,0 kg/h Monomethylamin

2 670,0 kg/h Dimethylamin

2 925*0 kg/h Triethylamin

und 5 803,5 kg/h Wasser

enthält*

Dieses Sumpfprodukt gelangt in die zweite Kolonne, in der durch Extraktivdestillation mit Wasser Trimethylamin als Kopfprodukt in folgender Zusammensetzung erhalten wird:

"⁷ " 2 0 3

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2 921,9 kg/It Trimethylamin

2,7 kg/h Ammoniak

2,4 kg/h Monomethylamin

1»9 kg/h Dime thylamin

2,7 kg/h Wasser

Das verbleibende Sumpfprodukt, das zusätzlich noch das gesamte für die Extraktivdestillation benötigte Wasser enthält, wird zur Entwässerung einer dritten Kolonne zugeführt. Als Kopfprodukt dieser Kolonne wird dampfförmig ein Gemisch der Zusammensetzung

7,8 kg/h Ammoniak

797,0 kg/h Monomethylamin

2 668,1 kg/h Dime thylamin

3,1 kg/h Trimethylamin

3,5 kg/h Wasser

abgezogen, während als Sumpfprodukt das gesamte Wasser verbleibt, das noch 0,6 kg/h Monomethylamin enthält·

Das dampfförmige Kopfprodukt der Entwässerungskolonne wird dem 30· Boden der Monomethylamin/Dimethylamin-Trennkolonne zugeführt. Diese Kolonne besitzt 80 praktische Böden und wird bei einem Druck von 8,5 at und einem Rücklaufverhältnis von ca, 4, bezogen auf die Menge des Einlaufgemisches, betrieben. Das anfallende Kopfprodukt enthält:

7.3 kg/h Ammoniak

196.7 kg/h Monomethylamin

0,1 kg/h Dirne thylamin

0,5 kg/h Trimethylamin

Als Seitenstrom wird vom 75· Boden aus der Obersäule der Kolonne ein Produkt folgender Zusammensetzung abgezogen?

-. β - 2 0 3 4 8 1

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598,6 kg/h. Monomethylamin

0,4 kg/h Ammoniak

0,5 lg/h Dimethylamin

0,6 kg/h Trimethylamin

Als Sumpfprodukt verbleibt in der Kolonne im wesentlichen Dirne thylamin·

Die Anreicherung des Ammoniaks im Kopfprodukt beträgt gegen« über dem als Seitenstrom abgenommenen Monomethylamin das 50-fache, Mit einem Gehalt von etwa Oj07 Masse~% Ammoniak besitzt das reine Monomethylamin eine ausgezeichnete Qualität. Das angereicherte Kopfprodukt kann für bestimmte Anwendungszwecke als Monomethylamin technischer Qualität abgegeben werden.

Claims (3)

- 9 - 2 0 348 1 LP 77104 Erfind ungsansprtich

1· Verfahren zur Gewinnung von reinem Monomethylamin durch deatillative Trennung von Monomethylamin/Dimethylamln-Gemischen, die üblicherweise aus den Gemischen der Methylaminsynthese nach der Abtrennung von Ammoniak, Trimethylamin, ggf* eines Teiles des Monomethylamins und von Y/asser anfallen und die noch geringe Mengen Ammoniak sowie ggf. andere leichtsiedende Komponenten enthalten, gekennzeichnet dadurch, daß die Monomethylamin/Dimethylamin-Gemische aus der Entwässerungskolonne entnommen und dem unteren Teil einer Trennkolonne zugeführt werden, daß als Kopfprodukt dieser Kolonne eine geringe Menge Monomethylamin abgenommen wird» das nahezu das gesamte im Ausgangsgemisch vorhandene Ammoniak und ggfe die anderen leichtsiedenden Komponenten enthält, und daß die Hauptmenge des Monomethylamins als flüssiger Seitenstrom aus der Obersäule der Kolonne und Dimethylamin in üblicher Weise als Sumpfprodukt der Kolonne gewonnen werden«

2« Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Moixniathylamin-Dimethylamin-Gemisch der Entwässerungskolonne dampfförmig entnommen wird.

3· Verfahren nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß da3 als Kopfprodukt der Trennkolonne entnommene Monomethylamin in die Synthesestufe zurückgeführt wird·