DD221171A1 - Verfahren zur gewinnung von acetaldehyd aus gasfoermigen reaktionsprodukten - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von Acetaldehyd aus den gasfoermigen Reaktionsprodukten der Umsetzung von Azetylen und Wasser beziehungsweise Aethylen und Sauerstoff. Sie befasst sich insbesondere mit der Weiterverarbeitung der in der Absorption anfallenden aldehydbeladenen waessrigen Loesungen. Aufgabe der Erfindung ist es, die thermisch aufwendige Trennung der waessrigen Loesung des Acetaldehyds zu ueberwinden. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe dadurch geloest, dass der Acetaldehyd aus der waessrigen Loesung mittels Kohlenwasserstoffen extrahiert und anschliessend durch Rektifikation wieder von diesen Kohlenwasserstoffen getrennt wird. Als Kohlenwasserstoffe kommen Aromaten oder Aliphaten mit 6 bis 8 C-Atomen zur Anwendung. Der Verteilungskoeffizient zwischen organischer und waessriger Phase liegt bei etwa 4. Mit abnehmender Aldehydkonzentration nimmt er sogar noch zu. Der relativ geringen Erhoehung des apparativen Aufwandes steht eine erhebliche Reduzierung des Energieaufwandes gegenueber.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von Acetaldehyd aus den gasförmigen Reaktionsprodukten der Umsetzung von Azetylen und Wasser beziehungsweise Äthylen und Sauerstoff. Sie befaßt sich insbesondere mit der Weiterverarbeitung der in der Absorption anfallenden aldehydbeladenen wässrigen Lösungen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Entsprechend DD-PS 22987 ist es bekannt, Acetaldehyd aus Acetylen herzustellen. Das im Reaktor gebildete Gasgemisch wird abgezogen, gekühlt und anschließend dem Absorptionsturm zugeführt. Bei der Absorption des Acetaldehyde als wässrige Lösung werden, bedingt durch die dabei auftretende hohe Lösungs- und Mischungswärme, Aldehydkonzentrationen von nur 7-9Ma.-% erreicht. In der nachfolgenden ersten Destillationsstufe erfolgt das Abtreiben des Acetaldehyds. Auf Grund des hohen Wasseranteils ist die hier zuzuführende Energie sehr groß. Sie beträgt ca. 85% des gesamten Dampfverbrauches der Aldehydherstellung. .

Entsprechend DD-PS 20939 ist es bekannt Acetaldehyd aus Äthylen herzustellen. Das im Reaktor gebildete Gasgemisch wird abgezogen und gekühlt. Im nachgeschalteten Absorptionsturm wird das Gas mit Wasser berieselt. Der Acetaldehyd fällt hierbei in einer Konzentration von ca. 10 Ma.-% in der wässrigen Lösung an. In anschließender Destillation erfolgt die Abtrennung des Acetaldehyds aus der wässrigen Phase.

Die bekannten Verfahren zur Acetaldehydherstellung aus Acetylen oder Äthylen haben alle den Nachteil, daß in der Aldehydabsorption nur verdünnte wässrige Lösungen von Acetaldehyd anfallen. In der sich anschließenden Rektifikation müssen daher große Wassermengen aufgeheizt werden. Der hierfür notwendige Energieaufwand ist beträchtlich.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, ein energiesparendes und quasi kontinuierliches Verfahren zur Isolierung von Acetaldehyd aus den gasförmigen Reaktionsprodukten der Umsetzung von Acetylen und Wasser bzw. Äthylen und Sauerstoff zu entwickeln.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, die thermisch aufwendige Trennung der wässrigen Lösung des Acetaldehyds zu überwinden.

Es wurde gefunden, daß bei Zugabe bestimmter Kohlenwasserstoffe zur wässrigen Lösung des Acetaldehyds, der Acetaldehyd in die Phase des Kohlenwasserstoffs übergeht. Unter Verhältnissen des Umgebungsdruckes und der Umgebungstemperatur geschieht das bei Verwendung von Aromaten und Aliphaten der Kettenlänge C₆ bis C₈.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Acetaldehyd aus der wässrigen Lösung mittels Kohlenwasserstoffen extrahiert und anschließend durch Rektifikation wieder von diesen Kohlenwasserstoffen getrennt wird.

Als Kohlenwasserstoffe kommen Aromaten oder Aliphaten mit 6 bis 8C-Atomen zur Anwendung. Der Verteilungskoeffizient zwischen organischer und wässriger Phase liegt bei etwa 4. Mit abnehmender Aldehydkonzentration nimmt er sogar noch zu.

Der relativ geringen Erhöhung des apparativen Aufwandes steht eine erhebliche Reduzierung des Energieaufwandes gegenüber.

Die wässrige aus der Absorption kommende Acetaldehydlösung wird der Extraktionskolonne am oberen Ende zugeführt. Das Extraktionsmittel tritt am unteren Ende in die Kolonne ein. Aufgrund der unterschiedlichen Dichten strömen beide Phasen gegeneinander. Dabei wäscht der Kohlenwasserstoff den Acetaldehyd aus der wässrigen Lösung heraus. Am Kolonnenkopf tritt somit eine aldehydbeladene Kohlenwasserstoffphase, am Kolonnensumpf die wässrige Phase aus. Letztere ist weitgehend frei von Acetaldehyd und wird als Abwasser abgeführt oder ganz oder teilweise in die Aldehydabsorption rückgeführt. Die aldehydhaltige Kohlenwasserstoffphase gelangt anschließend in die Rektifikationskolonne. Dort erfolgt die Trennung in Acetaldehyd und Kohlenwasserstoff. Ersterer destilliert am Kopf der Kolonne ab. Der Kohlenwasserstoff hingegen fällt als Sumpfprodukt an und wird wieder in die Extraktionskolonne zurückgeführt.

Das erfindungsgemäße Verfahren besitzt den Vorteil einer größeren Energieökonomie in der Stufe der Rektifikation. Wegen der Verarbeitung höherer konzentrierter Aldehydlösungen müssen jetzt weniger Lösungsmittel aufgeheizt werden als

bisher. .

Die Erfindung soll nachstehend an drei Beispielen näher erläutert werden.

Ausführungsbeispiel 1:

Einer Laborfüllkörperkolonne mit einem Durchmesser von 35mm und einer Schüttungshöhe von 900mm wurden über Dosierpumpen 28 l/h wässrige Acetaldehydlösung am Kopf und 39 l/h Benzol oberhalb des Sumpfes zugeführt. Erstere besaß eine Aldehydkonzentration von 4Mol.-%. Die Füllkörperschüttung bestand aus Glas-Raschigringen der Größe 5mm. In ihr fand bei Raumtemperatur von 20X und Umgebungsdruck der Stoffaustausch zwischen der wässrigen und der Kohlenwasserstoffphase statt. Die Kohlenwasserstoffphase bewegte sich dabei ihrer geringeren Dichte wegen nach oben und nahm die Hauptmenge des Acetaldehydes auf. Am Kolonnenkopf konnte folglich eine aldehydreiche Benzollösung abgezogen werden. Ihre Aldehydkonzentration lag bei 12 Mol.-%. Am Kolonnensumpf hingegen trat Wasser mit 0,1 Mol.-% Acetaldehyd und Spuren von Benzol aus. Die aldehydreiche Benzollösung wurde anschließend der Rektifikation unterworfen. Als Rektifizierkolonne wurde eine Laborfüllkörperkolonne gleicher Größe wie die zur Extraktion eingesetzte verwendet. Bei einem Rücklaufverhältnis von 0,5 bis 0,7, einer Kopftemperatur von 21⁰C und einer Sumpftemperatur von 81⁰C destillierte am Kopf reiner Acetaldehyd ab. Das als Sumpfprodukt anfallende Benzol ging in die Extraktionskolonne zurück

2- 255 222 4

Ausführungsbeispiel 2:

Einer Extraktionskolonne gemäß Beispiel 1 wurden 28l/h wässriger Acetaldehydlösung einer Aldehydkonzentration von 4Mol.-% und 8,5l/h Benzol zugeführt. Wie in Beispiel 1 erfolgte im Gegenstrom beider Phasen der Stoffaustausch, Am Kopf der Kolonne fiel eine benzolische Acetaldehydlösung mit einem Aldehydgehalt von 16 Mol.-% an. Am Kolonnensumpf hingegen lag eine wässrige Acetaldehydlösung mit einer Aldehydkonzentration von 2,8Mol-% vor. Die aldehydreiche benzolische Phase wurde gemäß Beispiel 1 der Rektifikation unterworfen. Bei einem Temperaturregime gemäß Beispiel 1 und einem Rücklaufverhältnis von 0,3 bis 0,4 destillierte der Acetaldehyd am Kopf der Kolonne ab. ..· ,·

Ausführungsbeispiel 3:

Einer Extraktionskolonne gemäß Beispiel 1 wurden 2Sl wässrige Acetaldehydlösung und 32I n-Hep'tan je Stunde zugeführt. Erstere hatte eine Konzentration an Aldehyd von 4MoI.-% und wurdeam oberen Ende in die Kolonne eingeführt. Das n-Heptan trat am unteren Ende ein. Beide Phasen bewegten sich im Gegenstrom zueinander. Dabei wusch das n-Heptan den Acetaldehyd aus der wässrigen Phase heraus. Am unteren Ende der Kolonne wurde Wasser mit einem Anteil von 0,9Mol.-% Acetaldehyd abgezogen. Am Kolonnenkopf hingegen wurde eine mit 10Mol.-% Acetaldehyd beladene Heptanphase entnommen. Die Weiterverarbeitung erfolgte durch Rektifikation. Sie arbeitete mit einem Rücklaufverhä Itnis von 0,4 bis 0,5, einer Kopftemperatur voii 21⁰C und einer Sumpftemperatur von 98T. Am Kolonnenkopf fiel reiner Acetaldehyd, am Sumpf n-Heptan an. Letzteres wurde in die Extraktion zurückgeführt.

Claims (3)

1. -1 - 255 222 4

   Erfindungsansprüche:

   1. Verfahren zur Gewinnung von Acetaldehyd aus gasförmigen Reaktionsprodukten der Umsetzung von Acetylen und Wasser bzw. Äthylen und Sauerstoff durch Absorption mit Wasser und Isolierung des Acetaldehyde aus der wässrigen Lösung, gekennzeichnet dadurch, daß der Acetaldehyd aus der wässrigen Lösung mittels Kohlenwasserstoffen in Form von Aromaten und/oder Aliphaten mit 6 bis 80-Atomen extrahiert und anschließend bei Siedetemperatur des Extraktionsmittels destillativ in an sich bekannter Weise von den als Extraktionsmittel benutzten Kohlenwasserstoffen getrennt Wird.
2. 2. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Extraktion im Gegenstrotn geführt wird.
3. 3. Verfahren nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß die in der Rektifikation isolierten Kohlenwasserstoffe in die , Extraktion zurückgeführt werden.