DD221171A1

DD221171A1 - METHOD FOR OBTAINING ACETALDEHYDE FROM GASOFMIC REACTION PRODUCTS

Info

Publication number: DD221171A1
Application number: DD25522283A
Authority: DD
Inventors: Karl-Heinz Berger; Frank Lorenz; Wolfgang Schubert
Original assignee: Leipzig Chemieanlagen
Priority date: 1983-09-29
Filing date: 1983-09-29
Publication date: 1985-04-17

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.The invention relates to a process for the recovery of acetaldehyde from the gaseous reaction products of the reaction of acetylene and water or ethylene and oxygen. It deals in particular with the further processing of the aldehyde-loaded aqueous solutions obtained in the absorption. The object of the invention is to overcome the thermally complex separation of the aqueous solution of acetaldehyde. According to the invention, the object is achieved in that the acetaldehyde is extracted from the aqueous solution by means of hydrocarbons and then separated again by rectification from these hydrocarbons. The hydrocarbons used are aromatics or aliphatics having 6 to 8 carbon atoms. The distribution coefficient between organic and aqueous phase is about 4. With decreasing aldehyde concentration it even increases. The relatively small increase in the expenditure on equipment is offset by a considerable reduction in the expenditure of energy.

Description

Field of application of the invention

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.The invention relates to a process for the recovery of acetaldehyde from the gaseous reaction products of the reaction of acetylene and water or ethylene and oxygen. It deals in particular with the further processing of the aldehyde-loaded aqueous solutions obtained in the absorption.

Characteristic of the known technical solutions

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. .According to DD-PS 22987 it is known to produce acetaldehyde from acetylene. The gas mixture formed in the reactor is withdrawn, cooled and then fed to the absorption tower. In the absorption of the acetaldehyde as an aqueous solution, aldehyde concentrations of only 7-9Ma .-% are achieved due to the high heat of solution and mixing occurring. In the subsequent first distillation stage, the acetaldehyde is driven off. Due to the high water content, the energy to be supplied here is very large. It is about 85% of the total steam consumption of aldehyde production. ,

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.According to DD-PS 20939 it is known to produce acetaldehyde from ethylene. The gas mixture formed in the reactor is withdrawn and cooled. In the downstream absorption tower, the gas is sprinkled with water. The acetaldehyde is in this case in a concentration of about 10 wt .-% in the aqueous solution. In subsequent distillation, the separation of the acetaldehyde from the aqueous 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.The known processes for acetaldehyde production from acetylene or ethylene all have the disadvantage that only dilute aqueous solutions of acetaldehyde are obtained in the aldehyde absorption. In the subsequent rectification therefore large amounts of water must be heated. The energy required for this is considerable.

Object of the invention

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.The aim of the invention is to develop an energy-saving and quasi-continuous process for the isolation of acetaldehyde from the gaseous reaction products of the reaction of acetylene and water or ethylene and oxygen.

Explanation of the essence of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es, die thermisch aufwendige Trennung der wässrigen Lösung des Acetaldehyds zu überwinden.The object of the invention is to overcome the thermally complex separation of the aqueous solution of acetaldehyde.

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.It has been found that when certain hydrocarbons are added to the aqueous solution of the acetaldehyde, the acetaldehyde passes into the phase of the hydrocarbon. Under conditions of ambient pressure and ambient temperature, this occurs when using aromatics and aliphatics of chain length C ₆ to C ₈ .

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.According to the invention the object is achieved in that the acetaldehyde is extracted from the aqueous solution by means of hydrocarbons and then separated by rectification again from these hydrocarbons.

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.The hydrocarbons used are aromatics or aliphatics having 6 to 8C atoms. The distribution coefficient between organic and aqueous phase is about 4. With decreasing aldehyde concentration it even increases.

Der relativ geringen Erhöhung des apparativen Aufwandes steht eine erhebliche Reduzierung des Energieaufwandes gegenüber.The relatively small increase in the expenditure on equipment is offset by a considerable reduction in energy consumption.

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.The aqueous acetaldehyde solution coming from absorption is fed to the extraction column at the top. The extractant enters the column at the lower end. Due to the different densities, both phases flow against each other. The hydrocarbon washes out the acetaldehyde from the aqueous solution. Thus, an aldehyde-laden hydrocarbon phase exits at the top of the column and the aqueous phase at the bottom of the column. The latter is largely free of acetaldehyde and is discharged as wastewater or completely or partially recycled to the aldehyde absorption. The aldehyde-containing hydrocarbon phase then passes into the rectification column. There, the separation takes place in acetaldehyde and hydrocarbon. The former distils at the top of the column. The hydrocarbon, however, accumulates as bottom product and is returned to the extraction column again.

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 alsThe process of the invention has the advantage of greater energy economy in the stage of rectification. Due to the processing of higher concentrated aldehyde solutions, less solvent now has to be heated than

bisher. .so far. ,

Die Erfindung soll nachstehend an drei Beispielen näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail below with reference to three examples.

Embodiment 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 zurückA laboratory packed column with a diameter of 35 mm and a bed height of 900 mm was fed via metering pumps with 28 l / h of aqueous acetaldehyde solution at the top and 39 l / h of benzene above the bottom. The former had an aldehyde concentration of 4 mol .-%. The packed bed consisted of glass Raschig rings of size 5mm. In it took place at room temperature of 20X and ambient pressure, the mass transfer between the aqueous and the hydrocarbon phase. The hydrocarbon phase moved upwards because of its lower density and absorbed the majority of the acetaldehyde. Consequently, an aldehyde-rich benzene solution could be withdrawn at the top of the column. Their aldehyde concentration was 12 mol .-%. At the bottom of the column, on the other hand, water exited with 0.1 mol% acetaldehyde and traces of benzene. The aldehyde-rich benzene solution was then subjected to rectification. The rectification column used was a laboratory packed column of the same size as that used for the extraction. At a reflux ratio of 0.5 to 0.7, a head temperature of 21 ⁰ C and a bottom temperature of 81 ⁰ C distilled at the top of pure acetaldehyde. The benzene obtained as bottom product went back into the extraction column

2- 255 222 42-255 222 4

Embodiment 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. ..· ,·To an extraction column according to Example 1, 28 l / h of aqueous acetaldehyde solution were fed to an aldehyde concentration of 4 mol% and 8.5 l / h of benzene. As in Example 1 was carried out in countercurrent flow of both phases of the mass transfer, At the top of the column was a benzene acetaldehyde solution having an aldehyde content of 16 mol .-% of. By contrast, an aqueous acetaldehyde solution with an aldehyde concentration of 2.8 mol% was present at the bottom of the column. The aldehyde-rich benzenic phase was subjected to the rectification according to Example 1. At a temperature regime according to Example 1 and a reflux ratio of 0.3 to 0.4 of the acetaldehyde distilled off at the top of the column. .. ·, ·

Ausführungsbeispiel 3:Embodiment 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.An extraction column according to Example 1, 2Sl aqueous acetaldehyde solution and 32I n-Hep'tan were fed per hour. The former had an aldehyde concentration of 4 mole% and was introduced to the top of the column. The n-heptane entered at the bottom. Both phases moved in countercurrent to each other. The n-heptane washed out the acetaldehyde from the aqueous phase. At the lower end of the column, water with a proportion of 0.9 mol .-% acetaldehyde was withdrawn. At the top of the column, on the other hand, a heptane phase loaded with 10 mol% acetaldehyde was removed. Further processing was by rectification. It operated with a reflux ratio of 0.4 to 0.5, a head temperature of 21 ⁰ C and a bottom temperature of 98T. At the top of the column fell pure acetaldehyde, at the bottom of n-heptane. The latter was attributed to the extraction.

Claims

-1 - 255 222 4

Invention claims:

1. A process for the recovery of acetaldehyde from gaseous reaction products of the reaction of acetylene and water or ethylene and oxygen by absorption with water and isolation of the acetaldehyde from the aqueous solution, characterized in that the acetaldehyde from the aqueous solution by means of hydrocarbons in the form of aromatics and / or aliphatics having 6 to 80 atoms and then separated at boiling temperature of the extractant by distillation in a conventional manner from the hydrocarbons used as extractant.

2. The method according to item 1, characterized in that the extraction is carried out in Gegenstrotn.

3. The method according to item 1 and 2, characterized in that the hydrocarbons isolated in the rectification are returned to the, extraction.