DD241592A1

DD241592A1 - METHOD AND DEVICE FOR IMPROVING ALKYLENE OXIDES

Info

Publication number: DD241592A1
Application number: DD28146685A
Authority: DD
Inventors: Edgar Fibitz; Helmut Wehlan
Original assignee: Chemisch Pharmazeutisches Werk
Priority date: 1985-10-04
Filing date: 1985-10-04
Publication date: 1986-12-17

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und auf eine Vorrichtung zur Umsetzung von Alkylenoxiden in chemischen Anlagen. Erfindungsgemaess wird der Ablauf des Alkylenoxylierungsprozesses mit Hilfe einer variierbaren Verweilzeitstrecke auf das Kuehlsystem der Anlage festgelegt. Anwendungsgebiete der Erfindung sind die chemische und die pharmazeutische Industrie.The invention relates to a method and apparatus for the reaction of alkylene oxides in chemical plants. According to the invention, the course of the alkylenoxylation process is determined by means of a variable residence time distance to the cooling system of the plant. Areas of application of the invention are the chemical and the pharmaceutical industry.

Description

Hierzu 2 Seiten ZeichnungenFor this 2 pages drawings

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Umsetzung von Alkylenoxiden, wobei der Umgang mit den gefährlichen Alkylenoxiden erleichtert und die bekannten Alkylenoxylierungsverfahren verbessert werden. Alkylenoxide finden in der chemischen und in der pharmazeutischen Industrie vielfältige Verwendung, z. B. zur Herstellung von Zwischenprodukten für die Großindustrie, von oberflächenaktiven Stoffen oder von Futtermitteln in der Landwirtschaft.The invention relates to a process and a device for the reaction of alkylene oxides, wherein the handling of the dangerous alkylene oxides is facilitated and the known Alkylenoxylierungsverfahren be improved. Alkylene oxides are widely used in the chemical and pharmaceutical industries, e.g. As for the production of intermediates for large-scale industry, surfactants or animal feed in agriculture.

Characteristic of the known technical solutions

Alkylenoxide finden vielfältige Verwendungen, etwa bei der Herstellung von Tensiden, Textilhilfsmitteln, Lösungsmitteln, Kunststoffen, Emulgatoren, Klebstoffen, Lacken, Laminierharzen oder Pharmazeutika. Sie lassen sich leicht mit Verbindungen umsetzen, die bewegliche Wasserstoffatome enthalten. So werden sie z. B. an Wasser, Säuren, Alkohole, Phenole, Mercaptane, Amine oder CH-acide Verbindungen addiert (Houben-Weyl, Methoden der organischen Chemie VI/3, Georg Thieme Verlag Stuttgart 1965, S.377 ff.).Alkylene oxides have many uses, for example in the preparation of surfactants, textile auxiliaries, solvents, plastics, emulsifiers, adhesives, paints, laminating resins or pharmaceuticals. They are easy to react with compounds containing mobile hydrogen atoms. So they are z. B. to water, acids, alcohols, phenols, mercaptans, amines or CH-acidic compounds added (Houben-Weyl, Methods of Organic Chemistry VI / 3, Georg Thieme Verlag Stuttgart 1965, p.377 ff.).

Große technische Bedeutung hat z.B. die Herstellung von Alkoholaminen (US-PS 2337004, US-PS 2810135, DE-PS 2337076), quartemären Ammoniumverbindungen (US-PS 4421 932, DD-AP 51 650, DE-OS 3135671) oder von kapillaraktiven Verbindungen erlangt, die durch Anlagerung von Alkylenoxiden an höhere Fettsäuren, Fettalkohole, Fettamine sowie an Alkylphenole entstehen.Great technical importance has e.g. the production of alcohol amines (US Pat. No. 2,337,004, US Pat. No. 2,810,135, DE-PS 2337076), quaternary ammonium compounds (US Pat. No. 4,421,932, DD-AP 51,650, DE-OS 3,135,671) or capillary-active compounds obtained by addition of alkylene oxides to higher fatty acids, fatty alcohols, fatty amines and alkylphenols arise.

Bei der Lagerung von Alkylenoxiden ergeben sich wegen ihrer großen Reaktionsfreudigkeit und wegen ihrer Polymerisationsneigung beträchtliche Probleme. Schon geringe Verunreinigungen mit Säuren, Alkalien oder Metalloxiden, die etwa über Gaspendel oder -leitungen oder durch Rückströmen in das Flüssiggassystem gelangen können, begünstigen eine Polymerisation, die u.U. explosionsartig verlaufen kann. Dazu kommt, daßz.B.fürEthylenoxid-Tanklager beträchtliche Sicherheitsabstände vorgeschrieben sind und daß — neben der Giftigkeit— Ethylenoxid eine große Driftweite besitzt und eine etwa ausgetretene Ethylenoxidwolke kilometerlang geschlossen bleiben und bei einer Zündung selbst in großem Abstand vom Tanklager eine Katastrophe herbeiführen kann. Flüssiggastanklager erfordern in jedem Fall einen erheblichen Sicherheitsaufwand. Zum einen stehen die Behälter unter Druck, zum anderen müssen sie meist ständig gekühlt werden. So wird z.B. in bekannten Tankbehälteranlagen die gasförmige Phase fortwährend aus dem Vorratsbehälter abgesaugt, in einer Kompressoranlage komprimiert, das Gas gekühlt und kondensiert und das Flüssiggas wieder in den Vorratsbehälter eingeleitet (DE-OS 2630009).In the storage of alkylene oxides arise because of their great reactivity and because of their tendency to polymerization considerable problems. Even slight contamination with acids, alkalis or metal oxides, which can get into the liquefied gas system, for example, via gas pendants or lines, or through backflow, favor a polymerization which may occur. may be explosive. In addition, for example, for ethylene oxide tank farms considerable safety margins are prescribed and that - in addition to the toxicity - ethylene oxide has a large Drifeweite and an approximately leaked ethylene oxide cloud remain closed for miles and can cause a catastrophe even at a large distance from the tank farm with an ignition. Liquefied gas storage require in any case a considerable amount of security. On the one hand, the containers are under pressure, on the other hand, they usually have to be constantly cooled. For example, in known tank container systems, the gaseous phase continuously sucked from the reservoir, compressed in a compressor system, the gas is cooled and condensed and the liquefied gas is introduced back into the reservoir (DE-OS 2630009).

Besondere Sicherheitsvorkehrungen müssen getroffen werden, wenn es sich bei den Alkylenoxiden um Ethylenoxid oder Propylenoxid handelt. So wird etwa zum Füllen großvolumiger Ethylenoxid-Behälter ein geschlossenes System vorgeschlagen, das unter einem Überdruck eines Intertgases, üblicherweise Stickstoff, gehalten wird (DE-OS 2402298). Da die Aufbewahrung insbesondere von Ethylenoxid (EO) in jedem Fall ein Gefahrenmoment darstellt und zudem mit erheblichen finanziellen Belastungen verbunden ist, wäre es vorteilhaft, wenn seine Zwischenlagerung entfallen könnte und EO gleich aus ankommenden Tankkesselwagen entnommen und sofort einer Weiterverarbeitung zugeführt werden könnte.Special precautions must be taken when the alkylene oxides are ethylene oxide or propylene oxide. For example, a closed system is proposed for filling large-volume ethylene oxide containers, which is kept under an overpressure of an inert gas, usually nitrogen (DE-OS 2402298). Since the storage of ethylene oxide (EO) in any case constitutes a dangerous moment and is also associated with considerable financial burden, it would be advantageous if its intermediate storage could be omitted and EO equal taken from incoming tanker tanker car and immediately for further processing could be supplied.

Object of the invention

Es ist das Ziel der Erfindung, Alkylenoxide in großtechnischem Maßstab gefahrlos zu verarbeiten und insbesondere Ethylen-und Propylenoxid direkt aus Tankkesselwagen zu verarbeiten.It is the object of the invention to safely process alkylene oxides on an industrial scale and in particular to process ethylene oxide and propylene oxide directly from tanker tank cars.

Darlegung des Wesens der Erfindung .Explanation of the essence of the invention.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu entwickeln, durch die es möglich wird, Alkylenoxide unter Ausschluß der bekannten Gefahrenmomente chemischen Reaktionsanlagen zuzuführen und insbesondere Ethylen- und Propylenoxid aus Tankkesselwagen zu entnehmen und in großtechnischen Anlagen direkt zu den Alkylenoxid-Addukten zu verarbeiten. Die Aufgabe wurde dadurch gelöst, daß die zu alkylenoxylierende Verbindung in einer großtechnischen Anlage im Kreislauf geführt und das Alkylenoxid über eine Sicherheitseinrichtung in der Weise zugegeben wird, daß der Alkylenoxylierungsprozeß mit Hilfe einer variierbaren Verweilzeitstrecke zu Beginn eines Kühlsystems, in dem die Alkylenoxylierungswärme abgeführt wird, einsetzt.The invention has for its object to develop a method and an apparatus by which it is possible to supply alkylene oxides to the exclusion of the known hazards chemical reaction equipment and in particular to take ethylene and propylene oxide from tanker tank cars and in industrial plants directly to the alkylene oxide adducts to process. The object has been achieved by recycling the compound to be alkylenoxylated in a large-scale plant and adding the alkylene oxide via a safety device in such a way that the alkylenoxylation process is carried out with the aid of a variable residence time interval at the beginning of a cooling system in which the alkylenoxylation heat is removed. starts.

Erfindungsgemäß wird der Reaktionsbeginn des Alkylenoxylierungsvorgänges auf einen gewünschten Abschnitt der Anlage festgelegt, zweckmäßigerweise auf den Anfang des Kühlsystem. Dadurch wird es möglich, die enormen Wärmemengen des Alkylenoxylierungsvorgänges zu beherrschen. Bei freistehenden Anlagen sind ja, den Jahreszeiten entsprechend, unterschiedliche Ausgangstemperaturen derzu alkylenoxylierenden Lösung unvermeidbar. Deshalb setzt die Reaktion in einem Anlagesystem an unterschiedlichen Orten ein, im ungünstigsten Fall erst nach Passieren des Kühlsystems. Um den Reaktionsbeginn auf den Anfang des Kühlsystems festzulegen, wurde erfindungsgemäß eine variierbare Verweilzeitstrecke 14 entwickelt, die um so länger gewählt wird, je mehr sich der Reaktionsbeginn verzögert. Durch mehrere Kontaktthermometer (TIRA), mit deren Hilfe die Temperatur in der Kuhlerbatterie am Eintrittsort der Reaktionslösung in das Kühlsystem überwacht wird, läßt sich die Länge der Verweilzeitstrecke 14 einstellen. Mit dem Eintritt der Reaktionslösung in das Kühlsystem 15 wird der Volumenstrom geteilt und mehreren Kühlsträngen zugeführt, die mit Hilfe spezieller Durchflußregler (FICA) gleichmäßig beaufschlagt werden. Jeder Kühlstrang besteht aus Haarnadelkühlern, in denen sich die Umsetzung der Reaktionskomponenten vollzieht. Nach Passieren des Kühlsystems werden die Teilströme wieder vereinigt.According to the invention, the start of the reaction of the alkylenoxylation process is set to a desired section of the plant, suitably to the beginning of the cooling system. This makes it possible to control the enormous amounts of heat of Alkylenoxylierungsvorgänges. In freestanding systems yes, according to the seasons, different starting temperatures of the alkylenoxylierenden solution unavoidable. Therefore, the reaction starts in a system at different locations, in the worst case, only after passing through the cooling system. In order to determine the beginning of the reaction to the beginning of the cooling system, a variable residence time section 14 has been developed according to the invention, which is chosen to be longer, the more delayed the beginning of the reaction. By means of several contact thermometers (TIRA), with the aid of which the temperature in the radiator battery at the entry location of the reaction solution into the cooling system is monitored, the length of the residence time section 14 can be set. With the entry of the reaction solution in the cooling system 15, the volume flow is divided and fed to several cooling strands, which are uniformly applied by means of special flow control (FICA). Each cooling line consists of hairpin coolers, in which the reaction of the reaction components takes place. After passing through the cooling system, the partial flows are reunited.

Eine Sicherheitseinrichtung garantiert, daß zu jedem Zeitpunkt eine direkte Verbindung zwischen Tankkesselwagen bzw. Tanklager und dem Reaktor ausgeschlossen wird und das Alkylenoxid nur in eine Richtung fließt. Die Sicherheitseinrichtung ist als Mehrkammer-Sicherheiisjeinrichtung ausgebildet. Ihr wird das Alkylenoxid in der Weise zugeführt, daß einer von mehreren Druckbehältern bis zu einem bestimmten Enddruck oder Endgewicht gefüllt und danach in das Reaktorsystem entleert wird. Die Füllung der Druckbehälter kann im Falle der Verwendung von Ethylenoxid (EO) unter Entlüftung geschehen, wobei in Intervallen entlüftet und der gasförmige Anteil des EO in die Reaktionslösung oder in einen Absorber geführt wird. In der Phase der Entleerung wird mindestens ein weiterer Druckbehälter in der gleichen Weise gefüllt. Da die Füllphase schneller abläuft als die Entleerung, steht ständig mindestens ein gefüllter Druckbehälter zur Verfügung. Durch diese Verfahrensweise wird es möglich, im Falle der Verwendung von EO das zur Aufnahme des EO bisher erforderliche Flüssiggastanklager einzusparen, weil ankommende Tankkesselwagen sofort entleert und kontinuierlich umgesetzt werden können. Da die Reaktionskomponente des Alkylenoxids im Kreislauf geführt und das Alkylenoxid dosiert zugeführt wird, lassen sich mit Hilfe eines geeigneten Kühlsystems die für den Ablauf der Umsetzung erwünschten Temperaturen im Reaktor einstellen. Der Umlaufstrom, derzu Beginn aus der Reaktionskomponente des Alkylenoxids und mit fortschreitender Dauer zunehmend aus dem Reaktionsprodukt besteht, ermöglicht in einem ersten Reaktionsabschnitt die Einhaltung der erforderlichen Temperaturen. In einem zweiten Abschnitt wird die nötige Verweilzeit der Reaktionskomponenten gesichert und in einem dritten Reaktionsabschnitt die Umsetzung zu Ende geführt, zweckmäßigerweise derart, daß — im Vergleich zur noch nicht umgesetzten Reaktionskomponente — da Alkylenoxid im Überschuß eingesetzt wird.A safety device ensures that at any time a direct connection between the tank tank car or tank storage and the reactor is excluded and the alkylene oxide flows only in one direction. The safety device is designed as a multi-chamber safety device. It is supplied to the alkylene oxide in such a way that one of several pressure vessels is filled to a certain final pressure or final weight and then emptied into the reactor system. The filling of the pressure vessel can be done in the case of the use of ethylene oxide (EO) with ventilation, being vented at intervals and the gaseous portion of the EO is fed into the reaction solution or in an absorber. In the phase of emptying, at least one additional pressure vessel is filled in the same way. Since the filling phase runs faster than the emptying, at least one filled pressure vessel is constantly available. This procedure makes it possible, in the case of the use of EO to save the previously required for receiving the EO liquefied gas storage, because incoming tanker tank cars can be emptied immediately and continuously implemented. Since the reaction component of the alkylene oxide is recirculated and the alkylene oxide is fed in metered form, the temperatures desired in the reactor for the course of the reaction can be set with the aid of a suitable cooling system. The recycle stream, which initially consists of the reaction component of the alkylene oxide and progressively longer than the reaction product, makes it possible to maintain the required temperatures in a first reaction section. In a second section, the necessary residence time of the reaction components is ensured and in a third reaction section, the reaction is completed, suitably such that - in comparison to the unreacted reaction component - there is used in excess alkylene oxide.

Die Mehrkammer-Sicherheitseinrichtung wirkt im einzelnen wie folgt (Figur 1):The multi-chamber safety device acts in detail as follows (FIG. 1):

Das Alkylenoxid gelangt im Falle der Verwendung von EO oder Propylenoxid (PO) als Flüssiggas aus dem Eisenbahn-Druckkesselwagen 1 über eine pneumatische Absperreinrichtung 3 in einen Druckbehälter 7. Die Absperreinrichtung 3 öffnet nur, wenn die pneumatischen Absperreinrichtungen 4 und 5 zuverlässig geschlossen sind und ihr Geschlossensein durch Rückmeldung signalisiert wurde. Wird der Behälter 7 gefüllt, so steigt der Druck am Kontaktmanometer (PIRA) 9 an. Bei Erreichen der Sollfüllmenge schließt, unter Signalgebung, die Absperreinrichtungen 3, und der Druckbehälter 7 steht zur Entleerung bereit. Soll der Druckbehälter 8 gefüllt werden, so wird die Absperreinrichtung 5 geöffnet. Voraussetzung dafür ist, daß die Absperreinrichtung 3 und 6zuverlässig geschlossen sind — wobei sich 4öffnet und der bereitstehende Druckbehälter7 entleert wird. Inzwischen wird der Druckbehälter 8 gefüllt, wobei der Druck am Kontaktmanometer (PIRA) 10 ansteigt. Ist die Sollfüllmenge erreicht, so schließt 5 und der Behälter 8 steht zur Entleerung bereit. Ist der Behälter 7 entleert, so wird 4 geschlossen und 6 geöffnet. Auf diese Weise sind die Absperrsysteme völlig gegeneinander verriegelt. Es kann jeweils nur ein Druckbehälter gefüllt werden. Zugleich ist sichergestellt, daß zu keinem Zeitpunkt eine direkte Verbindung zwischen Druckgaskesselwagen und Reaktor entstehen kann. Nach dieser Ausführungsform wird das Entleeren der Behälter 7 bzw. 8 mit dem beim Füllen aufgebauten Druck vorgenommen. Die Druckbehälter 7 und 8 lassen sich auch unter Entlüftung füllen, wobei in Intervallen entlüftet und der gasförmige Anteil des EO in den Rekator oder in einen Absorbertank, der die für die Reaktion vorgesehene Komponente enthält, geleitet wird. Der gasförmige Anteil kann auch in Lösungen von Alkylaminen — etwa Trimethylamin-oderin Ethylenglykolgeleitet und darin unschädlich gemacht werden. Die Druckbehälter werden, wenn sie unter Entlijftunn nfifnllt Wfirrien. mit Hilfe vnn Stirkstnffnas AntleprtThe alkylene oxide passes in the case of using EO or propylene oxide (PO) as a liquefied gas from the railroad tank car 1 via a pneumatic shut-off device 3 in a pressure vessel 7. The shut-off device 3 opens only when the pneumatic shut-off devices 4 and 5 are reliably closed and her Closed was signaled by feedback. If the container 7 is filled, the pressure at the contact pressure gauge (PIRA) 9 rises. Upon reaching the desired filling closes, under signaling, the shut-off devices 3, and the pressure vessel 7 is ready for emptying. If the pressure vessel 8 are to be filled, the shut-off device 5 is opened. The prerequisite for this is that the shut-off device 3 and 6 are reliably closed - which opens 4 and the waiting Druckbehälter7 is emptied. Meanwhile, the pressure vessel 8 is filled, whereby the pressure on the contact pressure gauge (PIRA) 10 increases. If the desired filling quantity is reached, then 5 closes and the container 8 is ready for emptying. If the container 7 is emptied, 4 is closed and 6 opened. In this way, the shut-off systems are completely locked against each other. Only one pressure vessel can be filled in each case. At the same time it is ensured that at no time a direct connection between gas tank cars and reactor can arise. According to this embodiment, the emptying of the containers 7 and 8 is made with the pressure built up during filling. The pressure vessels 7 and 8 may also be vented, venting at intervals and passing the gaseous portion of the EO into the Rekator or into an absorber tank containing the reaction component. The gaseous portion can also be passed into solutions of alkylamines - such as trimethylamine or ethylene glycol and rendered harmless therein. The pressure vessels are when they are under Entlijftunn nfifnllt Wfirrien. with the help of Stirkstnffnas Antleprt

In jedem Fall — ob mit Entlüftung der Druckbehälter 7 bzw. 8 oder ohne — wird vermieden, daß EO oder PO in die Atmosphäre gelangt. Die erfindungsgemäße Anordnung macht ein gefährliches Rückströmen des Alkylenoxide bzw. der Reaktionslösung unmöglich: Einerseits sind die symbolisch dargestellten Absperreinrichtungen 3 bis 6 doppelt ausgeführt, zum anderen lösen zwei Durchflußgeber (FIRA), von denen einer zwischen der Schnellschließeinrichtung 2 und den Absperreinrichtungen 3 bzw. 5 und der andere zwischen den Absperreinrichtungen 4 bzw. 6 und der Einspeisungsstelle 11 des EO angebracht sind, bei einer Umkehr der Strömungsrichtung unter Signalgabe einen Noteingriff („Zu") auf die in der Rohrleitung befindlichen Schnellschließventile aus.In any case - whether with venting of the pressure vessel 7 or 8 or without - it is avoided that EO or PO gets into the atmosphere. The arrangement according to the invention makes a dangerous return flow of the alkylene oxides or the reaction solution impossible: on the one hand, the symbolically shown shut-off devices 3 to 6 are designed in duplicate, on the other hand two flow sensors (FIRA) release one of which between the quick-closing device 2 and the shut-off devices 3 and 5, respectively and the other between the shut-off devices 4 and 6 and the feed point 11 of the EO are mounted, in a reversal of the flow direction with signaling a Notingriffriff ("closed") on the fast closing valves located in the pipeline.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung besteht neben der Mehrkammer-Sicherheitseinrichtung 3 bis 10 und ggf. dem Ventil 18 — über das Stickstoff in die Druckbehälter 7 und 8 geleitet wird, wenn die Druckbehälter unter Entlüftung gefüllt werden — aus Reaktorbehältern 16,1 und 16,10, die die Reaktionskomponete des Alkylenoxids enthalten, der Einspeisungsstelle 11 für das Alkylenoxid, der Mischstrecke 13, der variierbaren Verweilzeitstrecke 14, dem Kühlersystem 15 und der Umwälzpumpe 12 und 17 für den Primär- bzw. Sekundärkreislauf. Dem Anlagensystem ist eine Einrichtung zur Informationsverarbeitung zugeordnet, die vorzugsweise aus einem Mikrorechner besteht und von der die entscheidenden Prozeßparameter — wie Druck, Temperatur, pH-Wert, Druchflußrichtung, Druchflußmenge und bei Umlaufreaktoren die Umlaufmenge — erfaßt werden. Diese Einrichtung greift bei Sollwertabweichungen derart in das Anlagensystem ein, daß von bekannten Meßeinrichtungen mit Minimal- und Maximalkontaktgebern, die jeweils die Sollwerte begrenzen, Signale abgegeben werden und die Zufuhr des Alkylenoxids in die Anlage bis zum Erreichen der.Sollwerte unterbrochen wird.The device according to the invention consists of the multi-chamber safety device 3 to 10 and possibly the valve 18 - is passed through the nitrogen in the pressure vessel 7 and 8, when the pressure vessels are filled with ventilation - from reactor vessels 16,1 and 16,10, the the reaction component of the alkylene oxide, the feed point 11 for the alkylene oxide, the mixing section 13, the variable residence time section 14, the radiator system 15 and the circulating pump 12 and 17 for the primary and secondary circuit, respectively. The plant system is associated with a device for information processing, which preferably consists of a microcomputer and of the decisive process parameters - such as pressure, temperature, pH, Druchflußrichtung, Druchflußmenge and circulating reactors, the circulation amount - are detected. In the event of deviations in the setpoint, this device intervenes in the plant system in such a way that signals are emitted from known measuring devices with minimum and maximum contactors which respectively limit the nominal values and the supply of the alkylene oxide into the system is interrupted until the desired values are reached.

Bei den gewählten Dimensionen der Anlage ist ein Tankkesseiwagen mit EO oder PO in wenigen Stunden entleert — ein 10-Tonnen-Kesselwagen in etwa vier Stunden — so daß er der Schienenverkehrseinrichtung wieder übergeben werden kann. Ein vergleichbarer Zeitaufwand ist erforderlich, um eine Kühlung zur Überführung in Vorrattanklager vorzunehmen. Damitführt die Erfindung, neben ihrer Umweltfreundlichkeit, durch die Verringerung der Gefahrenmomente bei der Lagerung von Alkylenoxiden, durch den Wegfall eines Tanklagers und dessen Kühlung zu erheblichen Kosten- und Energieeinsparungen. Wenn man bedenkt, daß sich trotz aller Vorsichtsmaßnahmen in EO und PO-Tankanlagen Polymerisat anreichert, so daß es erforderlich wird, etwa alle 2 Jahre derartige Tanklager völlig zu entleeren und gründlich zu reinigen, ergibt sich ein weiterer Vorteil der Erfindung.In the chosen dimensions of the plant, a tanker gas truck with EO or PO is emptied in a few hours - a 10-ton tank car in about four hours - so that it can be handed over to the rail transport facility again. A comparable amount of time is required to make a cooling for transfer to Vorratslagerlager. Thus, the invention, in addition to their environmental friendliness, by reducing the risk of storage of alkylene oxides, by eliminating a tank farm and its cooling to considerable cost and energy savings. Considering that despite all the precautionary measures in EO and PO tank systems polymerizes, so that it is necessary about every 2 years to completely empty and thoroughly clean such tank farm, there is another advantage of the invention.

Die Erfindung macht es erstmals möglich, Alkylenoxylierungsverfahren in technischen Dimensionen so auszuführen, daß die Zwischenlagerung der gefährlichen Alkylenoxide insbesondere EO oder PO, entfallen kann und ankommendeTankkesselwagen in einem Zug entladen und zur Umsetzung gebracht werden können. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht hinsichtlich der Sicherheit und der Prozeßgestaltung darin, daß dem Anlagensystem eine Einrichtung zur Informationsverarbeitung derart zugeordnet ist, daß die entscheidenden Prozeßparameter erfaßt und bei Abweichungen von den Sollwerten die Alkylenoxidzufuhr unterbrochen wirdThe invention makes it possible for the first time to carry out alkyleneoxylation processes in industrial dimensions so that the intermediate storage of the dangerous alkylene oxides, in particular EO or PO, can be dispensed with and tankers arriving in a train can be unloaded and put into action. A further advantage of the invention with regard to safety and process design is that the facility system is associated with a device for information processing such that the decisive process parameters detected and in case of deviations from the set values, the Alkylenoxidzufuhr is interrupted

Die Erfindung soll anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. The invention will be explained in more detail with reference to embodiments.

Exemplary embodiments Example 1:

Ethylenoxid (EO) wird, ohne Zwischenlagerung in einem Flüssiggastank, als Flüssiggas aus Eisenbahn-Tankkesselwagen über eine Mehrkammer-Sicherheitseinrichtung in ein Reaktorsystem, das aus einer Tankbehälterbatterie, die mit Trimethylammoniumchlorid (TMA · HCI) gefüllt ist, einer Umwälzpumpe, einer variierbaren Verweilzeitstrecke und einer Kühlerbatterie besteht, geführt und mit dem TMA · HCI umgesetzt. Jeder Behälter der Tankbehälterbatterie enthält 4500I TMA · HCI. Wenn der erste Behälter der Tankbehälterbatterie mit der Verweilzeitstrecke, der Kühlerbatterie und der Umwälzpumpe zusammengeschaltet und TMA HCI im Kreislauf geführt wird, speist man EO in Mengen von 2,5m³/h in die Anlage. Die Reaktionslösung wird nach einer Mischstrecke einer variierbaren Verweilzeitstrecke und danach einer Kühlerbatterie zugeführt. Nach etwa 30 Minuten—wenn die Sollmenge an EO zugeführt worden ist — wird auf den zweiten Behälter der Tankbehälterbatterie umgestellt.Ethylene oxide (EO) is, without intermediate storage in a liquefied gas tank, as liquefied gas from railway tanker tank cars via a multi-chamber safety device in a reactor system consisting of a tank container battery filled with trimethylammonium chloride (TMA · HCl), a circulating pump, a variable residence time and a radiator battery, guided and implemented with the TMA · HCI. Each tank container battery contains 4500I TMA · HCI. If the first container of the tank container battery with the residence time, the radiator battery and the circulation pump interconnected and TMA HCI is recycled, fed EO in quantities of 2.5m ³ / h in the system. The reaction solution is fed to a mixing section of a variable residence time and then a radiator battery. After about 30 minutes, when the target amount of EO has been supplied, the second container of the tank container battery is changed over.

Example 2:

Propylenoxid (PO) wird gemäß Beispiel 1 mit eienr Fettalkohollösung umgesetzt.Propylene oxide (PO) is reacted according to Example 1 with a fatty alcohol solution.

Example 3:

PO wird gemäß Beispiel 1 mit einer Diethylammoniumacetat-Lösung umgesetzt.PO is reacted according to Example 1 with a diethylammonium acetate solution.

Example 4:

EO gelangt aus dem Eisenbahnkesselwagen 1 (Figur 1) über eine Mehrkammer-Sicherheitseinrichtung 3 bis 10 über das Einspeisungsventil 11 in ein Reaktorsystem, das aus einer Tankbehälterbatterie 16.1 bis 16.10, gefüllt mit TMA · HCI, der Mischstrecke 13, der variierbaren Verweilzeitstrecke 14 und einer Kühlerbatterie 15, den Umwälzpumpen 12 und 17 für den Primär-bzw. Sekundärkreislauf und ggf. dem Ventil 18 besteht. Jeder Behälter der Behälterbatterie 16 enthält 45001 TMA · HCI. Der erste Behälter der Tankbehälterbatterie 16.1 bis 16.10 wird mit der variierbaren Verweilzeitstrecke 14, der Kühlerbatterie 15 und den Umwälzpumpen 12 und 17 zusammengeschaltet. TMA · HCI wird im Kreislauf geführt und EO an der Einspeisungsstelle 11 in Mengen von etwa 2,5m³/h zugeführt. Nach einer Mischstrecke 13 und der variierbaren Verweilzeitstrecke 14wird die Lösung der Kühlerbatterie 15 zugeführt.EO passes from the rail tank car 1 (Figure 1) via a multi-chamber safety device 3 to 10 via the feed valve 11 in a reactor system consisting of a tank container battery 16.1 to 16.10, filled with TMA · HCl, the mixing section 13, the variable residence time section 14 and a Radiator battery 15, the circulation pumps 12 and 17 for the primary or. Secondary circuit and possibly the valve 18 is. Each container of the container battery 16 contains 45001 TMA · HCI. The first container of the tank container battery 16.1 to 16.10 is connected to the variable residence time section 14, the radiator battery 15 and the circulation pumps 12 and 17 together. TMA · HCI is recirculated and EO is supplied at the feed point 11 in amounts of about 2.5 m ³ / h. After a mixing section 13 and the variable residence time section 14, the solution is supplied to the radiator battery 15.

Nach etwa 30 Minuten wird auf den zweiten Behälter der Tankbehälterbatterie 16 umgestellt. Die Lösung des ersten Behälters der Batterie 16 wird zur Nachreaktion einem Sekundärkreislauf mit eigener Pumpe 17 und einem Kühlsystem 18 zugeführt. Der zweite und jeder weitere Behälter der Batterie 16 wird nun in gleicher Weise mit EO umgesetzt. Innerhalb von etwa 4 Stunden ist ein 10-Tonnen-Tankkesselwagen entleert und zum Abtransport bereit.After about 30 minutes, the second container of the tank container battery 16 is changed over. The solution of the first container of the battery 16 is fed to the secondary reaction with a secondary pump 17 and a cooling system 18. The second and each additional container of the battery 16 is then reacted in the same way with EO. Within about 4 hours, a 10-tonne tanker truck is emptied and ready for transport.

Dem Anlagensystem wird eine Einrichtung zur Informationsverarbeitung 21 zugeordnet, die vorzugsweise aus einem Mikrorechner besteht und von der die entscheidenden Prozeßparameter—wie Druck, Temperatur, pH-Wert, Durchflußrichtung, niiri-hfliiRmoni-io iinH hoi 1 Imlai ifrpaktnrpn dip I Irmlaiifmennp — erfaßt WRrrifin. Difi Einrichtuna 21 α reift beiThe system is associated with a device for information processing 21, which preferably consists of a microcomputer and of the crucial process parameters-such as pressure, temperature, pH, flow direction, niiri-hfliiRmoni-io iinH hoi 1 Imlai ifrpaktnrpn dip I Irmlaiifmennp - detects WRrrifin , Difi Einrichtuna 21 α matures

Sollwertabweichungen derart ein, daß von Meßeinrichtungen mit Minimal- und Maximal-Kontaktgebem, die an sich bekannt sind, die Zuführung von EO in die Anlage bis zum Erreichen der Sollwerte unterbrochen wird und bei Umkehr der Strömungsrichtung die Durchflußgeber FIRA 19 und 20 für die sofortige Schließung der Ventile 2 und 11 sorgen. Die Kühlerbatterie 15 besteht aus parallel geschalteten Haarnadelkühlersträngen, deren Anzahl sich nach der umzusetzenden EO-Menge richtet. Der Volumenstrom der Reaktionslösung wird den Kühlungserfordernissen entsprechend geteilt, wobei je Teilstrom (Kühlstrang) mindestens 6 bis 8 m³ Reaktionslösung umgewälzt werden. Zweckmäßigerweise werden Korobonkühler in Reihegeschaltet, wobei jeder Kühlstrang eine Kühlfläche von etwa 30 m² besitzt. Auf jeden Teilstrom lassen sich pro Stunde 1000 kg EO umsetzen. Die Teilströme werden dann vereinigt und der Einspeisungsstelle für das EO wieder zugeführt (2 500 l/h EO werden umgesetzt).Setpoint deviations in such a way that of measuring devices with minimum and maximum Kontaktgebem, which are known per se, the supply of EO is interrupted in the system to reach the setpoints and upon reversal of the flow direction, the flow sensors FIRA 19 and 20 for the immediate closure the valves 2 and 11 provide. The radiator battery 15 consists of parallel-connected hairpin cooler strands whose number depends on the amount of EO to be reacted. The volume flow of the reaction solution is divided according to the cooling requirements, wherein at least 6 to 8 m ^{3 of} reaction solution are circulated per partial flow (cooling line). Suitably Korobonkühler are connected in series, each cooling strand has a cooling surface of about 30 m ² . Each sub-stream can be converted per hour 1000 kg EO. The partial streams are then combined and returned to the feed point for the EO (2 500 l / h EO are converted).

Beispiel 5: AlkylenoxylierungsprozeßExample 5: Alkylenoxylation process

Eine zu alkylenoxylierende Lösung wird in einer chemischen Anlage mit Hilfe einer Umwälzpumpe 12 im Kreis geführt (Figur 1 und 2) und über das Einspeisungsventil 11 mit Alkylenoxid versehen. Nach einer Mischstrecke 13 (Statikmischer und Ovalradzähler) wird die Reaktionslösung einervariierbaren Verweilzeitstrecke 14zugeführt, die so lang gewählt wird, daß die Reaktion der Komponenten im ersten Teil der Kühlerbatterie 15 einsetzt und innerhalb der Kühlerbatterie abläuft. Die Länge der Verweilzeitstrecke 14 wird durch mehrere Kontaktthermometer 22 (TIRA), die die Temperatur in der Verweilzeitstrecke 14 sowie innerhalb der Kühlerbatterie 15 überwachen, eingestellt (Figur 2). Die Kühlerbatterie 15 besteht aus mehreren Kühlsträngen, die durch Teilen des Volumenstromes gebildet werden. JederTeilstrom wird mit Hilfe spezieller Druchflußregler (FICA) gleichmäßig beaufschlagt. Die Kühlerbatterie 15 besteht aus parallel geschalteten Haarnadelkühlersträngen, deren Anzahlsich nach der umzusetzenden Alkylenoxid-Menge richtet.A solution which is to be alkylenoxylated is circulated in a chemical plant by means of a circulating pump 12 (FIGS. 1 and 2) and provided with alkylene oxide via the feed valve 11. After a mixing section 13 (static mixer and Ovalradzähler), the reaction solution is fed to a variable residence time section 14, which is chosen so long that the reaction of the components in the first part of the radiator battery 15 begins and runs inside the radiator battery. The length of the residence time section 14 is set by a plurality of contact thermometers 22 (TIRA) which monitor the temperature in the residence time section 14 as well as within the radiator battery 15 (FIG. 2). The radiator battery 15 consists of several cooling strands, which are formed by dividing the volume flow. Each sub-stream is uniformly applied by means of special flow regulators (FICA). The radiator battery 15 consists of parallel-connected hairpin cooler strands whose number depends on the amount of alkylene oxide to be reacted.

Auf jeden Teilstrom lassen sich pro Stunde 1000 kg Alkylenoxid umsetzen. Die Teilströme werden vereinigt und ggf. einer Nachkühleinrichtung zugeführt, ehe sie über einen der Betriebsbehälter 16.1 bis x, in dem der Anteil an zu alkylenoxylierender Verbindung ständig ab-und der an Alkylenoxid-Addukt ständig zunimmt, erneut in den Kreislauf treten.Each partial stream can be converted per hour 1000 kg of alkylene oxide. The partial streams are combined and optionally fed to a post-cooling device before they recycle via one of the operating vessels 16.1 to x, in which the proportion of compound to be alkylenoxylated constantly decreases and which constantly increases with alkylene oxide adduct.

Claims

Invention claim:

1. A process for the reaction of alkylene oxides in chemical plants in which the compound to be alkylenoxylated recycled and added alkylene oxide via a safety device to the alkylenoxylating compound and the reaction mixture is passed to dissipate the heat of reaction via a cooling system, characterized in that the sequence the Alkylenoxylierungsprozesses is determined by means of a variable residence time on the cooling system of the plant.

2. The method according to item 1, characterized in that the course of the Alkylenoxylierungsprozesses within the cooling system by the choice of the length of the variable residence time distance is brought about.

3. Apparatus for implementing the method according to item 1, characterized in that alkylene oxide with the interposition of a multi-chamber safety device (3 to 10) a reactor system (11 to 17) is supplied, which contains a cooling system in the form of a radiator battery (15) and wherein both the multi-chamber safety device and the reaction system comprise an information processing device (21) which intervenes in deviations from the target values such that the supply of the alkylene oxides is interrupted until the desired values are reached and a variable residence time distance (14) for the conversion of the Reaction components within the radiator battery (15) provides.

4. The device according to item 3, characterized in that the radiator battery (15) consists of several cooling strands, which are formed by dividing the volume flow, each cooling strand consists of hairpin coolers, in which both the main part of the reaction of the reaction components and the cooling takes place and the partial flows are reunited after passing through the cooling system.

5. Device according to item 3 with flow sensors, which set in a reversal of the flow direction quick-closing valves in motion, characterized in that the multi-chamber safety device containing a container (1) containing alkylene oxide, separates from the reactor part of the system, from a removable storage system consists in that one of two pressure vessels (7 and 8) is constantly emptied and the other is either just filled or ready for emptying, with shut-off valves (3 to 6) are locked against each other, that always filled only one container and the other emptied can be.

6. The device according to item 3, characterized in that the system, a device for information processing, which preferably consists of a microcomputer, is assigned, of which the critical process parameters - such as pressure, temperature, pH, flow direction, flow rate and circulation reactors the Circulation amount - be detected and the information processing device intervenes at setpoint deviations such that of known measuring devices with minimum and maximum contactors, the supply of alkylene oxides is interrupted in the system until reaching the setpoints.