DD241594A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von cholin und cholinsalzen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von Cholin und Cholinsalzen in ein- und derselben grosstechnischen Anlage durch Ethoxylierung von Trimethylamin bzw. Trimethylammoniumsalzen. Die Fluessiggase werden dank einer speziellen Sicherheitseinrichtung, ohne Zwischenlagerung, direkt verarbeitet. In einem Primaerkreislauf wird die Hauptumsetzung bis zu 90% vorgenommen, in einem Sekundaerkreislauf die Restumsetzung.

Description

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Cholin und Cholinsalzen aus Ethylenoxid und Trimethylamin bzw. Trimethylammoniumsalzen in wäßriger Lösung, wobei die bekannten Verfahren verbessert und Vorrichtungen eingeführt werden, in denen sich sowohl Cholin als auch die Salze des Cholins herstellen lassen. Cholin findet als starke organische Base Anwendung in der Elektronik. Cholinsalze werden als Futtermittelzusatz in der Tierzucht oder als Leitsalze bei elektrochemischen Verfahren eingesetzt. Anwendungsgebiete der Erfindung sind die chemische und die pharmazeutische Industrie.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es ist bekannt, daß man tertiäre Amine bzw. ihre Salze mit Ethylenoxid in Gegenwart von Wasser zu Cholin bzw. zu Cholinsalzen umsetzen kann (Houben-Weyl, Methoden der organischen Chemie XI/2, Georg Thieme Verlag Stuttgart 1958, S.610)z. B.

(0Η₃)₃Ν·ΗΣ + GH₂ CH₂ * [(СН₃)₃Ж - CH₂ - CH₂OHJ Σ ,

^чо

wobei X für anorganische oder organische Säurereste steht oder im Falle des Cholins OH bedeutet.

Ausgangsstoffe der heutigen technischen Synthesen sind die Flüssiggase Trimethylamin (TMA) und Ethylenoxid (EO). Ihre Handhabung macht jedoch besondere Sicherheitsvorkehrungen erforderlich, denn beide Verbindungen stellen gefährliche Flüssiggase dar:

Alkylamine sind leicht entzündbare Verbindungen. So ist eine Mischung aus gleichen Teilen Wasser und TMA noch brennbar. Alkylamine selbst sind Verbindungen mit einem unangenehmen — fischartigen — Eigengeruch. Sie üben auf Haut und Schleimhäute eine starke Ätzwirkung aus. Augen und Atemwege werden besonders angegriffen. In den Atemwegen treten bei Inhalation von Amindämpfen Entzündungen und Schädigung bis zum hämorrhagischen Lungenödem auf. Schon niedrige Konzentrationen bewirken Quellungen der Schleimhäute des Auges mit Lichthofbildung. In höheren Konzentrationen führen sie zu Konjunktivitis und Cornealschädigung mit vorübergehender oder dauernder Erblindung. Die Inhalation der Dämpfe kann Krampfwirkungen herbeiführen. Für TMA z.B. beträgt der sowjetische MAK-Wert wegen des intensivfischartigen Geruchs 0,5 ppm (Ulimanns Encyklopädie der technischen Chemie, Verlag Chemie, Weinheim/Bergstr., Auflage 1974, Band 7, S. 387; Brockhaus ABC Chemie, VEB F. A. Brockhaus Verlag Leipzig 1971). Als Flüssiggase werden z. B. die Methylamine in speziellen Kesselwagen transportiert. Wenn eine Vorratswirtschaft betrieben werden muß, machen sich aufwendige Flüssiggastanklager erforderlich.

Ethylenoxid (Oxiran) stellt ein giftiges, haut- und schleimhautreizendes partiell carcinogen wirkendes Gas dar (MAK-Wert 90 mg/m³). Mit Luft bildet es explosible Gemische (Römpps Chemie-Lexikon, Franksche Verlagshandlung Stuttgart 1981). Die Jahresproduktion an EO betrug 1979 in der BRD etwa 434000t (Römpp I.e.).

Generell ergeben sich bei der Lagerung von EO wegen seiner großen Reaktionsfreudigkeit und wegen seiner Polymerisationsneigung große 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, daß für EO-Tanklager beträchtliche Sicherheitsabstände vorgeschrieben sind und daß — neben der Giftigkeit—EO eine große Driftweite besitzt und eine etwa ausgetretene EO-Wolke kilometerlang geschlossen bleiben und bei einer Zündung selbst in großem Abstand vom Tanklager eine Katastrophe herbeiführen kann. Darüber hinaus müssen EO-Tanklager in regelmäßigen Abständen vollständig entleert und gründlich gereinigt werden, weil sich trotz aller Vorsichtsmaßnahmen eine Anreicherung an Polymerisat nicht vermeiden läßt. Auch im Ab- und Umfüllen von Flüssiggasen liegen beträchtliche Risiken. Deshalb sind Vorrichtungen entwickelt worden, die ein Entweichen von Dämpfen in die Atmosphäre verhindern sollen. Auch werden Verfahren beschrieben, die das Umfüllen von Flüssiggasen aus einem Behälter in einen zweiten ermöglichen sollen (DEOS 2613401).

Die dosierte Entnahme von Flüssiggas aus Vorratsbehältern erfolgt meist nach dem Prinzip der Gewichtsabfüllung, doch ist auch die Volumenabfüllung empfohlen worden (DE-OS 2353452). Zur Entladung von Flüssiggasen bzw. zu ihrer Umfüllung in Tanklager wird bevorzugt das Prinzip der Gaspendelung angewandt (DE-OS 2418683).

Wenn Flüssiggase aus Vorratsbehältern zur Weiterverarbeitung oder zur Umsetzung in chemische Anlagen geleitet werden, machen sich besondere Ausiaßvorrichtungen erforderlich. So sind z. B. Dosierventile beschrieben worden, die automatisch schließen, wenn sie von einer bestimmten Strömungsmittelmenge durchflossen worden sind und die leicht zu steuern und fernzusteuern sind und worin die Vorrichtung zur Anzeige der Durchflußmenge verriegelt werden kann, so daß es möglich ist, die wiederholte Abgabe des gleichen Flüssigkeitsvolumens während jedes Zyklus zu steuern. (DE-OS 2749619). Besondere Sicherheitsvorkehrungen müssen getroffen werden, wenn es sich bei dem Flüssiggas um EO handelt. So wird etwa zum Füllen großvolumigerEO-Behälter ein geschlossenes System vorgeschlagen, das unter einem Überdruck eines Inertgases, üblicherweise Stickstoff, gehalten wird (DE-OS 2402298). In dieser Schrift ist auch darauf verwiesen worden, daß sich Behälter mit EO füllen lassen, wenn man an sie einen Kondensator schließt und die entweichenden EO-Dämpfe kondensiert. Das ist jedoch eine sehr aufwendige Möglichkeit, denn eine wirksame Kondensation erfordert eine Temperatur von etwa minus 60⁰C, und auch das entspannte Inertgas geht dabei verloren. Deshalb wurde vorgeschlagen, das EO aus Tankwagen unter Aufrechterhaltung eines geschlossenen Systems durch Entspannen und Rückleiten von EO-Dampf-lnertgasgemisch vor bzw. nach der Entnahme des flüssigen EO in großvolumige Behälter zu füllen.

Das Problem der dosierten Entnahme von Flüssiggas aus Vorratsbehältern wird meist dadurch gelöst, daß man das Flüssiggas als Kaltabfüllung oder als Druckabfüllung vornimmt. Dabei wird meist nach dem Prinzip der Gewichtsabfüllung gearbeitet, doch ist auch die Volumenabfüllung empfohlen worden (DE-OS 2353452). Die dazu nötige Vorrichtung besteht aus einem Zylinder, in welchem ein Kolben läuft, dessen Hub einstellbar ist und dem abzufüllenden Volumen angepaßt werden kann. Flüssiggastanklager erfordern in jedem Fall erhebliche Sicherheitsvorkehrungen. Zum einen stehen die Blätter 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 Kompressorenanlage komprimiert, das Gas gekühlt und kondensiert und das Flüssiggas wieder in den Vorratsbehälter eingeleitet (DE-OS 2630009).-Da die Aufbewahrung sowohl von Trimethylamin (TMA) als auch von Ethylenoxid (EO) in jedem Fall Gefahrenmomente in sich bergen und ihre Bevorratung zudem mit erheblichen finanziellen Belastungen verbunden ist, wäre es vorteilhaft, wenn ihre Zwischenlagerung entfallen könnte und sie gleich aus ankommenden Tankkesselwagen entnommen und sofort einer Weiterverarbeitung zugeführt werden könnten.

Cholin als Substanz stellt eine äußerst hygroskopische Kristallmasse dar (Houben-Weyl, I. o.). Seine Herstellung war bislang nur bedeutungsvoll als Zwischenprodukt zur Herstellung der Salze durch Neutralisation, z.B. mit Salicylsäure (CH-PS 359714, AT-PS 217029, CH-PS 457501, DE-AS 1151 513, US-PS 3759980), Weinsäure (FR-PS 1015561 und 1458127, US-PS 2870198), Stearinsäure (US-PS 2774759), Zitronensäure (FR-PS 1458127, US-PS 2774759, FR-PS 1015561, US-PS 2803 651, DE-PS 865953, CH-PS 457 501 »,Borsäure (CH-PS 134 220, DR-PS 290740 und 479016), Dipropylessigsäure (DE-OS 1543857,GB-PS1077 039 und 1124119), Benzoesäuren (DR-PS 290523), Arylarsinsäuren (DR-PS 515092) oder Kohlensäure (DR-PS 655882 und 719817, GB-PS 379260, DE-OS 3135671). Auch in den DE-AS 1518419 und US-PS 2774759 wird die Herstellung von Cholinsalzen aus der Cholinbase beschrieben.

Gemäß DE-PS 1543546 spielt die Cholinbase als Zwischenprodukt zur Herstellung von organischen Cholinsalzen eine Rolle: Unter Anwendung von Ionenaustauschern wird aus technischem Cholinchlorid (CC) zunächst die Cholinbase gebildet. Aus ihr, ebenso wie aus ihrem Carbonat, lassen sich durch Neutralisation mit organischen Säuren die organischen Salze herstellen. In dieser Schrift wird auch ein Verfahren genannt, das zu einer alkoholischen Cholinlösung führen soll: Eine CC-Lösung wird mit alkoholischem Kaliumcarbonat behandelt, das entstehende Kaliumchlorid abfiltriert und so die alkalische Cholinlösung erhalten. Aus ihr sollen sich dann durch Umsetzung mit organischen Säuren die entsprechenden Cholinsalze gewinnen lassen.

In der DO-PS 99569 ist die Herstellung von CC über die zunächst gebildete Cholinbase beschrieben worden. Darin wird zur Nachethoxylierung des TMA in einer zweiten Reaktionsstufe empfoh len, die Temperatur um so höher zu wählende geringer der Anteil an Cholinbase im System ist. Die Konzentration der Cholinbase wird aber dadurch herabgesetzt, daß sie mit Salzsäure zu CC umgesetzt wird. In der ersten Stufe, der Cholinbase-Herstellung, wird mit einem Überschuß an TMA gearbeitet und dann, bezogen auf EO, eine praktisch vollständige Umsetzung erreicht.

Das Problem der Herstellung von Cholin und seinen Salzen liegt jedoch nicht in der vollständigen Umsetzung des EO, sondern des TMA bzw. der Salze des TMA.

Die Herstellung der Cholinbase im technischen Maßstab und in der gewünschten Qualität eröffnet die Möglichkeit, aus Cholin, neben seiner Verwendung als starke organische Base in der Elektronik—etwa als alkalischer Bestandteil der Entwicklungslösung bei der Mikrochip-Herstellung (Fehlen von Schwermetallionen gegenüber anorganischen Basen) oder als Cholinsilikatlösung zur Herstellung von Leuchtstoffen (Grün- und Blaukomponente für Farbfernsehbildschirme) durch Neutralisation mit Säuren beliebige Cholinsalze herzustellen, vor allem solche, die in der Aufzucht von Schweinen und Geflügel—Cholinchlorid, -bitartrat oderTricholincitrat (Ullmanns Encyklopädiedertechnischen Chemie, Band 9, Verlag Chemie, Weinheimer/Bergstr., 1975, S. 587) — Bedeutung erlangt haben.

Die größte Bedeutung unter den Cholinsalzen kommt jedoch dem Cholinchlorid (CC) zu. Verfahren zu seiner Herstellung sind vielfach beschrieben worden. Seine Gewinnung aus TMA bzw. TMA HCL mit EO hat sich, etwa gegenüber der Umsetzung Ethylenchlorhydrin (DD-WP 105207) mit TMA, durchgesetzt.

Nach DR-PS 719817 wird eine 20%ige TMA-Lösung mit konzentrierter Salzsäure neutralisiert und 3 Stunden unter Druck bei 60°C mit EO behandelt. In einer älteren Schrift wird die Herstellung quarternärer Ammoniumcarbonate aus TMA, EO und Kohlensäure beschrieben, wobei nicht umgesetztes TMA dann im Vakuum abgedunstes wird (DR-PS 655882).

Nach DD-AP 51650 (analog GB-PS1060256, DE-AS1518419) z. B. werden bei Wärme (60 bis 80⁰C) und unter Druck(5 bis20at) EO im Überschuß und eine TMA HCL-Lösung in eine Reaktionszone unter Rühren gebracht. Nach Beendigung der Reaktion wird in einer zweiten Reaktionszone in einem weiteren Arbeitsgang das überschüssige EO entfernt. Der Vorteil des Verfahrens wird darin gesehen, daß es keine gasförmige Phase gibt. Durch die Umsetzung unter Druck, auch durch den Einsatz reiner Ausgangsstoffe (EO 99,5%, TMA mehr als 99%, HCI weniger als 0,005 Gew.-% Eisen), soll die unkontrollierte Bildung von Nebenprodukten vermieden werden.

In der DE-OS 2115094, bekannt geworden 1972, wird ein Verfahren beschrieben, das von einer Umsetzung der Reaktionspartner bei Atmosphärendruck, Temperaturen von 30 bis 100⁰C und einem Überschuß an EO ausgeht und das in einem geschlossenen Rührkessel abläuft, Der pH-Wert der Lösung soll sich zwischen pH 11 und 12 bewegen und dadurch ein Umsatz zwischen 99 und 100% eingehalten werden. Bei einer Verweilzeit von 90 Minuten und bei Temperaturen von 65⁰C kann aber die in dieser Lösung vorhandene Cholinbase (CB) nicht unbeschädigt bleiben. Zudem ist von der Anmelderin dieser Erfindung mehr als 10 Jahre später ein Verfahren zur Herstellung von Cholinsalzen, darunter CC, bekannt geworden, das mit 96% Ausbeute angegeben wird.

Der DD-PS 99569 zufolge wird zunächst aus TMA und EO die Cholinbase (CB) hergestellt und danach neutralisiert, wobei zur Umsetzung des restlichen TMA mit einem Überschuß an EO gearbeitet wird. Gemäß DE-OS 3135671 erfolgt die Umsetzung der drei Komponenten TMA, EO und HCL bei pH-Werten oberhalb 9 bis 12 und einer Temperatur von 50 bis 80⁰C.

Die genannten Verfahrerbhaben den Nachteil, daß sie — bei hohen pH-Werten—für freie CB in der Reaktionslösung und bei hohen Temperaturen und langen Verweilzeiten Anlaß zur Bildung von Nebenreaktionen durch die thermische Belastung des Cholins geben. Es ist bekannt, daß Cholin sich bei höheren Temperaturen zersetzt und Ethylenglykol, Polyethylenglykol und Trimethylamin bildet und auch CC beim Erhitzen in Dimethylaminoethanol und Methylenchlorid zerfällt (Ullmanns Encyklopädie der technischen Chemie, Band 9, Verlag Chemie, Weinheim/Bergstr., 1975, S.586). Bei niedrigen pH-Werten dagegen (pH-Wert 5,5) wird die Bildung von Nebenprodukten, vor allem von Ethylenchlorhydrin, begünstigt (DD-AP 51650).

Bei der zuletzt bekanntgewordenen Synthese von CC (DE-OS 3135671, analog EP-PS 74072) wird eine Ausbeute von nur 96% erreicht. Das kann bei der beschriebenen Reaktionsführung — pH 9 bis 12, Temperaturen 50 bis 80⁰C — nicht überraschen: Bei diesen pH-Werten befindet sich freies Cholin in der Reaktionslösung. Da aber die Zersetzungstendenz der Cholinbase mit steigender Konzentration und Temperatur zunimmt (DE-OS 3135 671) und die Verweilzeit 240 Minuten betragen, sind unerwünschte Nebenreaktionen nicht zu vermeiden. Als ein weiterer Nachteil kommt hinzu, daß es offensichtlich nicht gelingt, die Umsetzung quantitativ zu gestalten, denn nach der Hauptumsetzung muß restliches TMA bzw. EO in einer Rieselkolonne im Gegenstrom mit Stickstoff ausgeblasen werden.

Damit stellt sich eines der Probleme der CholinchloridsyntheseiRestliches TMA macht die CC-Lösung wegen des fischartigen Geruchs des Amins als Futtersatz ungeeignet; die einfache Neutralisation des nicht umgesetzten TMA zu TMA · HCL aber kann die Verwendung des CC als Futtermittelzusatz erheblich behindern (DE-OS 3135671). Deshalb ist die Umsetzung der Restmenge TMA mit EO für die Qualität der CC-Lösung von ausschlaggebender Bedeutung.

In der mehr als 10Ojährigen Geschichte der CC-Synthesen (zuerste A. Wurtz, Annalen Supl. 6 [1868], 201) sind immer wieder Verbesserungen vorgeschlagen worden, neben den bereits genannten schon 1931 die Herstellung des Cholinbicabonates und daraus dann das CC in „fast quantitativer Ausbeute" (DR-PS 655882) oder 1935 die Neutralisation einer TMA-Lösung mit Salzsäure und die Umsetzung der TMA · HCL-Lösung mit EO in „praktisch quantitativer Ausbeute" (DR-PS 719817, darin zitiert ist die GB-PS 379260 mit der Herstellung des Carbonates). Es ist jedoch erforderlich, in Autoklaven unter Druck zu arbeiten.

Zudem werden die Reaktionen im Grammaßstab durchgeführt.

Bei den bisher bekannt gewordenen Cholin- bzw. Cholinsalzsynthesen sind ohnehin EO-Mengen in solcher Größenordnung verarbeitet worden, daß die Kühlung der Reaktionslösung nicht als besonders hervorzuhebendes Problem dargestellt wurde, sondern es vielmehr auf die Einhaltung der Reaktionstemperatur sowie auf die Vermeidung von lokalen Überhitzungen, die zur Zersetzung der Cholinverbindungen führen können, ankam. Bei EO-Mengen von 44g (DR-PS 655882), 45kg (DD-AP 51650), 1 l/h (DE-OS 2115094), 63 kg/h (DD-WP 99 569) oder 48 Gewichtsteilen/h (EP-PS 74072) läßt sich die Wärmeentwicklung der Reaktion noch gut beherrschen. Die Verarbeitung von zehn-oder hundertfachen Mengen an EO ist bisher jedoch nicht beschrieben worden.

CC findet, neben Cholincarbonat, Verwendung als Ausgangsmaterial zur Herstellung anderer Cholinsalze, die ihrerseits als Leitsalze bei elektrochemischen Verfahren eingesetzt werden. So erhält man gemäß EP-PS 12215 z.B. mit Cholinsulfonaten, -formiat, -acetat oder -laurat als Leitsalzen höhere Stromausbeuten bei gleichzeitig niedrigeren Zellspannungen. Die größte Bedeutung hat CC jedoch als Futtermittelzusatz gelangt, neben der erwähnten Verwendung in der Geflügel- und Schweinezucht inzwischen auch in der Fischzucht. Daher steigt der Bedarf an CC ständig, so daß neue Verfahren mit sehr viel höheren Durchsatzmengen erforderlich sind.

Ziel der Erfindung

Es ist das Ziel der Erfindung, sowohl Cholin als auch Cholinsalze aus Trimethylamin bzw. Trimethylammoniumsalzen und Ethylenoxid in großtechnischen Maßstab in ein- und derselben Anlage so herzustellen, daß die Ausgangsstoffe Trimethylamin und Ethylenoxid direkt aus ankommenden Tankkesselwagen — ohne Zwischenlagerung in aufwendigen Flüssiggastankanlagern — der Reaktionsanlage zugeführt werden können und die Verarbeitung des Trimethylamins bzw. der Trimethylammoniumsalze so zu gestalten, daß eine vollständige Umsetzung ohne Nebenproduktbildung, vor allem durch Beherrschung der Reaktionswärme des Ethoxylierungsprozesses, erreicht wird.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und Vorrichtungen zu entwickeln, mit denen es möglich wird, einerseits Cholin und andererseits Cholinsalze aus Trimethylamin (TMA) bzw. Trimethylammoniumsalzen (TMA · HX, worin X für organische und anorganische Säurereste steht und im Falle des Cholins OH bedeutet) und Ethylenoxid (EO) in großtechnischem Maßstab herzusteilen, ohne daß die Ausgangsstoffe TMA und EO in Flüssiggastanklagern bevorratet werden müssen, sondern direkt aus ankommenden Eisenbahn-Tankkesselwagen verarbeitet werden können und die anfallenden Cholin- bzw. Cholinsalze-Lösungen frei von TMA bzw. Trimethylammoniumsalzen (TMA HX) und von Nebenprodukten sind, wozu die Beherrschung der Reaktionswärme des Ethoxylierungsprozesses unerläßlich ist.

Die Aufgabe wurde dadurch gelöst, daß sowohl TMA als auch EO aus Tankkesselwagen entnommen und unter Zwischenschaltung jeweils einer Mehrkammer-Sicherheitseinrichtung direkt der Reaktionszone einer chemischen Anlage zugeführt werden. Dazu wird TMA als Flüssiggas entnommen und in einer TMA HX-Lösung, in der X für OH im Fall der Cholin-Herstellung und für einen Säurerest im Fall der Herstellung von Cholinsalzen steht, überführt und EO als Flüssiggas oder in Form eines EO-Wasser-Gemisches in ein Reaktionssystem gegeben, in dem die TMA HX-Lösung im Kreis bewegt und in dem die Hauptumsetzung der Komponenten in einem Primärkreislauf vorgenommen wird, bis sie etwa 90%, bezogen auf TMA, beträgt. Bei der Umsetzung kühlt man die Reaktionslösung intensiv, indem man sie nach Teilung des Volumenstromes eine Kühlerbatterie, in der die Hauptumsetzung der Komponenten stattfindet, durchlaufen und hinter der Kühlerbatterie sich wieder vereinigen läßt. Die Umsetzung der Restmenge an TMA HX-Lösung wird innerhalb eines Sekundärkreislaufes in einem Rohrreaktor oder in einem Behälter zu Ende geführt. Sowohl die Mehrkammer-Sicherheitseinrichtung als auch die Reaktionszonen der Anlage sind einer Informationsverarbeitungseinrichtung zugeordnet, die bei Abweichungen von den Sollwerten eine Unterbrechung der Zufuhr der Reaktionskomponenten bis zum Erreichen der Sollwerte herbeiführt. Die Mehrkammer-Sicherheitseinrichtung verhindert ein Zurücksteigen der Flüssiggase oder der Reaktionslösung in den Kesselwagen. Erfindungsgemäß werden sowohl das TMA als auch das EO jeweils einer Mehrkammer-Sicherheitseinrichtung derart zugeführt, daß einer von mehreren Druckbehältern bis zu einem bestimmten Enddruck bzw. Endgewicht gefüllt wird und die Flüssiggase einem Reaktorteil zugeführt werden. Die Füllung geschieht auf umweltfreundliche Weise, denn es wird kein Flüssiggas an die Außenwelt abgegeben. Durch diese Verfahrensweise wird es möglich, die zur Aufnahme der Flüssiggase bisher erforderlichen Flüssiggastanklager einzusparen, weil ankommende Tankkesselwagen sofort entleert und kontinuierlich umgesetzt werden können.

Die Mehrkammer-Sicherheitseinrichtung ermöglicht die direkte Umsetzung des toxischen und geruchsintensiven TMA aus Eisenbahn-Tankkesselwagen ohne die Notwendigkeit, ein Flüssiggastanklager zu installieren: TMA wird, aus dem Kesselwagen kommend, einem Wechselvorlagesystem derart zugeführt, daß einer von mehreren Druckbehältern bis zu einem bestimmten Enddruck ohne Entlüftung gefüllt und mit diesem Druck in ein Reaktorsystem entleert 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.

An die Mehrkammer-Sicherheitseinrichtung der TMA-Entnahme schließt sich der Verdünnungs- bzw. Neutralisationsteil der Anlage: Ein Betriebstank enthält erfindungsgemäß einen Teil TMA HX-Lösung, die im Kreis bewegt wird. TMA wird zugegeben, mit der Lösung gemischt und zur Abführung der Lösungswärme einer Kühlerbatterie zugeführt. Zur Verdünnung bzw. Neutralisation wird ihr innerhalb des Kreislaufes Wasser bzw. Säure zugeführt, wiederum gemischt und gekühlt und schließlich eine Teilstrommenge der verdünnten bzw. neutralisierten TMA HX-Lösung abgenommen. Diese Lösung nun kann gefahrlos gelagert werden.

In einem weiteren Teil der Anlage wird EO aus Tankkesselwagen entnommen und über eine Mehrkammer-Sicherheitseinrichtung, die nach dem beschriebenen Prinzip aufgebaut ist, dem Teil der Anlage zugeführt, in dem die TMA · HX-Lösung im Kreislauf bewegt wird. Darin geschieht die Hauptumsezung der TMA · HX-Lösung und EO. Auch hinsichtlich des EO garantiert die Mehrkammer-Sicherheitseinrichtung, daß zu jedem Zeitpunkt eine direkte Verbindung zwischen Tankkesselwagen und dem Raktor ausgeschlossen wird und EO nur in einer Richtung fließt. Die Erfindung macht es erstmals möglich, Ethoxylierungsverfahren in technischen Dimensionen so auszuführen, daß eine Zwischenlagerung des gefährlichen Ethylenoxids entfallen kann und ankommende Tankkesselwagen 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 Anlagesystem eine Einrichtung zur Informationsverarbeitung derart zugeordnet ist, daß die entscheidenden Prozeßparameter erfaßt und bei Abweichungen von den Sollwerten die Unterbrechung der EO-Zufuhr herbeigeführt wird.

Bei den gewählten Dimensionen der Anlage ist der Tankkesselwagen mit EO in wenigen Stunden entleert — ein 1O-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 ins Vorratstanklager vorzunehmen — die Einlagerung erfolgt bei etwa 0°C—wozu leistungsstarke Kälteanlagen unerläßlich sind. Damit erweist sich die Erfindung als ein Verfahren, das einerseits sehr umweltfreundlich ist und andererseits zu einer bedeutenden Energieeinsparung führt. Der Erfindung liegt des weiteren die Aufgabe zugrunde, die enormen Wärmemengen des Ethoxylierungsvorganges so zu beherrschen, daß günstige Raum-Zeit-Ausbeuten erhalten werden und das Endprodukt keine Qualitätseinbußen — die Farblosigkeit der Cholin- bzw. Cholinsalzlösungen muß garantiert bleiben—davonträgt. Die Aufgabe wurde dadurch gelöst, daß einerseits die TMA · HX-Lösung im Kreis geführt und die Umsetzung der Reaktionspartner innerhalb einer Kühlerbatterie vorgenommen wird, wobei man den Reaktionsbeginn auf den Teil der Anlagefestlegt, der sich unmittelbar vor der Kühlerbatterie befindet, indem man das Reaktionsgemisch eine variierbare Verweilzeitstrecke, die mit Hilfe einer Informationsverarbeitungseinrichtung auf die erforderliche Länge eingestellt wird, durchlaufen läßt. Im Falle der Herstellung Cholinsalzen kann man den Ausgangstemperaturen von 5°C bis 25°C — freistehenden Anlagen jahreszeitbedingt — auch pH-Werte von 8,5 bis 7,5, die durch Zugabe von CB oder TMA zu der TMA · HX-Lösung eingestellt werden, zuordnen. Die variierbare Verweilzeitstrecke muß um so länger sein, je tiefer die Ausgangstemperaturen liegen. Die Kühlerbatterie, in der sich der Haupteil der Umsetzung vollzieht, besteht aus mehreren Haarnadelkühlern. Nach Passieren des Kühlsystems werden die Teilströme wieder vereinigt.

Die Aufgabe, Cholin und Cholinsalze herzustellen, wird im einzelnen dadurch gelöst, daß in einem Teil der Anlage das entnommene TMA mit Wasser versetzt oder mit Säure neutralisiert wird. Dazu wird das TMA erfindungsgemäß einem Reaktor zugeführt, in dem TMA HX-Lösung vorgelegt ist. Zweckmäßigerweise wird so verfahren, daß sich TMA · HX-Lösung in einem Vorratstank befindet—mindestens in der Menge, die zur Aufrechterhaltung des Betriebes der Umwälzpumpe notwendig ist — und das zu verarbeitende TMA sowie das Wasser bzw. die Säure vor einer gekühlten Verweilstrecke einem Umwälzstrom aus TMA · HX-Lösung zugeführt werden. Ein Betriebstank wird auf diese Weise biszu dem gewünschten Wert mit TMA · HX-Lösung gefüllt und steht zur Weiterverarbeitung bereit.

Die Aufgabe der Herstellung von Cholin wurde dadurch gelöst, daß sowohl TMA als auch EO aus Kesselwagen entnommen und unter Zwischenschaltung der beschriebenen Mehrkammer-Sicherheitseinrichtung direkt der Reaktionszone einer chemischen Anlage zugeführt und darin bei Anfangstemperaturen von 50⁰C und mit steigendem Cholingehalt bis zu einer Umsetzung von 90%, bezogen auf TMA, abnehmend auf 40⁰C umgesetzt werden und die Reaktion bei Temperaturen von 5°C bis 15°C, vorzugsweise bei 10°C, zu Ende geführt wird.

Die Aufgabe, Cholinsalze herzustellen, wurde erfindungsgemäß einerseits dadurch gelöst, daß die CB mit der entsprechenden Säure in der erfindungsgemäßen Anlage neutralisiert wird, andererseits dem Trimethylammoniumsalz-Strom, der mit dem EO zur Reaktion gebracht wird, CB in katalytischen Mengen zugesetzt wird. Dadurch beträgt der pH-Wert der Lösung zu Beginn der Reaktion 7,5 bis 8. Durch Zugabe der entsprechenden Säure wird dieser pH-Bereich während der gesamten Umsetzung beibehalten. Überraschenderweise hat sich nämlich gezeigt, daß die dosierte Zugabe von CB einen günstigen Einfluß auf den Verlauf der Reaktion ausübt.

Von der CC-Synthese ist bekannt, daß pH-Werte unter 7 die Bildung von Nebenprodukten, insbesondere von Ethylenchlorhydrin, begünstigen (DD-AP 51650), hohe pH-Werte dagegen mit zunehmender Temperatur und zunehmendem Gehalt an CB den Zerfall in Nebenprodukte verursachten (DE-OS 3135671): Ausbeute lediglich 96%.

Es hat sich bei der Synthese von CC gezeigt, daß hohe Temperaturen bei einem geringen Anteil an Cholinverbindungen auf die Qualität des Endproduktes keinen Einfluß haben. Deshalb wird erfindungsgemäß die Reaktionstemperatur mit steigendem Gehalt an Cholinverbindung gesenkt, von etwa 125°C zu Beginn auf etwa 50⁰C bei dann etwa 90%iger Umsetzung, Ьегодел auf TMA.

Das Problem der restlichen Umsetzung des TMA wurde erfindungsgemäß derart gelöst, daß die Reaktion bei Temperaturen von 20 bis 30°C, vorzugsweise bei 25°C, zu Ende geführt wird. Überraschenderweise wurde gefunden, daß die Umsetzung des restlichen TMA bzw. TMA HCI sich bei der Reaktionstemperatur der Hauptumsetzung von 60 bis 125⁰C auch bei einem Überschuß von EO ohne die Bildung von Nebenprodukten nicht erzwingen läßt. Selbst wiederholtes Nachspeisen von EO führt nur mit Mühe zur Beseitigung des restlichen TMA, obwohl EO verbraucht wird. Hier setzen ganz offensichtlich einerseits Nebenreaktionen zwischen dem EO und den anderen Komponenten des Reaktionsgemisches — Cholinchlorid, Cholinbase, Wasser, Salzsäure und bereits vorhandenen Nebenprodukten, wie Polyoxyethylenen — ein, andererseits führt der Zerfall der Cholinbase immer wieder zum Vorliegen von freien TMA in der Reaktionslösung. Wenn aber die Temperatur erfindungsgemäß auf etwa 25°C erniedrigt wird, reagiert überschüssiges EO bevorzugt mit der Restmenge an TMA, so daß am Ende eine vollständige Umsetzung erreicht wird, ohne daß es trotz des Überschusses an EO zur Nebenproduktbildung kommt. Es hat sich gezeigt, daß bei den üblichen Temperaturen von 60 bis 80⁰C und den bekannten Verweilzeiten in Abhängigkeit vom pH-Wert EO in der Größenordnung von 2 bis 10% für unerwünschte Nebenreaktionen verbraucht wird. Ferner wurde gefunden, daß die Temperatur in der Anfangsphase ohne Nachteil für die Qualität des Endproduktes auf 125⁰C gesteigert werden kann. Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Umsetzung des restlichen TMA bzw. TMA HCI besteht aus einem Intensivkühler, der einem Kühlsystem, das die Reaktionswärme der Umsetzung abfängt, nachgeschaltet ist und daß aus mehreren hintereinander geschalteten Bündelrohren mit einer großen Kühlfläche besteht; ferner aus einem Rohrreaktor, in dem der Hauptanteil der Umsetzung der restlichen TMA-Menge mit dem überschüssigen EO vorgenommen wird und einem Verteilerrohr, das in Betriebsbehälter, in denen sich die Restmenge des noch verbliebenen TMA umsetzt, mündet.

Die Aufgabe der Erfindung, Vorrichtungen zur Herstellung von Cholin und Cholinsalzen aus TMA · HX-Lösungen und EO zu entwickeln, wurde dadurch gelöst, daß die Flüssiggase TMA und EO unter Zwischenschaltung einer Mehrkammer-Sicherheitseinrichtung einem Reaktorsystem zugeführt werden, in dem aus TMA zunächst TMA · HX-Lösungen hergestellt werden und in dem den TMA · HX-Lösungen, die im Kreislauf bewegt werdne, EO zugeführt wird. Die Umsetzung der Reaktionspartner vollzieht sich in einer Kühlerbatterie aus Haarnadelkühlern. Die Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zu entwickeln, die den direkten Umsatz der Flüssiggase TMA und EO aus Tankkesselwagen unter Umgehung kostenintensiver Zwischentanklager ermöglicht, wurde dadurch gelöst, daß eine Mehrkammer-Sicherheitseinrichtung geschaffen wurde, die aus mehrereren Druckbehältern besteht, denen das Flüssiggas im Wechsel bis zu einem bestimmten Enddruck oder einem bestimmten Endgewicht zugeführt wird und daß man das Flüssiggas mit dem Enddruck der Füllphase des Druckbehälters in die Reaktionszone entleert, wobei der Druck nach und nach auf einen bestimmten Grenzwert abfällt und wobei in der

Entleerungsphase des einen Behälters mindestens ein weiterer Druckbehälter mit dem Flüssiggas gefüllt wird und die Abfüllphase für die Druckbehälter schneller abläuft als die Entleerungsphase.

Die Mehrkammer-Sicherheitseinrichtung zwischen dem Tankkesselwagen — gleiches gilt für jeden anderen Vorratsbehälter — und dem Reaktorsystem bewirkt, daß ein Zurücksteigen des Flüssiggases oder der Reaktionslösung in den Kesselwagen bzw. Vorratsbehälter ausgeschlossen wird.

Sowohl der Mehrkammer-Sicherheitseinrichtung als auch dem Anlagesystem ist eine Einrichtung zur Informationsverarbeitung zugeordnet, die bei Abweichungen von den Sollwerten derart eingreift, daß die Zufuhr der Flüssiggase und der Reaktionskomponenten bis zum Erreichen der Sollwerte unterbrochen wird.

Die Erfindung soll anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.

Ausführungsbeispiele

Beispiel 1: TMA · HX-Lösungen Beispiel 1.1: TMA-Lösung

4750 l/h (3000kg/h) TMA werden ohne Zwischenlagerung in einem Flüssiggastank aus Druckkesselwagen entnommen und direkt über eine Mehrkammer-Sicherheitseinrichtung einem Rohrsystem zugeführt, in dem eine 25- bis 50%ige wäßrige TMA-Lösung in Mengen von 18m³/h, die in einem Betriebsbehälter mit mindestens 5m³ TMA-Lösung vorgelegt sind und daraus entnommen werden, im Kreislauf bewegt wird. Nach der Durchmischung wird gekühlt und Wasser in solchen Mengen dazugegeben, daß wahlweise eine 25-, 40- oder 50%ige TMA-Lösung hergestellt werden kann. Nach Vermischung wird der Volumenstrom zur besseren Abführung der Lösungswärme gedrittelt und nach Durchlaufen einer Kühlerbatterie wieder vereinigt. Der auf 25⁰C gekühlte Volumenstrom gelangt in den Betriebsbehälter. Bei Erreichen einer Sollfüllmenge von 18 m³ wird ein Teilstrom der wäßrigen TMA-Lösung in der Menge entnommen, die der Zufuhr an TMA und Wasser entspricht, so daß die Füllhöhe im Betriebsbehälter konstant bleibt. Der entnommene Teilstrom wird erneut gekühlt und gelangt mit etwa 2O⁰C (zur Lagerung) in weitere Betriebsbehälter, die je mit 15m³ TMA-Lösung gefüllt werden.

Beispiel 1.2: Trimethylammoniumsalzlösung

Tritriethylamin (TMA) wird ohne Zwischenlagerung in einem Flüssiggastank aus Druckgaskesselwagen entnommen und direkt über eine Sicherheitseinrichtung in ein Neutralisationsrohrsystem geführt, in dem Trimethylammoniumsalzlösung (TMA · HX) im Kreislauf geführt wird. Nach Einspeisung des TMA in die TMA · HX-Lösung wird nach der Durchmischung die Lösungswärme in einer Kühlerbatterie soweit abgeführt, daß die Temperatur des TMA-TMA HX-Gemisches 25 bis 3O⁰C beträgt. Nach Zugabe molarer Mengen an Säure wird durchmischt und die Lösung zur Abführung der Neutralisationswärme einem Kühlsystem zugeführt, aus dem die neutrale TMA · HX-Lösung mit einer Temperatur von 25 bis 35⁰C tritt. Dieser Lösung, die im Unterschied zu TMA geruchlos ist und gefahrlos gehandhabt werden kann, wird ein Teilstrom entnommen und einem Tanklager zugeführt, in dem sich bis zur Weiterverarbeitung beliebig lange aufbewahrt bleiben kann. Als Säuren werden anorganische, wie Salzsäure, Schwefelsäure, Kohlensäure oder Borsäure und organische, wie Zitronensäure, Salicylsäuren, Essigsäure, Weinsäure oder Benzoesäuren eingesetzt.

Beispiel 1.3: Vorrichtungen zur Erzeugung der TMA HX-Lösung Beispiel 1.3.1: Mehrkammer-Sicherheitseinrichtung derTMA-Verarbeitung

TMA, das als Flüssiggas in speziellen Druckgaskesselwagen 1 (Figur 1) antransportiert wird, gelangt über einen Entladearm mit einem Schnellschließventil 2 in eine Mehrkammer-Sicherheitseinrichtung 3 bis 15 (Figur 2). Das TMA wird über ein pneumatisches Absperrventil 3 in einem 350-Liter-Druckbehälter 7 geführt. Das Absperrventil 3 öffnet nur, wenn die pneumatischen Absperrventile 4 und 5 zuverlässig geschlossen sind und ihr Geschlossensein durch Rückmeldung signalisiert wurde. Wird der Behälter 7 mit TMA gefüllt, so steigt der Druck am Kontalctmanometer (PIRA) 9 an. Bei Erreichen der Sollfüllmenge schließt, unter Signalgebung, das Absperrventil 3, und der Druckbehälter 7 steht zur Entleerung bereit. Soll der 350-Liter-Druckbehälter 8 gefüllt werden, so wird das Absperrventil 5 geöffnet. Voraussetzung dafür ist, daß die Absperrventile 3 und 6 zuverlässig geschlossen sind—wobei sich 4 öffnet und der bereitstehende Druckbehälter 7 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. Erfindungsgemäß wird das Entleeren der Behälter 7 und 8 mit dem beim Füllen aufgebauten Druck vorgenommen. Das Füllen der Behälter 7 bzw. 8 erfolgt in der Regel ohne Entlüftung und ist deshalb besonders umweltfreundlich. Sollte sich dennoch eine Entlüftung erforderlich machen, besonders im Anfahrbetrieb oder bei Unregelmäßigkeiten in der Füllphase der Druckbehälter, wird die Entlüftung über die Entlüftungsventeile 11 bzw. 12 (Stickstoffventile) derart vorgenommen, daß der gasförmige Anteil des TMA in die Reaktionszone der Anlage oder in einen Absorberbehälter geführt wird, so daß er innerhalb der Anlage bleibt und nicht an die Umwelt gelangen kann.

Dieses System der Druckbehälter stellt eine Sicherheitseinrichtung dar, die ein Zurückströmen desTMA bzw. derTMA-TMA HX-Lösung ausschließt. Der beim Füllen der Behälter 7 und 8 aufgebaute Druck von 60OkPa wird erfindungsgemäß zur Entleerung der Behälter 7 bzw. 8 verwendet. Es wird solange entleert, bis 25 kg abgeleitet sind. Dabei fällt der Druck in den Behältern auf etwa 33OkPa, doch er liegt deutlich über dem in der Verarbeitungsstufe — dort beträgt er etwa 28OkPa. Die Schalthäufigkeit der Mehrkammer-Sicherheitseinrichtung zwischen den Behältern 7 und 8 ist so groß, daß der Volumenstrom 1000 bis4000kg/h, vorzugsweise 2000kg/h, TMA-Flüssiggas beträgt.

Die erfindungsgemäße Anordnung macht ein gefährliches Rückströmen des TMA bzw. der Reaktionslösung unmöglich. Einerseits sind die symbolisch dargestellten Absperrventile 3 bis 6 doppelt ausgeführt, zum anderen lösen zwei Durchflußgeber (FIRA) 13 und 14, von denen einer zwischen der Schnellschließeinrichtung 2 und den Absperrventilen 3 bzw. 5 und der andere zwischen den Absperrventilen 4 bzw. 6 und dem Einspeisungsventil 16 angebracht sind, bei einer Umkehr der Strömungsrichtung unter Signalabgabe einen Noteingriff („zu") auf die in der Rohrleitung befindlichen Schnellschlußventile aus.

Der Mehrkammer-Sicherheitseinrichtung 3 bis 15 ist ein System zur Informationsverarbeitung 15 zugeordnet, von dem entscheidende Parameter — wie Druck, Temperatur, Durchflußrichtung oder Durchflußmenge — erfaßt werden und das bei Sollwertabweichungen derart eingreift, daß von Meßeinrichtungen mit Minimal- und Maximalkontaktgebern, die an sich bekannt sind, die Zuführung des TMA bis zum Erreichen der Sollwerte unterbrochen wird.

Beispiel 1.3.2: Anlage zur Herstellung der TMA HX-Lösung

In dem Anlagesystem 16 bis 27 werden sowohl TMA-Lösungen unterschiedlicher Konzentration (X = OH) hergestellt, als auch Trimethylammoniumsalzlösungen (X = Säurerest).

Der TMA-Strom wird nach Passieren der Mehrkammer-Sicherheitseinrichtung 3 bis 15 über das Einspeisungsventil 16 in das Lösungs(X = OH)- bzw. Neutralisations^ = Säurerest)-Rohrsystem gegeben, in dem eine TMA HX-Lösung mit Hilfe einer Umwälzpumpe 17 im Kreis geführt wird. In dem Rohrsystem befindet sich ein 6000-Liter-Betriebsbehälter 18, der mit mindestens 5000 Litern TMA HX-Lösung gefüllt ist. Bei einem regelbaren Volumenstrom von 6000 bis 25000 kg/h wird erfindungsgemäß das TMA der TMA HX-Lösung über das Einspeisungsventil 16 zugegeben (eingespritzt) und dem System nach einer Mischstrecke 19 in einem Kühler 20 die Lösungswärme entzogen, so daß die Temperatur des TMA-TMA · HX-Gemisches 25 bis 30⁰C beträgt. Über ein Einspeisungsventil 21 wird Wasser bzw. Säure in molaren Mengen zugeführt (eingespritzt). Mit der Mischung der Komponenten in einer weiteren Mischstrecke 22 setzt unter großer Wärmeentwicklung die Lösung (X = OH) bzw. die Neutralisation (X = Säurerest) ein. Bei einer Durchsatzmenge von 1000kg/h TMA wird die Wärmemenge in zwei bis drei in Reihe geschalteten Korobonkühlem 23 mit einer Kühlfläche von etwa 30m² abgeführt. Bei höherem Durchsatz wird erfindungsgemäß je weiterer 1000 kg/h TMA auch eine weitere Ko.robonkühlereinheit von etwa 30m² parallel angeordnet und die Pumpleistung um je 6000kg/h erhöht. Der Druck im Rohrleitungs- und im Kühlersystem beträgt vorteilhaft etwa 28OkPa. Nach Eintritt der neutraten Lösung in den Betriebsbehälter 18 beträgt die Temperatur 25 bis 35°C. Dem TMA-Kreislauf wird eine Informationsverarbeitungseinrichtung 24, die vorzugsweise aus einem Mikrorechner besteht, zugeordnet, von der die entscheidenden Prozeßparameter—wie Druck, Temperatur, Durchflußrichtung, pH-Wert, Durchfiußmenge und bei Umlaufrecktoren die Umlaufmenge—erfaßt werden und die bei Sollwertabweichungen derart eingreift, daß von Meßeinrichtungen mit Minimal- und Maximalkontaktgebern, die an sich bekannt sind, die Zuführung des TMA oder des Wassers bzw. der Säure bis zum Erreichen der Sollwerte unterbrochen wird.

Dem TMA · HX-Strom wird zur Aufrechterhaltung stationärer Verhältnisse, d. h. einer Füllmenge von etwa 5000 Litern im Betriebsbehälter 18, über das Teilstromabnahmereglerventil 25 eine Teilmenge entnommen und nach erneuter Kühlung — im Kühler 26 — vorteilhaft auf unter 20°C gebracht.

Die Teilstrommenge wird dem Tanklager 27 (27.1 bis 27.x) für TMA HX-Lösungen zugeführt. Den Behältern 27.1 bis27.xwerden pH-Wert-Reglereinrichtungen zugeordnet, um sicherzustellen, daß der pH-Wert der TMA · HX-Lösung (wenn X = Säurerest bedeutet) nicht in den sauren Bereich (z.B. Schwarzverfärbung bei TMA HCI-Lösung) wechselt.

Beispiel 2: Ethoxylierungsprozeß Beispiel 2.1: Verfahren Beispiel 2.1.1: Herstellung von Cholin

Beispiel 2.1.1.1: Umsetzung von TMA-Lösung mit EO-Flüssiggas

EO wird, ohne Zwischenlagerung in einem Flüssiggastank, als Flüssiggas aus Eisenbahn-Tankkesselwagen über eine Mehrkammer-Sicherheitseinrichtung in ein Reaktorsystem, das aus einer Tanklagerbatterie — die mit TMA-Lösung gefüllt ist — einer Umwälzpumpe, einer Mischstrecke, einer variierbaren Verweilzeitstrecke und einer Kühlerbatterie besteht, geführt und mit der TMA-Lösung umgesetzt. Jeder Behälter der Tankfagerbatterie 27.1 bis 27.x enthält 15m³ TMA-Lösung. Wenn der erste Behälter 27.1 mit der Anlage verschaltet und TMA-Lösung im Kreislauf geführt wird, speist man EO in Mengen von 2500l/h (2236kg/h) in die Anlage. In diesem Primärkreislauf wird die Reaktionslösung der Mischstrecke und der variierbaren Verweilzeitstrecke zugeführt und dann zur Abführung der Reaktionswärme gedrittelt und nach Durchlaufen der Kühlerbatterie wieder vereinigt. Dadurch wird die Reaktionstemperatur bei 50 bis 60⁰C gehalten. Vor Eintritt der Lösung in den Betriebsbehälter 27 wird erneut gekühlt, s&daß die Temperatur der Lösung 25⁰C beträgt.

Erfindungsgemäß werden 80 bis 99% der erforderlichen EO-Menge zugesetzt. Danach wird der Behälter 27.2 mit dem Primärkreislauf verschaltet.

Die Reaktionslösung des vorigen Behälters 27.1 wird einem Sekundärkreislauf zugeführt, auf Temperaturen von 10 bis 15°C . abgekühltund mit derfehlenden Menge EO.zuzüglich eines Überschusses von 1 bis 2%, die Reaktion innerhalb von 120 Minuten zu Ende geführt.

Die derart hergestellte CB-Lösung ist farblos und nahezu frei von Nebenprodukten. Das in geringem Überschuß vorhandene EO wird durch kurzzeitiges Anlegen eines Vakuums entfernt.

Beispiel 2.1.1.2: Umsetzung eines EO-Wasser-Gemisches mit TMA-Lösung

Wie Beispiel 2.1.1.1; nur daß anstelle der Zugabe von EO-Flüssiggas in den Primärkreislauf eine Mischung von EO mit 5 bis 15⁰C kaltem Wasser in das Einspeisungsventil 43 gelangt. Dazu wird nach Passieren der Mehrkammer-Sicherheitseinrichtung dem EO-Strom Wasser (Ventil 49) in solchen Mengen zugesetzt, daß die CB in der gewünschten Konzentration entsteht.

Beispiel 2.1.1.3: Restumsetzung der TMA-Lösung

Wie in Beispiel 2.1.1.1 und 2.1.1.2, nur daß anstelle der Betriebsbehälter 27 Behälter mit Rührvorrichtungen und Kühlmantel verwendet wurden.

Beispiel 2.1.2: Herstellung von Cholinsalzen

Beispiet 2.1.2.1: Umsetzung von TMA Lösung (X = Säurerest) mit EO-Flüssiggas EO wird, ohne Zwischenlagerung in einem Flüssiggastank, als Flüssiggas aus Eisenbahn-Tankkesselwagen über eine Mehrkammer-Sicherheitseinrichtung in ein Reaktorsystem, das aus einer Umwälzpumpe, einer Mischstrecke, einer variierbaren Verweilzeitstrecke und einer Kühlerbatterie besteht, geführt und mit der TMA HX-Lösung umgesetzt. Jeder Behälter der Tanklagerbatterie 27.1 bis 27.x enthält 4600ITMA · HX-Lösung. Wenn der erste Behälter 27.1 mit der Anlage verschaltet und TMA HX-Lösung im Kreislauf geführt wird, gibt man eineCB-Lösung dazu, so daß sich ein pH-Wert von 7,5 bis 8 einstellt. Dann speist man EO in Mengen von 2 500 l/h in die Anlage. Die Reaktionslösung wird der Mischstrecke und der variierbaren Verweilzeitstrecke und danach der Kühlerbatterie zugeführt (Primärkreislauf). Durch dosierte Zugabe der entsprechenden Säuren hält man einen pH-Wert von 7,5 bis 8 aufrecht. Nach etwa 30 Minuten—wenn die Sollmenge an EO zugeführt worden ist — wird auf den zweiten Behälter 27.2 der Tankbatterie umgestellt.

Erfindungsgemäß werden 80 bis 99%C der erforderlichen EO-Menge zugesetzt. Danach wird der Behälter 27.2 mit dem Primärkreislauf verschaltet.

Die Reaktionslösung des Behälters 27.1 wird einem SekundärkreiSlauf zugeführt, auf Temperaturen von etwa 25⁰C abgekühlt und mit der fehlenden Menge EO, zuzüglich eines Überschusses von 1 bis 2%, die Reaktion zu Ende geführt. Danach erfolgt die pH-Feineinstellung mit Hilfe der entsprechenden Säure.

Beispiel 2.1.2.2: Umsetzung der TMA HX-Lösung mit einem EO-Wasser-Gemisch Wie Beispiel 2.1.2.1, nur daß ansteile der Zugabe von EO-Flüssiggas in den Primärkreislauf eine Mischung von EO mit 5 bis 15°C kaltem Wasser in das Einspeisungsventil 43 gelangt. Dazu wird nach Passieren der Mehrkammer-Sicherheitseinrichtung dem EO-Strom über das Ventil 49 Wasser zugesetzt.

Beispiel 2.1.2.3: Herstellung von CC

Nach Beispiel 2.1.2.1 wird CC hergestellt, wobei man im einzelnen so verfährt, daß eine TMA · HCI-Lösung je nach Ausgangstemperaturen von 5 bis 25⁰C durch Zugabe von CB—zweckmäßigerweise in Form einer alkalischen CC-Lösung die CB enthält—auf pH-Werte von 8,5 bis 7,5 eingestellt und dann ethoxyliert wird. Dabei kann die Temperatur zu Beginn der Reaktion auf 125°C ohne Schaden für das Endprodukt ansteigen. Mit zunehmenden CC-Gehalt wird die Temperatur gesenkt, so daß sie in dem Primärkreislauf bei etwa 90%iger Umsetzung, bezogen auf TM A, etwa 50⁰C beträgt. Im Sekundärkreislauf wird die Reaktion bei etwa 25⁰C zu Ende geführt.

Beispiel 2.2: Vorrichtungen

Beispiel 2.2.1: Mehrkammer-Sicherheitseinrichtung des Ethoxylierungsprozesses EO, das als Flüssiggas in speziellen Druckgaskesselwagen 28 (Figur 1) antransportiert wird, gelangt über einen Entladearm mit einem Schnellschließventil 29 in eine Mehrkammer-Sicherheitseinrichtung 30 bis 42 (Figur 2). Das EO wird über ein pneumatisches Absperrventil 30 in einen Druckbehälter 34 geführt. Das Absperrventil 30 öffnet nur, wenn die pneumatischen Absperrventile 31 und 32 zuverlässig geschlossen sind und ihr Geschlossensein durch Rückmeldung signalisiert wurde. Wird der Behälter 34 mit EO gefüllt, so steigt der Druck am Kontaktmanometer (PIRA) 36 an. Bei Erreichen der Sollfüllmenge schließt, unter Signalgebung, das Absperrventil 30, und der Druckbehälter 34 steht zur Entleerung bereit. Soll der Druckbehälter 35 gefüllt werden, so wird das Absperrventil 32 geöffnet. Voraussetzung dafür ist, daß die Absperrventile 30 und 33 zuverlässig geschlossen sind — wobei sich 31 öffnet und der bereitstehende Druckbehälter 34 entleert wird. Inzwischen wird der Druckbehälter 35 gefüllt, wobei der Druck am Kontaktmanometer (PIRA) 37 ansteigt. Ist die Sollfüllmenge erreicht, so schließt 32 und der Behälter 35 steht zur Entleerung bereit. Ist der Behälter 34 entleert, so wird 31 geschlossen und 33 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. Erfindungsgemäß wird das Entleeren der Behälter 34 und 35 mit dem beim Füllen aufgebauten Druck vorgenommen. Das Füllen der Behälter 34 bzw. 35 erfolgt in der Regel ohne Entlüftung und ist deshalb besonders umweltfreundlich. Sollte sich dennoch eine Entlüftung erforderlich machen, besonders im Anfahrbetrieb oder bei Unregelmäßigkeiten in der Füllphase der Druckbehälter, wird die Entlüftung über Entlüftungsventile 38 und 39 derart vorgenommen, daß der gasförmige Anteil des EO in die Reaktionszone der Anlage oder in einen Absorberbehälter geführt wird, so daß er innerhalb der Anlage bleibt und nicht an die Umwelt gelangen kann.

Die erfindungsgemäße Anordnung stellt eine hochwirksame Sicherheitseinrichtung dar, denn sie macht ein gefährliches Rückströmen des EO bzw. der Reaktionslösung unmöglich: Einerseits sind die symbolisch dargestellten Absperrventile 30 bis 33 doppelt ausgeführt, zum anderen lösen zwei Durchflußgeber (FIRA) 40 und 41, von denen einer zwischen der Schnellschließeinrichtung 29 und den Absperrventilen 30 bzw. 32 und der andere zwischen den Absperrventilen 31 bzw. 33 und dem EO-Einspeisungsventil 43 angebracht sind, bei einer Umkehr der Strömungsrichtung unter Signalabgabe einen Noteingriff („zu") auf die in der Rohrleitung befindlichen Schnellschließventile aus. Der Mehrkammer-Sicherheitseinrichtung 30 bis 42 ist ein Informationsverarbeitungssystem 42 zugeordnet, von dem entscheidende Parameter — wie Druck, Temperatur, Durchflußrichtung oder Durchflußmenge — erfaßt werden und das bei Sollwertabweichungen derart eingreift, daß von Meßeinrichtungen mit Minimal- und Maximalkontaktgebern, die an sich bekannt sind, die Zuführung des EO bis zum Erreichen der Sollwerte unterbrochen wird.

Beispiel 2.2.2: Anlage zur Herstellung von Cholin- bzw. Cholinsalz-Lösungen In dem Anlagesystem 43 bis 55 (Figur 1) werden erfindungsgemäß Cholin- als auch Cholinsalz-Lösungen hergestellt. In einer Anlage zur Umsetzung von EO mit TMA HX-Lösung gelangt EO aus dem Eisenbahnkesselwagen 28 (Figur 1) über eine Mehrkammer-Sicherheitseinrichtung 30 bis 42 (Figur 2) und das Einspeisungsventil 43 in ein Reaktorsystem, das aus einer Tankbehälterbatterie 27.1 bis 27.x — gefüllt mit TMA · HX-Lösung—der Mischstrecke 44, der variierbaren Verweilzeitstrecke 45, einer Kühlerbatterie 46 und den Umwälzpumpen 47 und 48 für den Primär- bzw. Sekundärkreislauf besteht. Der erste Behälter der Tankbehälterbatterie 27.1 bis 27.x wird mit der Kühlerbatterie 46 und den Umwälzpumpen 47 und 48 zusammengeschaltet und die TMA HX-Lösung im Kreislauf geführt. Über das Einspeisungsventil 43 gelangt EO, als Flüssiggas — oder im Gemisch mit Wasser, das über ein Ventil 49 zugeführt wird — in den Primärkreislauf, über das Einspeisungsventil 50 in den Sekundärkreislauf.

Der Mischstrecke des Primärkreislaufes folgt die variierbare Verweilzeitstecke 45 und die Kühlerbatterie 46. Die Lösung wird zur Nachreaktion einem Sekundärkreislauf mit eigener Pumpe 48 und eigenem Kühlsystem 51 zugeführt. Der zweite und jeder weitere Behälter der Batterie 27 wird nun in gleicher Weise mit EO umgesetzt.

Das Ventil 52 wird benötigt, wenn aus der CB durch Umsetzung mit Säuren beliebige Salzlösungen des Cholins hergestellt werden sollen. Die Ventile 53 und 54 sind zur Zugabe von CB bzw. von Säuren zur Einstellung des nötigen pH-Wertes bei der Herstellung von Cholinsalzen aus TMA · HX-Lösung (X = Säurerest) erforderlich.

Dem EO-Kreislauf 43 bis 55 ist eine Informationsverarbeitungseinrichtung 55, die vorzugsweise aus einem Mikrorechner besteht, zugeordnet, von der die entscheidenden Prozeßparameter—wie Druck, Temperatur, Durchflußrichtung, pH-Wert, Durchflußmenge und bei Umlaufreaktoren die Umlaufmenge — erfaßt werden und die bei Sollwertabweichungen derart eingreift, daß von Meßeinrichtungen mit Minimal- und Maximalkontaktgebern, die an sich bekannt sind, die Zuführung des EO, des Wassers oder der Säure eis zum Erreichen der Sollwerte unterbrochen wird.

Nach Beispiel 2.2.2. lassen sich aus TMA-Lösung Cholin und aus TMA HX-Lösungen (X = Säurerest) CC, Cholincarbonate, -sulfate, -borate, -citrate, -salicylate, -tartrate, -stearate, -acetate oder -benzoate herstellen.

Beispiel 2.2.2.1: Cholin (CB)

Nach Beispiel 2.2.2 wird TMA-Lösung, die sich in der Tankbehälterbatterie 27.1 bis 27.x befindet, im Kreislauf geführt und zunächst im Primärkreislauf mit EO, das über das Einspeisungsventil 43 als Flüssiggas oder unter Zugabe von Wasser über das Ventil 49 als EO-Wasser-Gemisch in die Ethoxylierungsanlage 43 bis 55 gelangt, umgesetzt. Wenn der Behälter 27.1, in dem der TMA-Anteil ständig ab- und der CB-Anteil ständig zunimmt, mit der für eine etwa 90%ige Umsetzung erforderlichen EO-Menge umgesetzt worden ist, wird der Behälter 27.1 mit dem Sekundärkreislauf (27,48,50,51) in dem mit der fehlenden menge EO umgesetzt wird, zusammengeschaltet und der Behälter 27.2 dem Primärkreislauf zugeführt. Die Ventile 52,53 und 54 werden nicht benötigt.

Beispiel 2.2.2.2: Cholinchlorid (CC)

Nach Beispiel 2.2.2 wird TMA · HCI-Lösung, die sich in der Tankbehälterbatterie 27.1 bis 27.x befindet, im Kreislauf geführt und zunächst im Primärkreislauf mit EO umgesetzt, wobei über das Ventil 53 zu Beginn der Reaktion dem jeweils angeschlossenen Behälter der Batterie 27 zur Einstellung des der Anfangstemperatur entsprechenden pH-Wertes CB in Form einer CB-Lösung oder als CB-CC-Gemisch, das während der Reaktion anfällt, wenn auf eine Korrektur des pH-Wertes durch Zugabe von HCI verzichtet wird, und über das Ventil 54 während des Primärkreislauf HCI zur Einhaltung des pH-Wertes zwischen 7,5 und 8,0 gegeben werden. Wenn der Behälter 27.1, in dem der TMA.HCI-Anteil ständig ab- und der CC-Anteil ständig zunimmt, mit der für eine 80 bis 99%ige Umsetzung erforderlichen EO-Menge umgesetzt worden ist, wird der Behälter 27.1 mit dem Sekundärkreislauf, dem dann die fehlende Menge an EO zugeführt wird, zusammengeschaltet und der Behälter 27.2 mit dem Primärkreislauf. Nach Beendigung der Reaktion im Sekundärkreislauf wird mit Salzsäure die pH-Wert-Feineinstellung vorgenommen.

Beispiel 3: Restumsetzung von TMA.HCI

Wie im Beispiel 2.2.2.2 wird die Hauptumsetzung des TMA.HCI mit 90% der erforderlichen Menge an EO bei Ausgangstemperaturen von etwa 20°C auf schnell 125°C nach etwa 10%igem Umsatz auf 50⁰C bei 90%igem Umsatz vorgenommen (Primärkreislauf). Nach der Kühlung der Lösung auf unter 3OX wird die Restmenge an EO, zuzüglich eines Überschusses von 1 bis 2%, zugesetzt (Sekundärkreislauf) und die Reaktion bei etwa 25⁰C derart zu Ende geführt, daß dem Kühlersystem 51 ein Rohrreaktor folgt und bei einer Verweilzeit von 5 bis 15 Minuten sich eine Restreaktionsphase von 15 Minuten in den Behältern 27 anschließt, wobei die Reaktionslösung über ein Verteilerrohr in den unteren Teil der Behälter gelangt. Die Lösung enthält praktisch kein Amin mehr. Sie wird danach außerhalb der Behälter 27 durch eine pH-Wert-Feineinstellung mit Salzsäure auf den Wert von 7 gebracht und in bekannter Weise auf 70 bis 75% CC konzentriert.

Beispiel 4: Cholinsalz-Lösungen aus CB-Lösung

Die auf dem erfindungsgemäßen Wege hergestellte CB, die sich in den Behältern der Batterie 27 befindet, wird — z. B. als Behälter 27.1 —mit Hilfe der Umwälzpumpe 48 (Figur 1) im Kreis bewegt. Über das Einspeisungsventil 52 werden molare Mengen an Säure zugegeben. Die Lösung wird dem Kühler 51 zugeführt und solange im Kreis bewegt, bis der Behälter 27.1 neutralisiert ist. Danach wird der Behälter 27.2 mit der Umwälzpumpe 48 und dem Kühler 51 zusammengeschaltet und über das Einspeisungsventil mit der gewünschten Säure neutralisiert.

Claims (14)

1. Verfahren zur Herstellung von Cholin und Cholinsalzeri aus Trimethylamin bzw. Trimethylammoniumsalzen und Ethylenoxidjdadurch gekennzeichnet, daß die Flüssiggase Trimethylamin und Ethylenoxid direkt aus Tankkesselwagen entnommen und unter Zwischenschaltung jeweils einer Mehrkammer-Sicherheitseinrichtung Reaktionszonen in chemischen Anlagen derart zugeführt werden, daß Trimethylamin in eine wäßrige Trimethylamin-Lösung bzw. in eine wäßrige Trimethylammoniumsalz-Lösung, die in einem Kreislauf bewegt werden, tritt und darin gelöst wird und die dann konzentrierte Trimethylamin-Lösung mit soviel Wasser versetzt wird, daß eine Trimethylamin-Lösung gewünschter Konzentration entsteht bzw. die Trimethylamin-Trimethylammoniumsalz-Lösung mit der dem Salz entsprechenden Säure neutralisiert wird und man Ethylenoxid als Flüssiggas oder als Ethylenoxid-Wasser-Gemisch einem Reaktorsystem zugeführt, in dem die Trimethylamin- bzw. die Trimethylammoniumsalz-Lösung in einem Primärkreislauf bewegt werden, in dem die Hauptumsetzung der Komponenten bis zu 99%, bezogen auf Trimethylamin, vorgenommen wird und wobei der pH-Wert der Trimethylammoniumsalz-Lösung 7,5 bis 8 beträgt und während der Umsetzung durch Zugabe der entsprechenden Säure bei diesem pH-Wert gehalten wird und wobei die Reaktionstemperatur dadurch beherrscht wird, daß die Umsetzung der Reaktionskomponenten in einer Kühlerbatterie durch eine variierbare Verweilzeitstrecke erreicht wird, die jeweils so lang gewählt wird, daß die Reaktion innerhalb der Kühlerbatterie abläuft und nach dem Primärkreislauf die Reaktionslösung auf 5 bis 15°C für die Cholinherstellung sowie auf unter 30⁰C für die Cholinsalzherstellung abgekühlt wird und die Umsetzung mit dem restlichen Ethylenoxid in einem Sekundärkreislauf vorgenommen wird und sowohl die Mehrkammer-Sicherheitseinrichtung als auch die Reaktionszonen einer Informationsverarbeitungseinrichtung zugeordnet wird, die bei Abweichungen von den Sollwerten eine Zufuhr der Reaktionskomponenten bis zum Erreichen der Sollwerte herbeiführt.

2. Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mehrkammer-Sicherheitseinrichtung aus einem Wechselvorlagesystem besteht, in dem einer von mehreren Druckbehältern bis zu einem bestimmten Enddruck oder Füllgewicht mit Trimethylamin gefüllt wird und man das Trimethylamin mit dem Enddruck der Füllphase des Druckbehälters in das Lösungs- bzw. Neutralisationssystem entleert, wobei der Druck nach und nach auf einen bestimmten Grenzwert abfällt und wobei in der Entleerungsphase des einen Behälters mindestens ein weiterer Druckbehälter mit Trimethylamin gefüllt wird und die Auffüllphase für die Druckbehälter schneller abläuft als die Entleerungsphase.

3. Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mehrkammer-Sicherheitseinrichtung aus einem Wechselvorlagesystem besteht, in dem einer von mehreren Druckbehältern

a) bis zu einem bestimmten Enddruck ohne Entlüftung mit Ethylenoxid gefüllt wird und man das Ethylenoxid mit dem Enddruck der Füllphase des Druckbehälters in das Reaktionssystem entleert, wobei der Druck nach und nach auf einen bestimmten Grenzwert abfällt

b) bis zu einem bestimmten Füllgewicht unter Entlüftung mit Ethylenoxid gefüllt wird, wobei man in Intervallen entlüftet und den gasförmigen Anteil des Ethylenoxids in die Reaktionslösung oder in einen Absorber, in dem das Ethylenoxid umgesetzt und damit unschädlich gemacht wird, führt

und wobei in der Entleerungsphase des einen Druckbehälters mindestens ein weiterer Druckbehälter mit Ethylenoxid gefüllt wird und die Auffüllphase für die Druckbehälter schneller abläuft als die Entleerungsphase.

4. Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptumsetzung des Trimethylamins bzw. des Trimethylammoniumsalzes bis zu 80 bis 99% Umsatz in einem Primärkreislauf stattfindet, dem fortwährend Ethylenoxid zugeführt wird und in dem der Trimethylamin- bzw. Trimethylammomumsalz-Anteil ständig ab- und der Anteil an Cholin bzw. Cholinsalz ständig zunimmt und bei Ausgangstemperaturen von etwa 2O⁰C die Temperatur bei der Herstellung von Cholin auf 50⁰C nach etwa 10%igem Umsatz gesteigert und abnehmend auf 30⁰C nach 90%igem Umsatz gebracht sowie bei der Herstellung von Cholinchlorid auf 125⁰C nach etwa 10%igem Umsatz auf abnehmend 5O⁰C nach 90%igem Umsatz gebracht wird.

5. Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Restumsetzung des Trimethylamins bzw. des Trimethylammoniumsalzes einem Sekundärkreislauf Ethylenoxid im geringen Überschuß zugegeben und die Reaktion bei etwa 10⁰C bei der Cholin-und bei etwa 25⁰C bei derCholinsalz-Herstellungzu Ende geführt wird.

6. Vorrichtung zur Herstellung von Cholin und Cholinsalzen aus Trimethylamin bzw. Trimethylammoniumsalzen und Ethylenoxid, dadurch gekennzeichnet, daß in einer chemischen Anlage Trimethylamin unter Zwischenschaltung einer Mehrkammer-Sicherheitseinrichtung (3 bis 15, Figur 2) einem Reaktorsystem (16 bis 24, Figur 1) zugeführt wird, in dem man eine wäßrige Trimethylamin- bzw. Trimethylammoniumsalz-Lösung herstellt und Ethylenoxid unter Zwischenschaltung einer Mehrkammer-Sicherheitseinrichtung (30 bis 42, Figur 2) einem Reaktorteil (43 bis 55, Figur 1), der eine Kühlerbatterie (46) enthält, zur Umsetzung mit der Trimethylamin-bzw. Trimethylammoniumsalz-Lösung zugeführt wird, wobei sowohl die Mehrkammer-Sicherheitseinrichtungen als auch das Anlagesystem Einrichtungen zur Informationsverarbeitung (15 und sowie 24 und 55) enthalten, die bei Abweichungen von den Sollwerten derart eingreifen, daß die Zufuhr der Flüssiggase bis zum Erreichen der Sollwerte unterbrochen wird.

7. Vorrichtung nach Punkt 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie Mehrkammer-Sicherheitseinrichtungen (Figur 2) besitzt, die aus Wechselvorlagesystemen bestehen, in denen einer der Druckbehälter (7 oder 8 bzw. 34 oder 35) ständig entleert und der andere gerade gefüllt wird oder zur Entleerung bereitsteht, wobei pneumatische Absperrventile (3 bis 6 bzw. 30 bis 33) so gegeneinander verrigelt sind, daß jeweils immer nur ein Behälter gefüllt und der andere entleert werden kann und den Mehrkammer-Sicherheitseinrichtungen Systeme zur Informationsverarbeitung (15 und 42) zugeordnet sind, von denen entscheidende Parameter — wie Druck, Temperatur, Durchflußeinrichtung oder Durchflußmenge — erfaßtwerden und die Informationsverarbeitungssysteme bei Sollwertabweichungen derart eingreifen, daß von Meßeinrichtungen mit Minimal- und Maximalkontaktgebern, die an sich bekannt sind, die Zuführung der Flüssiggase Trimethylamin bzw. Ethylenoxid bis zum Erreichen der Sollwerte unterbrochen wird.

8. Vorrichtung nach Punkt 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß Trimethylamin bei geöffnetem Absperrventil (3) und geschlossenen Absperrventilen (4 und 5) in den Druckbehälter (7), der mit einer Wägeeinrichtung verbunden ist, gelangt, wobei der Druck an einem Kontaktmanometer (9) steigt, bis die Sollfüllmenge erreicht ist, unter Signalgebung das Ventil (3) schließt, nunmehr der Druckbehälter (7) zur Entleerung bereitsteht und bei entleertem Druckbehälter (8) sich das Absperrventil (6) schließt, wobei die Absperrventile (4 und 5) geöffnet werden, so daß der Behälter (8) bis zur Sollfüllmenge, die durch ein Kontrollmanometer (10) angezeigt wird, gefüllt werden kann, wobei nach Füllung das Ventil (5) geschlossen wird und der Behälter (8) zur Entleerung bereitsteht.

9. Vorrichtung nach Punkt 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß Ethylenoxid bei geöffnetem Absperrventil (30) und geschlossenen Absperrventilen (31 und 32) in den Druckbehälter (34), der mit einer Wägeeinrichtung verbunden ist, gelangt, wobei der Druck an einem Kontaktmanometer (36) steigt, bis die Sollfüllmenge erreicht ist, unter Signalgebung das Ventil (30) schließt, nunmehr der Druckbehälter (34) zur Entleerung bereitsteht und bei entleertem Druckbehälter (35) sich das Absperrventil (33) schließt, wobei die Absperrventile (31 und 32) geöffnet werden, so daß der Behälter (35) bis zur Sollfüllmenge, die durch ein Kontrollmanometer (37) angezeigt wird, gefüllt werden kann, wobei nach der Füllung das Ventil (32) geschlossen wird und der Behälter (35) zur Entleerung bereitsteht.

10. Vorrichtung nach Punkt 6, dadurch gekennzeichnet, daß Trimethylamin über ein Einspeisungsventil (16) in einen Strom aus wäßriger Trimethylamin- bzw.Trimetrtylammoniumsalz-Lösung gelangt, der von einer Umwälzpumpe (17) bewegt wird, die Lösung nach Passieren einer Mischstrecke (19) in einen Kühler (20) geführt wird, danach über ein Einspeisungsventil (21) Wasser bzw. Säure dazugegeben, erneut gemischt (22) und gekühlt (23) wird, die Lösung in einen Betriebsbehälter (18) gelangt, an einer Teilstromabnahmestelle (25) Trimethylamin- bzw. Trimethylammoniumsalz-Lösung entnommen und über einen Kühler (27) einer Betriebsbehälterbatterie (27.1 bis 27.x) zugeführt wird, von der die Behälter nacheinander in einen Primärkreislauf mit einer Umwälzpumpe (47) gelangen, wobei das Ethylenoxid über ein Ventil (43) als Flüssiggas oder im Gemisch mit Wasser, das durch Zugabe von Wasser über ein Einspeisungsventil (49) gebildet wird, in das Reaktorsystem eines Primärkreislaufes geführt wird, das aus einer Tankbehälterbatterie (27.1 bis 27.x) einer Mischstrecke (44), einer variierbaren Verweilzeitstrecke (45) und einer Kühlerbatterie (46) besteht und danach in das Reaktorsystem eines Sekundärkreislaufes, das aus einer Umwälzpumpe (48), einem Einspeisungsventil für Ethylenoxid (50) und einem Kühler (51) besteht, gelangt.

11. Vorrichtung nach Punkt 6 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß dem Anlagesystem Einrichtungen zur Informationsverarbeitung (24 und 55), die vorzugsweise aus Mikrorechnern bestehen, zugeordnet sind, von denen die entscheidenden Prozeßparameter—wie Druck, Temperatur, Durchflußrichtung, Durchflußmenge und bei Umlaufreaktoren die Informationsverarbeitungseinrichtungen bei Sollwertabweichungen derart eingreifen, daß von Meßeinrichtungen mit Minimal- und Maximalkontaktgebern, die an sich bekannt sind, die Zuführung der Reaktionspartner in die Anlage bis zum Erreichen der Sollwerte unterbrochen wird.

12. Vorrichtung nach Punkt 6 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlerbatterien (23 und 46) aus mehreren Kühlsträngen bestehen, die durch Teile des Volumenstromes gebildet werden, wobei jeder Kühlstrang aus Haarnadelkühlern besteht, in denen sich der Hauptteil der Umsetzung der Reaktionskomponenten vollzieht und die Teilströme nach Passieren des Kühlsystems wieder vereinigt werden.

13. Vorrichtung nach Punkt 6 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der variierbaren Verweilzeitstrecke (45) mit Hilfe von Kontaktthermometern, die an der Verweilzeitstrecke (45), am Ort vor Eintritt der Reaktionslösung in das Kühlsystem und innerhalb der Kühlerbatterie (46) angebracht sind, festgelegt wird.

14. Vorrichtung nach Punkt 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung von Cholinsalzen Cholinbase, die sich in Behältern der Batterie 27 (Figur 1) befindet, mit Hilfe der Umwälzpumpe (48) im Kreis bewegt wird und über das Säureeinspeisungsventil (52) molare Mengen an Säure zudosiert werden und die Lösung über das Kühlsystem (51) zurück in den Behältern (27.1) gelangt und nach Beendigung der Neutralisation der folgende Behälter (27.2) mit der gewünschten Säure neutralisiert wird.