DD243275A1

DD243275A1 - Verfahren zur destillativen reinigung von ruecktrichlorethen

Info

Publication number: DD243275A1
Application number: DD28432885A
Authority: DD
Inventors: Eckhard Butz; Erhard Reichel
Original assignee: Leuna Werke Veb
Priority date: 1985-12-16
Filing date: 1985-12-16
Publication date: 1987-02-25
Also published as: DD243275B1

Abstract

Das Verfahren zur destillativen Reinigung von Ruecktrichlorethen dient zur Regenerierung des bei der Reextraktion der Trichlorethen-Caprolactamloesung mittels Wasser anfallenden Ruecktrichlorethens. In einer ersten Trennkolonne, bestehend aus Verstaerker- und Abtriebssaeule, wird bei einem Ruecklaufverhaeltnis von 0,2 und einem Kopf-Sumpf-Masseverhaeltnis von 108:1 ein hochreines Ruecktrichlorethen als Kopfprodukt abgetrennt, und in einer zweiten Trennkolonne mit drei theoretischen Trennstufen wird bei einem Ruecklaufverhaeltnis von 0,1 und einer Kopftemperatur, die 20C ueber der Siedetemperatur des Azeotrops Trichlorethen-Wasser liegt, aus dem Sumpfprodukt der ersten Trennkolonne das restliche Trichlorethen im Kopfprodukt abgetrennt.{Reinigungsverfahren destillativ; Ruecktrichlorethen; Regenerierung; Reextraktion; Trichlorethen-Caprolactamloesung; Trennkolonnen; Kopf-Sumpf-Masseverhaeltnis; Ruecklaufverhaeltnis; Trennstufen theoretisch; Kopftemperatur}

Description

Darlegung des Wesens der Erfindung

Es bestand somit die Aufgabe, ein Verfahren zur Regenerierung des bei der Reextraktion der Trichlorethen-Caprolactamlösung mittels Wasser anfallenden Rücktrichlorethens zu entwickeln, mit dem es gelingt, daraus die Verunreinigung möglichst vollständig abzutrennen. Dabei sollen die Nachteile der bekannten Verfahren beseitigt werden, bei denen nur eine teilweise Abtrennung der Verunreinigungen erfolgt und damit deren qualitätsbeeinträchtigende Wirkung nicht eliminiert wird, sowie ein hoch trichlorethenhaltiges Abprodukt anfällt.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Reinigung des Rücktrichlorethens durch destillative Aufarbeitung in einer Reihenschaltung von Trennkolonnen unter Einleitung einer geringen Menge gasförmigen Ammoniaks in die erste Trennkolonne und unter Einspeisung von Wasser in die zweite Trennkolonne, die als reine Abtriebssäule ausgeführt ist, bei Phasentrennung des Kopfproduktes dieser Trennkolonne in eine organische und eine wäßrige Phase und Rückführung der wäßrigen Phase in den Sumpf der zweiten Trennkolonne, wobei man erfindungsgemäß in der ersten Trennkolonne, bestehend aus einer Verstärkerund Abtriebssäule, bei einem Rücklaufverhältnis von kleiner 0,4 und bei einem Kopf-Sumpf-Mengenverhältnisvon größer 60:1 ein hochreines Rücktrichlorethen als Kopfprodukt abtrennt und daß man in einer zweiten Trennkolonne mit etwa drei theoretischen Trennstufen bei einem Rücklaufverhältnis kleiner 0,4 und einer Kopftemperatur, die etwa 20⁰C über der Siedetemperatur des Azeotrops Trichlorethen-Wasser liegt, aus dem Sumpfprodukt der ersten Trennkolonne das restliche Trichlorethen im Kopfprodukt abtrennt, so daß im Sumpf dieser zweiten Trennkolonne die Verunreinigungen praktisch trichlorethenfrei ausgeschleust werden können.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert: Ein verunreinigtes Trichlorethengemisch (17478kg/h), bestehend aus

Cyclohexanon 85 ppm

Cyclohexenon 16 ppm

Anilin 0,5 ppm

Cyclohenanonoxim 4 ppm

Caprolactam 777 ppm

Trichlorethen Rest

wird in eine Kolonne mit 8 theoretischen Trennstufen auf die 4. Stufe (vom Kopf) mit einer Temperatur von 80⁰C eingespeist. Außerdem werden der aus der Phasentrenrrung kommende organische Kopfstrom der 2. Kolonne (147kg/h) auf den 8. Boden und in den Sumpf eine geringe Menge gasförmiges Ammoniak zugegeben. Bei einem Rücklaufverhältnis von 0,2 trennt man ein hochreines Trichlorethenprodukt (17463kg/h) über Kopf ab, das organische Verunreinigunge von kleiner 1 ppm enthält. Die Kopftemperatur liegt bei 86,3°C

Im Sumpf fallen bei 107,3⁰C 162kg/h Produkt mit derfolgenden Zusammensetzung an:

Trichlorethen 56,1 Ma.-%

Cyclohexanon 28,6Ma.-%

Cyclohexenon 5,4Ma.-%

Anilin 0,2 Ma.-%

Cyclohexanonoxim 1,3Ma.-%

Caprolactam 8,3Ma.-%

Dieses Sumpfprodukt wird auf den obersten Boden der zweiten Trennkolonne, die aus 3 theoretischen Trennstufen besteht, eingespeist. Im Sumpf werden 114kg/h Wasser zugegeben. Bei einem Rücklaufverhältnis von 0,1 wird über Kopf ein Gemisch aus ca. 40 Ma.-%Trichlorethen,35 Ma. -% Wasser und 25Ma.-% organische Verunreinigungen bei 93 ⁰C abgetrennt und zur Phasentrennung gefördert. Hier erfolgt die Trennung in die organische Phase, die als Rückstrom zur 1.Trennkolonne gegeben wird, und die wäßrige Phase, die im Sumpf zusammen mit 36 kg/h Frischwasser eingespeist wird. Als Sumpfprodukt fällt bei einer Temperaturvon 100_r4°Cfolgendesi3erriisch_C52kg/h) an,_

Trichlorethen 6 ppm

Cyclohexanon 3,68Ma.-%

Cyclehexenon 0,70Ma.-%

Anilin 0,001 Ma.-%

Cyclohexanonoxim 0,18Ma.-%

Caprolactam 26,16 Ma.-%

Wasser 69,27 Ma.-%

CH₃-C- CH₂ - CH₂ - CH₂ - CH₂ - X O

CH

1 ι

II

Claims

Erfindungsanspruch:

1. Verfahren zur destillativen Reinigung von Rücktrichlorethen in einer Reihenschaltung von Trennkolonnen unter Einleitung einer geringen Menge gasförmigen Ammoniaks in die erste Trennkolonne und unter Einspeisung von Wasser in die zweite Trennkolonne, die als reine Abtriebssäule ausgeführt ist, bei Phasentrennung des Kopfproduktes dieser Trennkolonne in eine organische und eine wäßrige Phase und Rückführung der wäßrigen Phase in den Sumpf der zweiten Trennkolonne, gekennzeichnet dadurch, daß man in der ersten Trennkolonne, bestehend aus einer Verstärker- und Abtriebssäule, bei einem Rücklaufverhältnis von kleiner 0,4 und bei einem Kopf-Sumpf-Masseverhältnis von größer 60:1 ein hochreines Rücktrichlorethen als Kopfprodukt abtrennt und daß man in einer zweiten Trennkolonne mit etwa drei theoretischen Trennstufen bei einem Rücklaufverhältnis kleiner 0,4 und einer Kopftemperatur, die etwa 20°C der Siedetemperatur des Azeotrops Trichlorethen-Wasser liegt, aus dem Sumpfprodukt der ersten Trennkolonne das restliche Trichlorethen im Kopfprodukt abtrennt, so daß im Sumpf dieser zweiten Trennkolonne die Verunreinigungen praktisch trichlorethenfrei ausgeschleust werden können.

2. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die organische Phase des Kopfproduktes der zweiten Trennkolonne zur ersten Trennkolonne rückgeführt und in die Abtriebssäule eingespeist wird.

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Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur destillativen Reinigung des bei der Herstellung von Epsilon-Caprolactam durch Beckmannsche Umlagerung von Cyclohexanonoxim als Extraktionsmittel verwendeten Trichlorethens.

Charakteristik der bekannten technischen Lösung

Es ist allgemein bekannt, das Epsilon-Caprolactam aus dem Produkt der Beckmannschen Umlagerung durch Extraktion des bei der Neutralisation des Umlagerungsproduktes erhaltenen Lactamöls und der Ammonsulfatlauge mit organischen Lösungsmitteln, insbesondere mit Trichlorethen, Reextraktion der dabei erhaltenen Trichlorethen-Caprolactam-Lösung mittels Wasser, Aufkonzentrierung der so erhaltenen wäßrigen Caprolctam-Lösung und anschließende mehrstufige Destillation bzw. Rektifikation unter Zusatz geringer Mengen Natriumhydroxid zu gewinnen.

Das bei der Reextraktion des im Trichlorethen gelösten Caprolactams mit Wasser neben der wäßrigen Caprolactamlösung anfallende noch Restteile Caprolactam enthaltende Trichlorethen, das sogenannte Rücktrichlorethen, wird im Kreislauf gefahren, das heißt, in die Stufe der Extraktion des Lactamöls zurückgeführt. Dabei tritt eine An reicherung von Verunreinigungen im Trichlorethen ein. Zur Aufrechterhaltung eines hohen Niveaus aus der Caprolactamqualität ist es deshalb erforderlich, kontinuierlich einen Teil oder die Gesamtmenge des Kreislauftrichlorethens einer Reinigung mit dem Ziel der Abtrennung der Verunreinigungen zu unterwerfen. Dies ist um so notwendiger, als die seitens der Kunststoffproduzenten an das Caprolactam gestellten Qualitätsanforderungen ständig steigen.

Zur Reinigung des Trichlorethens werden verschiedene Verfahren angewendet. So ist bekannt (CS-PS 148343), das Rücktrichlorethen bei einer Kopftemperatur von 86⁰C abdestilliert wird und dabei ein 6 Ma.-% Caprolactam und hochsiedende Stoffe enthaltendes Sumpfprodukt anfällt. Dieser Rückstand wird durch Vakuumdestillation gesondert aufgearbeitet. Es ist aus der CS-PS 148343 auch bekannt, die Trichlorethenregeneration auf destillativem Weg zweistufig so zu betreiben, daß in der I.Stufe bei einer Kopftemperatur von 86⁰C Trichlorethen abdestilliert und der Destillationsrückstand in einer nachgeschalteten zweiten Stufe bei einer Sumpftemperatur von 124°C der Wasserdampfdestillation unterworfen wird. Die Brüden aus beiden Destillationsstufen werden einem gemeinsamen Kondensator zugeleitet. Das in einem angeschlossenen Trennapparat vom Wasser abgeschiedene Trichlorethen wird in die Extraktion eingesetzt. Die aus dem Destillationsapparat abfließenden Rückstände werden zur Gewinnung des Caprolactams gesondert aufgearbeitet. Weiterhin ist bekannt jDD-PS.0130134), daß man in einer dreistufigen Anlage das Rücktrichlorethen in der I.Stufe bei einem Rücklaufverhältnis von 0,5 bis 2 und einem Kopf/Sumpf Verhältnis von 30:1 bis 60:1 zur Erzeugung eines reinen Trichlorethens als Kopfprodukt rektifiziert, das gleichzeitig erhaltene Sumpfprodukt in der nachgeschalteten 2. Stufe unter Einspeisung einer gegenüber der Zusammensetzung des Aceotrops Trichlorethen/Wasser erhöhten Wassermenge einer Wasserdampfdestillation unterwirft, das Sumpfprodukt ausschleust, die Trichlorethenphase des Kopfproduktes nachfolgend in der 3.Stufe bei einem Rücklaufverhältnis von 0,5 bis 2 und einer Sumpftemperatur von 140 bis 160⁰C rektifiziert, das Kopfprodukt in die I.Stufe einspeist und das Sumpfprodukt ausschleust.

Unter E'nbeziehung der Erkenntnisse aus neuesten Untersuchungen sind die betrieblichen Verfahren wie folgt zu beurteilen: Die genannten Verfahren liefern als Kopfprodukt ein mehr oder weniger stark verunreinigtes Trichlorethen. Die Rückführung dieses Produktes in den Extraktionsprozeß bedeutet letztlich eine Verminderung der Caprolactamqualität. Ferner fallen bei diesen Verfahren trichlorethenhaltige Abprodukte an, da die nach der DD-PS 0130134 angegebene Sumpftemperatur von 140 bis 160⁰C, die zur Erreichung eines trichlorethenfreien Abproduktes notwendig ist, zur Versetzung des Verdampfers führen würde. Außerdem ist speziell das zuletzt genannte Verfahren sehr energieaufwendig.

Ziel der Erfindung

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, Rücktrichlorethen so wirksam zu regenerieren, daß dabei ein hochreines Produkt erhalten wird, welches nur Spuren von Verunreinigungen aus dem Caprolactamprozeß enthält und praktisch trichlorethenfreie Abprodukte anfallen.