DD255526A1 - Verfahren zur gewinnung von iso-amylalkohol aus fuseloel - Google Patents

Abstract

Das Fuseloel wird in einem Rotationsduennschichtverdampfer zur Entfernung salzartiger und thermisch instabiler, hoeher als iso-Amylalkohol siedender Verbindungen bei einer Verweilzeit von kleiner 1 Minute und einer Temperatur kleiner 443 K verdampft und als Gasphase direkt in eine erste Destillationskolonne zur Abtrennung der tiefer als iso-Amylalkohol siedenden Bestandteile einschliesslich des Wassers ueberfuehrt. Aus dem im wesentlichen aus iso-Amylalkohol bestehende Sumpfprodukt der ersten Kolonne wird in einer zweiten Destillationskolonne ein hochreiner iso-Amylalkohol als Destillat gewonnen, waehrend hoeher siedende Anteile im Sumpf angereichert und in den Rotationsduennschichtverdampfer zurueckgefuehrt werden.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von iso-Amylalkohol aus gegebenenfalls mit wäßrigen Alkalien vorbehandeltem Fuselöl durch Destillation.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Fuselöl ist ein Abfallprodukt der Ethanolgewinnung auf der Basis der alkoholischen Gärung. Der Hauptbestandteil des Fuselöls ist iso-Amylalkohol, dessen Abtrennung und Reingewinnung eine im Vergleich zu den Syntheseverfahren durchaus ökonomisch vorteilhafte Alternative sein kann. Weitere Bestandteile im Fuselöl sind neben Wasser Ethanol, n-Propanol und iso-Butanol. In geringen Mengen sind die Isomeren der genannten Alkohole sowie höhersiedende Anteile wie Hexanole, entsprechende Ester und Säuren, auch Furfurol, enthalten. Letztere Verbindungen können bei thermischer Belastung Spaltreaktionen unterliegen, die die Aufarbeitung des Fuselölserschweren. In gleicherweise stören die im Fuselöl bestimmter Herkunft enthaltenen Salze. Die Gewinnung von iso-Amylalkohol aus Fuselöl kann durch Destillation erfolgen. So ist es bekannt, iso-Amylalkohol durch kontinuierliche oder diskontinuierliche Destillation von den tiefer siedenden Bestandteilen im Fuselöl, einschließlich Wasser zu trennen, indem der Wassergehalt im Fuselöl auf einen für die Bildung der binären Azeotrope mit den C₂- bis Gj-Alkoholen erforderlichen Wert eingestellt wird und auf diese Weise eine wasserhaltige Azeotropmischung und der wasserfreie isoAmylalkohol erhalten werden (DD-PS 124195). Der Nachteil eines solchen Verfahrens derZumischung zusätzlicher Mengen an Inhaltsstoffen des Fuselöls liegt in dem erhöhten Trennaufwand bei der Abtrennung des iso-Amylalkohols. Zudem ist die Qualität des gewonnenen iso-Amylalkohols für spezielle Einsatzzwecke unzureichend, weil Restmengen an Furfurol und geruchsintensiven Nebenprodukten aus der thermischen Zersetzung des Fuselölrückstandes im iso-Amylalkohol verbleiben. Es ist weiterhin bekannt, die höheren Alkohole aus dem Fuselöl nach einer azeotrop-extraktiven Entwässerung unter Verwendung von iso-Amylalkohol als Trennagens zu gewinnen, wobei der Entwässerungsstufe eine chemische Umsetzung der Säuren, Ester und weiterer Bestandteile des Fuselöls mit Alkalien in einem gesonderten Druck- und Reaktionssystem vorgelagert ist und durch anschließende Wasserdampfdestillation die entstandenden Reaktionsprodukte vom Fuselöl abgetrennt werden (SU-PS 257487).

Dieses Verfahren hat neben dem hohen apparativen Aufwand den wesentlichen Nachteil, daß zusätzlich zu dem im Fuselöl enthaltenen Wasser weitere erhebliche Mengen desselben in das System eingebracht werden und damit die Entwässerungsstufe außerordentlich verteuert wird und aufgrund der für die Wasserabtrennung erforderlichen Menge des Trennagens und seiner Regenerierung und dem damit notwendigen Energieaufwand. Ein weiterer Nachteil eines solchen Verfahrens liegt darin, daß die im Fuselöl enthaltenen und teilweise als Reaktionsprodukt neu gebildeten Salze im unteren Teil der Wasserdampf-Destillationskolonne zu Ablagerungen und infolgedessen zu Betriebsunterbrechungen führen.

Ziel der Erfindung

Ziel derjirfindung ist es, die Ökonomie zur Gewinnung von iso-Amylalkohol hoher Qualität aus Fuselöl durch Minimierung des apparativen und energetischen Aufwandes zu verbessern.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Es bestand somit die Aufgabe, ein Verfahren zur Gewinnung von iso-Amylalkohol zu entwickeln, mit dem es möglich ist, durch spezielle Verfahrensführung und ohne Zusatz weiterer Trennagenzien den iso-Amylalkohol in reiner Form zu gewinnen. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Gewinnung von iso-Amylalkohol aus gegebenenfalls mit wäßrigen Alkalien vorbehandeltem Fuselöl durch Destillation erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in einem Rotationsdünnschichtverdampfer bei einer Verweilzeit von kleiner 1 Minute und einer Temperatur kleiner 443 K die bis zum Siedepunkt des iso-Amylalkohols siedenden Verbindungen verdampft und als Gasphase in eine erste Destillationskolonne eingeführt werden, daß in dieser die tiefer als iso-Amylalkohol siedenden Bestandteile einschließlich des Wassers über Kopf abdestilliert und daß aus dem im wesentlichen aus iso-Amylalkohol bestehenden Sumpfprodukt der ersten Destillationskolonne in einer zweiten Destillationskolonne ein hochreiner iso-Amylalkohol als Destillat gewonnen wird, während höher siedende Anteile im Sumpf abgezogen werden.

Dabei ist es zweckmäßig, daß der Anteil der tiefer als iso-Amylalkohol siedenden Verbindungen einschließlich des isoAmylalkohols im Sumpf des Rotationsdünnschichtverdampfers 30 bis 50Gew.-% beträgt.

Besonders vorteilhaft ist es, das Verfahren so zu gestalten, daß das in der ersten Destillationskolonne anfallende Sumpfprodukt auf einen Restgehalt von iso-Butanol kleiner als 0,2% eingestellt wird, während das Sumpfprodukt der zweiten Destillationskolonne nicht weniger als 50Gew.-% iso-Amylalkohol enthalten sollte.

Von besonderem Vorteil ist es auch, daß im Sumpf der zweiten Destillationskolonne abgezogene Produkt, das nicht mehr als 50Gew.-% höher als iso-Amylalkohol siedende Anteile enthalten soll, in den Rotationsdünnschichtverdampfer zurückzuführen.

Ausführungsbeispiel

50 kg eines mit wäßriger Natronlauge vorbehandelten Fuselöls der in der Tabelle, Spalte I, angegebenen Zusammensetzung werden unter Normaldruck einem Rotationsdünnschichtverdampfer mit einer Wärmeübertragungsfläche von 0,125 m² zugeführt, der bei einer mittleren Verweilzeit von 36sec und bei einer Heizdampftemperatur von 435KaIs Kopfprodukt 44kg/h eines Dampfes der Zusammensetzung Il und 6kg/h eines Sumpfes der Zusammensetzung III erzeugt. Das Kopfprodukt des Rotationsdünnschichtverdampfers wird der 1. Destillationskolonne, die 40 Böden besitzt, in halber Höhe als dampfförmiger Einlauf zugeführt. Bei einem Rücklauf von 165 kg/h werden am Kopf der Kolonne 22 kg/h Produkt der Zusammensetzung IV abgezogen. Die 22 kg/h des Sumpfes der 1. Destillationskolonne mit der Zusammensetzung V werden der 2. Destillationskolonne, die ebenfalls 40 Böden besitzt, und mit 8 kg/h Rücklauf beaufschlagt ist, in halber Höhe zugeführt. Als Kopfprodukt werden 20 kg/g eines iso-Amylalkohols der Zusammensetzung Vl erhalten. Der Sumpf der Kolonne (2 kg/h) mit der Zusammensetzung VII wird in den Rotationsdünnschichtverdampfer zurückgeführt.

Tabelle (in Gew.-%)

	I	Il	III	IV	V	Vl	VII
Ethanol '	12,1	13,3	—	26,5	—	—	:
n-Propanol	12,1	13,3	—	26,5	—	—	—
iso-Butanol	13,2	14,6	2,1	29,1	0,11	0,12	—
n-Butanol	0,3	0,3	0,2	0,3	0,2	0,34	—
iso-Amylalkohol	49,3	49,2	41,0	0,12	98,6	99,54	90,3
Höhersiederund Salze	5	0,5	56,7	—	1,0	—	9,7
Wasser	8	8,8	—	17,5	—	—	—

Claims (4)

1. -1- Z55 5Z6 Patentansprüche:

   1. Verfahren zur Gewinnung von iso-Amylalkohol aus gegebenenfalls mit wäßrigen Alkalien vorbehandeltem Fuselöl durch Destillation, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Rotationsdünnschichtverdampfer bei einer Verweilzeit von kleiner 1 Minute und einer Temperatur kleiner 443 K die bis zum Siedepunkt des iso-Amylalkohols siedenden Verbindungen verdampft und als Gasphase in eine erste Destillationskolonne eingeführt werden, daß in dieser die tiefer als isoAmylalkohol siedenden Bestandteile einschließlich des Wassers über Kopf abdestilliert und daß aus dem im wesentlichen aus iso-Amylalkohol bestehenden Sumpfprodukt der ersten Destillationskolonne in einer zweiten Destillationskolonne ein hochreiner iso-Amylalkohol als Destillat gewonnen wird, während höher siedende Anteile im Sumpf abgezogen werden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil der tiefer als iso-Amylalkohol siedenden Verbindungen einschließlich iso-Amylalkohol im Sumpf des Rotationsdünnschichtverdampfers 30 bis 50Gew.-% beträgt.
3. 3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der ersten Destillationskolonne die tiefer als iso-Amylalkohol siedenden Anteile einschließlich Wasser vollständig abgetrennt werden und in dem als Sumpfprodukt anfallenden iso-Amylalkohol der Restgehaltan iso-Butanol kleiner0,2Gew.-% beträgt.
4. 4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das im Sumpf der zweiten Destillationskolonne abgezogene Produkt, das nicht mehr als 50 Gew.-% höher als iso-Amylalkohol siedende Anteile enthalten soll, in den Rotationsdünnschichtverdampfer zurückgeführt wird.