DE1014974B

DE1014974B - Verfahren zum Entwaessern von Alkoholen

Info

Publication number: DE1014974B
Application number: DED19435A
Authority: DE
Inventors: Alfred Eric Chapman
Original assignee: Distillers Co Yeast Ltd
Current assignee: Distillers Co Yeast Ltd
Priority date: 1953-12-30
Filing date: 1954-12-28
Publication date: 1957-09-05

Description

DEUTSCHES

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Verbesserung beim Verfahren zur Entfernung von Wasser aus wasserhaltigen Alkoholen; sie betrifft im besonderen Alkohole, die mit Wasser azeotrope Gemische bilden.

In der USA.-Patentsch.rift 2 582 214 ist ein Verfahren, zum Trocknen von Alkoholen oder Ketonen beschrieben, die nur teilweise! mit Wasser mischbar sind. Nach diesem Verfahren wird zunächst der wäßrige Alkohol oder das Keton mit einem Kohlenwasserstoff gemischt und dadurch eine Trennung in eine organische und eine wäßrige Schicht bewirkt. Die organische Schicht hat einen verringerten Wassergehalt. Man trennt dann die beiden Schichten, und unterwirft die organische Schicht einer fraktionierten Destillation, um

a) ein Alkohol/Keton-Wässer-Azeotrop und

b) trockenen Alkohol oder Keton und

c) einen Rückstand des zugesetzten Kohlenwasserstoffes zu erhalten. Dieses Verfahren ist auf nur teilweise mit Wasser mischbare Alkohole oder Ketone beschränkt. Darüber hinaus erfordert dia Durchführung die Verwendung großer Flüssigkeitsvolumina, d. h., es müssen Kohlenwasserstoffe in Mengen von 50 bis 300% der verwendeten wäßrigen Ketone oder Alkohole zugesetzt werden. Um die gewünschte Trennung zu erreichen, müssen drei Destillationsvorrichtungen benutzt werden.

Es wurde nun gefunden, daß Wasser auf einfache Weise aus wasserhaltigen Alkoholen durch Destillation der Alkohole mit Kohlenwasserstoffen in, einer Fraktionierkolonne durch Einführen des Kohlenwasserstoffes in ihren oberen Teil entfernt werden kann, wobei der Rückstand in der Blase ein getrocknetes Gemisch von Alkohol und Kohlenwasserstoff enthält. Dieses Gemisch kann nachher durch eine weitere Destillation getrennt werden. Es wurde weiterhin festgestellt, daß das erfindungsgemäße Verfahren eine Methode zur Reinigung des Kohlenwasserstoffes insofern darbietet, daß bei Anwendung eines· unreinen Kohlenwasserstoffes die Verunreinigungen in den Alkohol übergeführt werden und der Kohlenwasserstoff in gereinigter Form anfällt.

Nach, dem erfindungsgemäßen Verfahren wird der wasserhaltige Alkohol in einer Fraktionierkolonne destilliert, in deren oberen Teil man einen mit dem Alkohol mischbaren,, mit demselben aber kein Mindestsiedepunkt-Azeotrop bildenden Kohlenwasserstoff mit einem Siedepunkt, der mehr als 40° über dem des Alkohols liegt, einleitet, aus der Kolonne über Kopf ein Produkt abführt, das in der Hauptsache aus Wasser besteht, als· Ablauf ein im wesentlichen wasserfreies· Gemisch aus Alkohol und Kohlenwasserstoff gewinnt und dies letzte dann zwecks Tren-

Anmelder:

The Distillers Company Limited,
Edinburgh (Großbritannien)

Vertreter: Dr.-Ing. A. von Kreisler

und Dr.-Ing. K. Schönwald, Patentanwälte,

Köln I₁ Deichmannhaus

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 30. Dezember 1953

Alfred Eric Chapman, Hedon, Yorkshire

(Großbritannien),
ist als Erfinder genannt worden

nung des Alkohols und Kohlenwasserstoffes destilliert. Die erste Destillationkolonne wird geeigneterweise derart betrieben, daß als Ablauf ein Gemisch, aus Kohlenwasserstoff und Alkohol mit einem Gehalt von ungefähr 5 bis 25 % des letzteren erhalten wird. Man betreibt diese Kolonne geeigneterweise ohne Anwendung von Rücklauf.

Der Kolonnenteil oberhalb des Zuleitungspunktes mag als eine Extraktionseinheit betrachtet werden, in die der Alkohol aus dem Dampf durch Inberührungbringen mit dem absteigenden Strom des Kohlenwasserstoffes ausgewaschen, wird. Rücklauf würde in diesem Kolonnenteil das aufsteigende Dampf volumen vergrößern und dadurch die in den Kohlenwasserstoff zu extrahierende Alkoholmenge vermehren. Dies ist unvorteilhaft, sei es, daß der Rücklauf durch einen in den Kopf der Kolonne zurückfließenden Teil des kondensierten Destillats oder durch die Zuleitung von kaltem Kohlenwasserstoff in. den Kolonnenkopf erhalten wird. Unterhalb des Zuführungspunktes wirkt die Kolonne als Austreibeeinheit, in der Wasser aus dem Alkohol-Kohlenwasserstoff-Gemisch ausgetrieben wird. In diesem Kolonnenteil ist Rücklauf von Vorteil und kann dadurch erzielt werden, daß man ein kaltes Alkohol-Wasser-Azeotrop einleitet oder auch am Zuleitungspunkt einen Teilkondensator vorsieht.

Eine bevorzugte Maßnahme des Verfahrens besteht

darin, daß man das Destillat der ersten Destillation kondensiert und sich in zwei Schichten abscheiden läßt und die Kohlenwasserstoff, Alkohol und wenig

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Wasser enthaltende, organische Schicht in die Destillationskolonne der-ersten Destillation an dem - ■ Zuleitungspunkt zwecks Erzielung eines zusätzlichen Rücklaufes unterhalb dieses Zuleitungspunktes zurückführt. ■ · ■ Alkohole, bei denen das ,erfindungsgemäße Verfahren sich anwenden läßt, sind geeigneterweise aliphatische Alkohole, die mit Wasser ein azeotropes Gemisch bilden:, und zwar'vorzugsweise Äthylalkohol oder Propylalkohol. Als Kohlenwasserstoff können aromatische oder aliphatische verwendet werden^ doch wird ein aromatischer- Kohlenwasserstoff, der mit dem Alkohol kein Azeotrop' bildet und einen Siedepunkt von ungefähr 40°, und zweckmäßig von 50 bis 75° über dem des Alkohols besitzt, bevorzugt, beispielsweise Isopropylbenzol und Äthylbenzol. Diäthylbenzol hat sich ebenfalls für den Zweck dieser Erfindung als geeignet herausgestellt.

Obgleich es eine bevorzugte Maßnahme der Erfindung ist, für die Anwendung Kohlenwasserstoffe auszuwählen, welche keine Azeotropa mit dem Alkohol bilden, kann das Verfahren unter Verwendung von solchen Kohlenwasserstoffen angewandt werden, die ein Höchstsiedepunkt-Azaotrop mit dem Alkohol bilden.

Der Kohlenwasserstoff soll einen. Siedepunkt von ungefähr 40° über dem des Alkohols besitzen, wie dies oben· bereits erwähnt wurde, um die Trennung des· Alkohols von dem Kohlenwasserstoff nach der ersten Destillation, zu erleichtern. Diese Zahl ist jedoch nicht von ausschlaggebender Bedeutung und läßt sich abändern, um die Anwendung bei besonderen Beispielen der Erfindung, z. B. die Anwendung von Äthylbenzol und n-Propylalkohol mit zu umfassen, bsi denen der Unterschied der Siedepunkte zwischen dem Alkohol und dem Kohlenwasserstoff etwa 39° beträgt.

Die Destillationsvorgänge beim Verfahren der Erfindung können gegebenenfalls- absatzweise durchgeführt werden. Es ist jedoch im allgemeinen bequemer, diese Arbeitsgänge kontinuierlich vorzunehmen¹. Die verwendete Fraktionierkolonne besitzt zweckmäßig wenigstens ungefähr 20 theoretische Böden. Eine kontinuierlich arbeitende Destillationsvorrichtung mit einer Fraktionierkolonne von ungefähr 32 Böden hat sich als geeignet erwiesen.

Enthält das Kohlenwasserstoffmaterial bei der Vornahme des erfindungsgemäßen Verfahrens Verunreinigungen, können diese in den Alkohol übergehen, wobei als Produkt verunreinigter Alkohol und reiner Kohlenwasserstoff anfallen. Infolgedessen gibt das· erfindungsgemäße Verfahren, eine Methode zur Reinigung von Kohlenwasserstoffen an Hand. Gegebenenfalls kann der gereinigte Kohlenwasserstoff wieder für das Verfahren zur Gewinnung von reinem getrocknetem Alkohol verwendet werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird in den nachfolgenden Beispielen erläutert. Die angegebenen Prozentzahlen beziehen sich, wenn nicht anders vermerkt, auf Gewichte. ;

Beispiel 1

Die Destillierapparatur besteht aus einer kontinuierlich arbeitenden Vorrichtung mit einer Fraktionierkolonne von 32 Böden.

Ein Wasser-Isopropyl-Azeotrop mit einem Gehalt von 12% Wasser und 88% Isopropylalkohol wurde an einer Stelle in die Fraktionierkolonne eingeleitet, die dem 15. Boden oberhalb der Blase entsprach.

Handelsübliches Cumol, das ungefähr 5% niedrigsiedende Verunreinigungen enthielt und vorher auf die im Destillierkopf herrschende Temperatur erwärmt worden war, wurde an dem obersten Boden zugeführt. Die Geschwindigkeit der Cumolbeschickung wurde auf 1340 g in der Stunde, die des Alkohols auf einer solchen Höhe gehalten, daß sie 10% Isopropylalkohol im Ablauf ergab.

Das anfallende Destillat schied sich in zwei Phasen, von denen die obere Cumol, Isopropylalkohol und ein wenig Wasser enthielt und zweckmäßig in die Kolonne an dem Zuleitungspunkt wieder zurückgeführt wurde, während die untere Phase in der Hauptsache aus Wasser mit wenig Cumol und Isopropylalkohol bestand.

Der Ablauf von der Kolonne enthielt 10% Isopropylalkohol in Cumol, und diese Mischung wurde destilliert, um den Alkohol vom Cumol zu trennen. Es wurden praktisch trockener Alkohol und Cumol gewonnen, doch wurde gefunden, daß die in dem Handelscumol enthaltenen Verunreinigungen in den Isopropylalkohol extrahiert worden wären.

Beispiel 2

Ein Wasser-Isopropylalkohol-Azeotrop mit einem Gehalt von 12% Wasser und 88% Isopropylalkohol wurde, wie im Beispiel 1 beschrieben, in eine Fraktionierkolonne an einer Stelle; welche dem 15. Boden oberhalb der Blase entsprach, eingeleitet. Cumol, welches durch das im Beispiel 1 beschriebene Verfahren wiedergewonnen worden war, wurde auf eine Temperatur von 7 bis 10° über der Temperatur des Kopfes der Destillierkolonne vorgewärmt und an· dem obersten Boden zugeführt. Die Beschickungsgeschwindigkeit für das Cumol wurde auf stündlich 1340 g gehalten. Die Zulaufgeschwindigkeit des Isopropylalkohols wurde so eingestellt, daß der Gehalt an Isopropylalkohol im Rückstand 14% betrug. Die Kolonne wurde ohne Rückfluß betrieben.

Der Kolonnenrückstand, welcher 14% Isopropylalkohol in Cumol enthielt, wurde destilliert, um den trockenen Alkohol vom Cumol zu trennen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zum Entwässern von wasserhaltigen Alkoholen, dadurch gekennzeichnet, daß man den, wasserhaltigen. Alkohol in einer Fraktionierkolonne destilliert, in deren oberen Teil man einem mit dem Alkohol mischbaren, mit demselben aber kein Mindestsiedepunkt-Azeotrop bildenden Kohlenwasserstoff mit einem Siedepunkt, der mehr als 40° und zweckmäßig 50 bis 75° über dem des Alkohols liegt, einleitet, aus der Kolonne über Kopf ein in der Hauptsache aus Wasser bestehendes· Produkt abführt, als Ablauf ein im wesentlichen wasserfreies Gemisch aus Alkohol und Kohlenwasserstoff gewinnt und dies letzte zwecks Trennung des Alkohols und Kohlenwasserstoffs destilliert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der wasserhaltige Alkohol ein aliphatischer, mit Wasser ein azeotropes Gemisch bildender Alkohol, beispielsweise Äthylalkohol.. n-Propylalkohol oder Isopropylalkohol ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Fraktionierkolonne mit einer Nutzwirkung von mindestens 20 theoretischen Böden verwendet.

4. Verfahren, nach Ansprach 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man den wasserhaltigen Alkohol ungefähr in die Mitte der Fraktionierkolonne einführt.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man einen aromatischen Kohlenwasserstoff verwendet, der mit dem Alkohol kein azeotropes Gemisch bildet, zweckmäßig Isopropylbenzol, Äthylbenzol oder Diäthylbenzol.

6. Verfahren nach Anpruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man, den; Kohlenwasserstoff vorwärmt, ehe man ihn in den oberen Teil der Fraktionierkolonne einführt.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß man die Vorwärmung auf die in dem Kopf der Destillierkolonne herrschende Temperatur vornimmt.

8. Verfahren nach. Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß man einen unreinen, Kohlen- ao

wasserstoff verwendet und gereinigten Kohlenwasserstoff aus dem Rücklauf der ersten Destillation gewinnt, während die Verunreinigungen während des Vorgangs in den. Alkohol übergegangen sind.

9. Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß man das Destillat von, der Fraktionierkolonne kondensiert, das Kondensat sich in zwei Schichten scheiden läßt und die organische Schicht in dia Fraktionierkolonnie zurückführt.

10. Verfahren nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß man den Vorgang in solcher Weise leitet, daß bei der ersten, Destillation ein Rückstand mit einem Alkoholgehalt von 5 bis· 25 °/o erhalten wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschrift Nr. 2 582 214.