DE102009026582A1

DE102009026582A1 - Aufbereitung eines 3-Methyl-1-buten-haltigen Gemisches

Info

Publication number: DE102009026582A1
Application number: DE102009026582A
Authority: DE
Inventors: Markus Dr. Winterberg; Alfred Dr. Kaizik; Armin Dr. Rix; Michael Dr. Grass; Wilfried Dr. Büschken; Marc Dr. Becker
Original assignee: Evonik Oxeno GmbH and Co KG
Current assignee: Evonik Operations GmbH
Priority date: 2009-05-29
Filing date: 2009-05-29
Publication date: 2010-12-02
Also published as: EP2435389A1; JP2012528097A; US8415520B2; CN102459133B; US20120116140A1; WO2010136295A1; CN102459133A; SG176242A1; JP5591326B2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufbereitung eines Gemisches enthaltend Wasser, 3-Methyl-1-buten sowie zumindest ein anderes Methylbuten. Das Verfahren beinhaltet die Bereitstellung des Gemisches; die primäre Destillation des Gemisches, sodass ein gasförmiges Primärkopfprodukt enthaltend Methylbuten und Wasser sowie ein wasserfreies Primärsumpfprodukt enthaltend 3-Methyl-1-buten entsteht; die Kondensation des gasförmigen Primärkopfproduktes, sodass ein Kondensat umfassend eine flüssige wässrige Phase und eine flüssige organische Phase entsteht; die Trennung des Kondensats in flüssige wässrige Phase und flüssige organische Phase; die Ausschleusung der flüssigen wässrigen Phase; die Rückführung der organischen Phase in die primäre Destillation; sowie schließlich die sekundäre Destillation des wasserfreien Primärsumpfproduktes der primären Destillation, sodass ein Sekundärkopfprodukt bestehend aus 3-Methyl-1-buten sowie ein Sekundärsumpfprodukt entsteht. Das erhaltene Sekundärkopfprodukt hat eine Reinheit, um direkt als Monomer oder Comonomer zur Herstellung von Polymeren bzw. Copolymeren eingesetzt zu werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufbereitung eines Gemisches enthaltend Wasser, 3-Methyl-1-buten, sowie zumindest ein anderes Methylbuten.
Methylbutene gehören zu der Klasse der C₅-Olefine. Es existieren drei isomere Methylbutene, nämlich 2-Methylbut-1-en, 2-Methylbut-2-en und 3-Methylbut-1-en. Die Begriffe 3-Methylbut-1-en und 3-Methyl-1-buten sind synonym. Für die beiden anderen Methylbutene werden Synonyme analog gebildet. Soweit hier von einem „anderen Methylbuten” die Rede ist, ein von 3-Methyl-1-buten verschiedenes Isomer gemeint, nämlich 2-Methylbut-1-en oder 2-Methylbut-2-en.
Methylbutene sind in der Industrie begehrte Einsatzstoffe. 3-Methyl-1-buten und seine Doppelbindungsisomere werden beispielsweise zur Herstellung von Isopren verwendet.
3-Methyl-1-buten kann durch Wasserabspaltung (Dehydratisierung) aus 3-Methyl-1-butanol hergestellt werden, wobei letzteres durch Hydroformylierung von Isobuten und anschließende Hydrierung des entstandenen 3-Methylbutanals erzeugt werden kann.
Die Dehydratisierung von 3-Methyl-1-butanol zu 3-Methyl-1-buten ist in US 4,234,752 und WO 2008/006633 A1 offenbart.
Bei der Dehydratisierung von 3-Methyl-1-butanol zu 3-Methyl-1-buten entsteht ein feuchtes, d. h. wasserhaltiges Gemisch, welches neben dem gewünschten 3-Methyl-1-buten auch andere Methylbutene enthält.
Für den Einsatz als Comonomer ist allerdings nur ein hochreines 3-Methyl-1-buten geeignet. Wassergehalte darin von über 50 ppm schädigen die bei der Polymerisation eingesetzen Katalysatoren, wie beispielsweise Metallocen-Katalysatoren oder Ziegler-Natta-Katalysatoren, durch Hydrolyse. Ein Gehalt von den beiden anderen Doppelbindungsisomeren, 2-Methyl-2-buten und 2-Methyl-1-buten, sind ebenfalls unerwünscht, da diese Olefine mit innenständigen Doppelbindungen sich praktisch nicht einpolymerisieren lassen und daher im Reaktionssystem anreichern können. Falls diese in geringem Maße doch in die Polymerkette aufgebaut werden sollten, könnte dies einen gegebenenfalls unerwünschten Einfluss auf die Reaktion oder die Polymereigenschaften ausüben.
Vor diesem Hintergrund besteht das technische Problem, das aus der Dehydratisierung stammende, feuchte, Methylen-haltige Gemisch aufzubereiten, sodass hochreines 3-Methyl-1-buten verfügbar ist.
Der Erfindung liegt mithin die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zur Aufbereitung eines Gemisches enthaltend Wasser, 3-Methyl-1-buten sowie zumindest ein anderes Methylbuten anzugeben, mittels welchem das Gemisch getrocknet und von unerwünschten Methylbutenen gereinigt werden kann.
Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren, welches die folgenden Schritte aufweist:

a) Bereitstellung des Gemisches;
b) primäre Destillation des Gemisches, sodass ein gasförmiges Primärkopfprodukt enthaltend Methylbuten und Wasser sowie ein wasserfreies Primärsumpfprodukt enthaltend 3-Methyl-1-buten entsteht;
c) Kondensation des gasförmigen Primärkopfproduktes, sodass ein Kondensat umfassend eine flüssige wässrige Phase und eine flüssige organische Phase entsteht;
d) Trennung des Kondensats in flüssige wässrige Phase und flüssige organische Phase;
e) Ausschleusung der flüssigen wässrigen Phase;
f) Rückführung der organischen Phase in die primäre Destillation;
g) sekundäre Destillation des wasserfreien Primärsumpfproduktes der primären Destillation, sodass ein Sekundärkopfprodukt bestehend aus 3-Methyl-1-buten sowie ein Sekundärsumpfprodukt entsteht.

Erfindungsgemäß finden zumindest zwei Destillationsschritte statt, die hier zu ihrer verbalen Unterscheidbarkeit primäre und sekundäre Destillation genannt werden. Die Präfixe „primär” und „sekundär” stehen in keinem Zusammenhang mit der technischen Ausführung der Destillation. In jeder Destillation entstehen zumindest ein Kopfstrom und zumindest ein Sumpfstrom. Um die beiden Kopfströme und die beiden Sumpfströme, die im Rahmen der Erfindung auftreten, eindeutig zuordnen zu können, werden die jeweiligen Präfixe entsprechend verwendet. Später werden entsprechend die Präfixe „tertiär” und „quartär” verwendet werden.
Mithilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es möglich, aus einem feuchten Gemisch isomerer Methylbutene, ein hochreines 3-Methyl-1-buten mit einem Wassergehalt von vorzugsweise kleiner 50 Massen-ppm Wasser, bevorzugt kleiner 30 ppm Wasser und besonders bevorzugt kleiner 10 ppm Wasser zu gewinnen.
Die vorliegende Erfindung weist den Vorteil auf, dass aus einem feuchten Gemisch von Methylbutenen, unabhängig vom Verhältnis der Isomeren zueinander, ein reines praktisch wasserfreies 3-Methyl-1-buten gewonnen werden kann. Die Reinheit des erfindungsgemäß aufbereiten 3-Methyl-1-butens bezüglich Wasser und isomerer Methylbutene ist ausreichend hoch, um das 3-Methyl-1-buten als Comonomer insbesondere zur Modifikation von Polypropylen oder Polyethylen einzusetzen.
Gegenstand der Erfindung ist außerdem ein Verfahren zur Modifikation von Polypropylen oder Polyethylen unter Verwendung von 3-Methyl-1-buten als Comonomer, bei welchem das 3-Methyl-1-buten erfindungsgemäß hergestellt wurde.
Vorteilhafterweise handelt es sich bei der Primärdestillation um eine Azeotropdestillation. Grundsätzlich könnte die Wasserabscheidung auch durch alternative technische Trocknungsverfahren wie Permeation, Pervaporation oder Adsorption (beispielsweise Wechseldruckadsorption an Molsieben) erfolgen. Die erfindungsgemäße Azeotropdestillation zeichnet sich aber gegenüber den genannten Alternativverfahren durch geringere Kapitaleinsatz- und Betriebskosten aus.
Die Sekundärdestillation ist wird vorteilhaft als fraktionierte Destillation ausgeführt. Dies verbessert die Abscheideleistung.
Das aufzubereitende Gemisch kann neben den Methylbutenen und dem Wasser auch noch so genannte Leichtsieder enthalten.
„Leichtsieder” im hier gebrauchten Sinne sind eine Gruppe Komponenten eines flüssigen Stoffgemisches, deren jeweiliger Siedepunkt im Vergleich zu den Siedepunkten der übrigen Komponenten des Stoffgemisches bei niedrigeren Temperaturen liegt, bzw. deren Dampfdruck höher ist als der Dampfdruck der übrigen Komponenten. Die Begriffe „Leichtsieder” und „leicht siedende Komponenten” werden synonym zu dem Begriff „Tiefsieder” verwendet. Ein Beispiel für einen Leichtsieder ist Isobuten, oft ein Rückstand aus der der Herstellung des 3-Methyl-1-butanols, welches wiederum zu 3-Methyl-1-buten dehydriert wird.
Falls das aufzubereitende Gemisch Leichtsieder aufweist, welche in das Primärkopfprodukt gelangen, bietet es sich an, das gasförmige Primärkopfprodukt lediglich partiell zu kondensieren, sodass neben dem Kondensat ein die Leichtsieder enthaltenes Gas entsteht, welches dann ausgeschleust werden kann. Auf diese Weise können unerwünschte Leichtsieder abgeschieden werden, sodass die Reinheit des Zielproduktes gesteigert wird.
Trotz Flüssigphasentrennung kann die wässrige Phase Spuren organischer Verunreinigungen enthalten. Um diese zu beseitigen empfiehlt es sich, die flüssige wässrige Phase vor Ausschleusung einer tertiären Destillation zu unterwerfen, wobei das dabei entstehende Tertiärkopfprodukt entweder in die Kondensation oder in die primäre Destillation zurück geführt werden kann. Das dabei anfallende Tertiärsumpfprodukt besteht dann fast vollständig aus Wasser, sodass es der Umwelt zugeführt werden kann.
Das aufzubereitende Gemisch kann neben den Methylbutenen, dem Wasser und gegebenenfalls den Leichsiedern auch noch so genannte Hochsieder enthalten.
„Hochsieder” im hier gebrauchten Sinne sind eine Gruppe Komponenten eines flüssigen Stoffgemisches, deren jeweiliger Siedepunkt im Vergleich zu den Siedepunkten der übrigen Komponenten des Stoffgemisches bei höheren Temperaturen liegt, bzw. deren Dampfdruck geringer ist als der Dampfdruck der übrigen Komponenten. Die Begriffe „Schwersieder” und „hoch siedende Komponenten” werden synonym zu dem Begriff „Hochsieder” verwendet. Beispiele für das Gemisch verunreinigende Hochsieder sind bei der Dehydratisierung von 3-Methyl-1-butanol zu 3-Methyl-1-buten nicht umgesetztes 3-Methyl-1-butanol sowie bei der Dehydratisierung anfallender Di-(3-methylbutyl)ether.
Sollte das aufzubereitende Gemisch Hochsieder enthalten, bestehen zwei Möglichkeiten zur Isolierung der Hochsieder, die abhängig davon gewählt werden, ob die Hochsieder lediglich in das Primärsumpfprodukt gelangen oder ob sie sich zusammen mit dem anderen Methylbuten im Sekundärsumpfprodukt ansammeln.
Falls das Gemisch in das Primärsumpfprodukt gelangende Hochsieder enthält, bietet es sich an, aus der sekundären Destillation neben dem Sekundärkopfprodukt und dem Sekundärsumpfprodukt ein Seitenprodukt abzuziehen, sodass das Sekundärsumpfprodukt die Hochsieder enthält und das Seitenprodukt das andere Methylbuten enthält.
Falls im Gemisch enthaltende Hochsieder sogar in das Sekundärsumpfprodukt gelangen, steht zu erwarten, dass sich auch das andere Methylbuten im Sekundärsumpfprodukt ansammelt. Bei dieser Konstellation bietet es sich an, das Sekundärsumpfprodukt einer quartären Destillation zu unterwerfen, sodass ein Quartärkopfprodukt enthaltend das andere Methylbuten und ein Quartärsumpfprodukt enthaltend die Hochsieder entsteht.
Nachfolgend wird die Erfindung beispielhaft beschrieben, ohne dass die Erfindung, deren Schutzbereich sich aus den Ansprüchen und der Beschreibung ergibt, darauf beschränkt sein soll.
Im erfindungsgemäßen Verfahren können Gemische, die 3-Methyl-1-buten und seine Doppelbindungsisomeren sowie Wasser enthalten, zu hochreinem, trockenen 3-Methyl-1-buten aufgearbeitet werden. Die Gemische können geringe Mengen an Leichtsiedern (Stoffe mit einem geringeren Siedepunkt als 3-Methyl-1-buten) und geringe Mengen an Hochsiedern (Stoffe mit höherem Siedepunkt als 3-Methyl-1-buten, vorzugsweise einen höheren als 2-Methyl-2-buten (38,6°C bei Normaldruck)) enthalten.
Der Anteil von 3-Methyl-1-buten im Gemisch kann im Bereich von 5 bis 98 Massen-% liegen. Vorzugsweise liegt der Massenanteil von 3-Methyl-1-buten im Bereich von 80 bis 95%. Solche Gemische fallen beispielsweise bei der Dehydratisierung von 3-Methyl-1-butanol an.
Selbstverständlich können mit dem erfindungsgemäßen Verfahren auch andere 3-Methyl-1-buten enthaltene Gemische, die nicht durch Spaltung von 3-Methyl-1-butanol gewonnen werden, eingesetzt werden.
In das erfindungsgemäße Verfahren kann das Gemisch flüssig oder gasförmig eingespeist werden. Liegt das Gemisch flüssig vor, ist es zweckmäßig, nicht gelöstes Wasser mechanisch, beispielsweise durch Dekantieren, abzutrennen. Wird das Gemisch am gleichen Standort durch Destillation gewonnen, ist es aus energetischen Gründen vorteilhaft, dieses dampfförmig der Destillation zu entnehmen und dieses ohne Zwischenkondensation in das erfindungsgemäße Verfahren einzubringen.
Im erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt die Abtrennung des Wassers aus dem 3-Methyl-1-buten-haltigem Strom vorzugsweise in zumindest einer Kolonne, bevorzugt in genau einer Destillationskolonne (primäre azeotrope Destillation). Dabei wird das Wasser dergestalt entfernt, dass der erhaltene Kopfbrüden (Primärkopfstrom), der den überwiegenden Teil des Wasser sowie Methylbutene enthält, vollständig kondensiert und das Wasser flüssig durch einfache Phasentrennung in einem Flüssig-Flüssig-Abscheider abgetrennt wird (Trennung). Der dann weitestgehend wasserfreie Strom (organische Phase) wird zurück in die primäre Destillationskolonne gefahren. Als Primärsumpfprodukt wird ein Strom mit einem Gehalt von mindestens kleiner 50 ppm Wasser gewonnen, bevorzugt kleiner 30 ppm, besonders bevorzugt kleiner 10 ppm.
Sind in dem 3-Methyl-1-buten-haltigen Gemisch noch leicht siedende Komponenten vorhanden, können diese ebenfalls in der primären Destillationskolonne von den Methylbutenen abgetrennt werden, indem die Kopfbrüden (Primärkopfprodukt) nicht vollständig, sondern nur partiell kondensiert werden. Der so erhaltene Flüssigstrom, (Kondensat) der weitestgehend frei von den Leichtsiedern ist, kann der Flüssig-Flüssig-Trennung zugeführt werden, während der mengenmäßig kleinere Gasstrom, der den überwiegenden Teil der Leichtsieder enthält, als Abgasstrom abgezogen wird.
Eine zur Abtrennung des Wassers aus dem 3-Methyl-1-buten-haltigen Gemisch in Leicht- und Schwersieder bevorzugt eingesetzte Destillationskolonne weist vorzugsweise 5 bis 50 theoretische Trennstufen, bevorzugt 10 bis 38 und besonders bevorzugt 18 bis 32 theoretische Trennstufen auf. Der Zulauf der Kolonne wird vorzugsweise zwischen Stufe 1 und 16 (von oben) zugegeben, besonders bevorzugt zwischen Stufe 1 und 8. Das Verhältnis von zugeführter Zulaufmenge zu Brüdenmenge beträgt, in Abhängigkeit von der realisierten Stufenzahl, der Wasserkonzentration des Kolonnenzulaufs und der erforderlichen Reinheiten des Sumpfproduktes, vorzugsweise kleiner 5, bevorzugt kleiner 1. Der Betriebsdruck der Kolonne kann vorzugsweise zwischen 0,1 und 2,0 MPa (absolut) eingestellt werden, bevorzugt zwischen 0,2 und 1,0 MPa (absolut), besonders bevorzugt zwischen 0,25 und 0,5 MPa (absolut).
Zur Abtrennung der schweren, wässrigen Phase aus dem Kondensat können allgemein bekannte Technologien zur Flüssig-Flüssig-Trennnung eigesetzt werden, wie Schwerkraftabscheider mit oder ohne Einbauten oder Fliehkraftabscheider wie Separatoren oder Zentrifugen. Um die schwere, wässrige Phase abzutrennen, werden im erfindungsgemäßen Verfahren vorzugsweise Schwerkraftabscheider eingesetzt, bevorzugt Schwerkraftabscheider, ausgeführt als liegende Behälter mit Einbauten.
Durch die Flüssig-Flüssig-Trennung kann das Wasser bis zu seiner physikalischen Löslichkeitsgrenze von den organischen Komponenten abgetrennt werden. Die leichte organische Phase wird in den oberen Teil der Destillationskolonne zurückgeführt, wobei die Rückführung direkt oder nach Mischung mit dem Zulaufstrom zur primären Kolonne erfolgen kann.
Trotz Flüssigphasentrennung kann die wässrige Phase Spuren organischer Verunreinigungen enthalten. Um diese zu beseitigen kann die flüssige wässrige Phase vor Ausschleusung einer tertiären Destillation unterworfen werden, wobei das dabei entstehende Tertiärkopfprodukt entweder in die Kondensation oder in die primäre Destillation zurück geführt werden kann. Das dabei anfallende Tertiärsumpfprodukt besteht dann fast vollständig aus Wasser, sodass es der Umwelt zugeführt werden kann.
Der Sumpfstrom der primären Kolonne enthält dagegen fast kein Wasser mehr; vorzugsweise ist der Wassergehalt kleiner als 50 ppm, bevorzugt kleiner 30 ppm, besonders bevorzugt kleiner 10 ppm. Der primäre Sumpfstrom stellt gegebenenfalls schon ein Verkaufsprodukt da. Erfindungsgemäß wird das Primärsumpfprodukt aber noch einer sekundären Destillation unterworfen, in welchem das enthaltene 3-Methyl-1-buten auf höhere Reinheiten aufgearbeitet wird.
Der weitestgehend wasserfreie Primärsumpfstrom wird in einer sekundären fraktionierten Destillation in einen Sekundärkopfstrom, der eine Reinheit von mindestens 98 Massen-% 3-Methyl-1-buten aufweist, und einen Sekundärsumpfstrom, der im überwiegenden Teil aus 2-Methyl-2-buten und 2-Methyl-1-buten sowie gegebenenfalls noch anderen in Spuren vorhandenen, schwerer als 3-Methyl-1-Buten siedenden Komponenten besteht, aufgetrennt. Die Abtrennung der Isomere erfolgt im erfindungsgemäßen Verfahren vorzugsweise in zumindest einer Kolonne, bevorzugt in genau einer Destillationskolonne (sekundäre Destillation). Eine zur Abtrennung der Isomere und gegebenenfalls vorhandene schwersiedenen Komponenten aus dem 3-Methyl-1-buten bevorzugt eingesetzte Destillationskolonne weist vorzugsweise von 30 bis 120 theoretische Trennstufen, bevorzugt von 40 bis 80 und besonders bevorzugt von 55 bis 70 theoretische Trennstufen auf. Die Zugabe des Kolonnenzulaufs erfolgt vorzugsweise im mittleren Teil der Kolonne. Das Rücklaufverhältnis liegt, in Abhängigkeit von der realisierten Stufenzahl, der Zusammensetzung des Kolonnenzulaufs und der erforderlichen Reinheiten des Kopf- und Sumpfproduktes, vorzugsweise zwischen 0,5 und 10, bevorzugt zwischen 1,1 und 4,5. Der Betriebsdruck der Kolonne kann vorzugsweise zwischen 0,1 und 2,0 MPa (absolut) eingestellt werden, bevorzugt zwischen 0,2 und 1,0 MPa (absolut), besonders bevorzugt zwischen 0,25 und 0,5 MPa (absolut).
Der Kopfstrom der sekundären Kolonne (Sekundärkopfprodukt) enthält vorzugsweise mehr als 98% 3-Methyl-1-buten, bevorzugt mehr als 99,0%, besonders bevorzugt mehr als 99,5%.
Das Sekundärkopfprodukt hat damit eine Reinheit, um direkt als Monomer oder Comonomer zur Herstellung von Polymeren bzw. Copolymeren eingesetzt zu werden. Es kann außerdem als Ausgangsverbindung für die Herstellung von Epoxiden, Ketonen, Aldehyden, Alkoholen und Carbonsäuren verwendet werden. Weiterhin kann es als Alkylierungsmittel oder als Komponente in En-reaktionen verwendet werden.
Das Sekundärsumpfprodukt enthält mindestens eines der beiden unerwünschten Isomere, nämlich 2-Methyl-2-buten und/oder 2-Methyl-1-buten sowie gegebenenfalls Hochsieder. Das Sekundärsumpfprodukt kann, falls gewünscht, in einer weiteren Kolonne durch quartäre Destillation aufgetrennt werden. Die Hochsieder verlassen die quartäre Destillation als Quartärsumpfprodukt, die anderen (unerwünschten) Methylbutene als Quartärkopfprodukt.
Enthält das im unteren Teil der sekundären Kolonne abgezogene Produkt Hochsieder mit einem Siedepunkt höher als das vorhandene höchstsiedende 3-Methylbuten-Isomer, so kann 2-Methyl-1-buten und/oder 2-Methyl-1-buten oder ein Gemisch davon als Seitenprodukt einige Böden über dem Sumpf abgezogen werden. Mit dem Sekundärsumpfprodukt werden dann die Hochsieder ausgeschleust. Handelt es sich bei den hochsiedenden Komponenten um 3-Methyl-1-butanol und/oder Di-(3-methylbutyl)ether, kann das so gewonnene Sekundärsumpfprodukt in die Dehydratisierung gefahren werden, um 3-Methyl-1-butanol und/oder Di-(3-methylbutyl)ether in das gewünschte Zielprodukt 3-Methyl-1-buten zu spalten.
2-Methyl-1-buten oder 2-Methyl-2-buten oder ein Gemisch davon, gegebenenfalls mit Hochsieder, können beispielsweise zur Herstellung von Isopren genutzt werden.
Die im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzten Destillationskolonnen können mit Einbauten, die z. B. aus Böden, rotierenden Einbauten, regellosen Schüttungen und/oder geordneten Packungen sind, versehen sein.
Bei den Kolonnenböden können z. B. folgende Typen zum Einsatz kommen:

– Böden mit Bohrungen oder Schlitzen in der Bodenplatte.
– Böden mit Hälsen oder Kaminen, die von Glocken, Kappen oder Hauben überdeckt sind.
– Böden mit Bohrungen in der Bodenplatte, die von beweglichen Ventilen überdeckt sind.
– Böden mit Sonderkonstruktionen.

In Kolonnen mit rotierenden Einbauten kann der Rücklauf z. B. durch rotierende Trichter versprüht oder mit Hilfe eines Rotors als Film auf einer beheizten Rohrwand ausgebreitet werden.
In dem erfindungsgemäßen Verfahren können, wie bereits gesagt, Kolonnen eingesetzt werden, die regellose Schüttungen mit verschiedenen Füllkörpern aufweisen. Die Füllkörper können aus fast allen Werkstoffen, insbesondere z. B. aus Stahl, Edelstahl, Kupfer, Kohlenstoff, Steingut, Porzellan, Glas oder Kunststoffen bestehen und die verschiedensten Formen, insbesondere die Form von Kugeln, Ringen mit glatten oder profilierten Oberflächen, Ringen mit Innenstegen oder Wanddurchbrüchen, Drahtnetzringen, Sattelkörper und Spiralen aufweisen.
Packungen mit regelmäßiger/geordneter Geometrie können z. B. aus Blechen oder Geweben bestehen. Beispiele für solche Packungen sind Sulzer Gewebepackungen BX aus Metall oder Kunststoff, Sulzer Lamellenpackungen Mellapak aus Metallblech, Hochleistungspackungen von Sulzer wie Mella-pakPlus, Strukturpackungen von Sulzer (Optiflow), Montz (BSH) und Kühni (Rombopak).
Anhand der Figuren soll die vorliegende Erfindung nun näher erläutert werden. Hierfür zeigen:
1: Anlage zur Durchführung einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ohne tertiäre Destillation;
2: Anlage zur Durchführung einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens mit tertiärer Destillation;
3: Detailansicht einer Anlage zur Durchführung einer dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens mit Seitenprodukt in sekundärer Destillation.
Ein Blockschema einer Ausführungsform einer Anlage in der das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt werden kann, ist in 1 dargestellt. Das 3-Methyl-1-buten aufweisende Gemisch (1) wird zwecks primärer Destillation einer Kolonne K1 zugeführt. Das Primärkopfprodukt (2) der Kolonne K1, der den überwiegenden Teil des Wassers sowie Methylbutene enthält, wird vollständig kondensiert (Kondensator nicht gezeichnet) und als Kondensat dem Flüssig-Flüssig-Abscheider D1 zugeführt. In dem Abscheider D1 wird das Wasser bis auf seine physikalische Löslichkeitsgrenze abgetrennt und als schwere wässrige Phase (4) ausgeschleust. Der dann weitestgehend wasserfreie Strom der organischen Phase (3) wird zurück in die Destillationskolonne K1 gefahren.
Das weitestgehend wasserfreie Primärsumpfprodukt (6) der Kolonne K1 wird in der sekundären Destillationskolonne K2 in ein Sekundärkopfprodukt (7), welches eine Reinheit von mindestens 98 Massen-% 3-Methyl-1-buten aufweist, und in ein Sekundärsumpfprodukt (8), der im überwiegenden Teil aus 2-Methyl-2-buten und/oder 2-Methyl-1-buten sowie gegebenenfalls noch anderen höher siedenden Komponenten besteht, aufgetrennt.
Optional können Leichtsieder als Gas (5) abgezogen werden. In diesem Fall wird der Primärkopfstrom (2) nur partiell kondensiert.
Eine zweite Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird in 2 dargestellt. Die Variante in 2 unterscheidet sich von der Variante in 1 dadurch, dass zusätzlich die Wasserphase (4) in der Kolonne K3 in ein Tertiärkopfprodukt (9), das hauptsächlich aus Wasser/3-Methylbuten-Azeotropen und gegebenenfalls zusätzlichem Wasser besteht, und in ein mit wenig organischen Stoffen belastetes Wasser (4a) getrennt wird (tertiäre Destillation). Das Tertiärkopfprodukt (9) wird nach Kondensation im Kondensator der Kolonne K3 (nicht eingezeichnet) in den Abscheider D1 eingeleitet oder in den Kondensator der Kolonne K1 eingespeist (in 2 nicht dargestellt).
In 3 ist als dritte Variante eine besondere Gestaltung der Kolonne K2 dargestellt, in der der weitestgehend wasserfreie Primärsumpfstrom (6) der Kolonne K1 in ein Sekundärkopfprodukt (7), welches eine Reinheit von mindestens 98 Massen-% 3-Methyl-1-buten aufweist, und ein Seitenprodukt (8a), welches im überwiegenden Teil aus 2-Methyl-2-buten und/oder 2-Methyl-1-buten sowie in ein Sekundärsumpfprodukt (10), der überwiegend aus andere höher siedenden Komponenten besteht, aufgetrennt wird.
Die nachfolgenden Bemessungsbeispiele sollen die Erfindung weiter erläutern, ohne die Anwendungsbreite einzuschränken, die sich aus der Beschreibung und den Patentansprüchen ergibt.
Die nachfolgenden Beispielrechnungen wurden mit dem stationären Simulationsprogramm ASPEN Plus (Version 2006.1 der Firma AspenTech) durchgeführt. Um transparente, reproduzierbare Daten zu erzeugen, wurden nur allgemein zugängliche Stoffdaten eingesetzt. Als Stoffdatenmodell wurde die Property-Methode „UNIFAC-DMD” (s. J. Gmehling, J. Li, and M. Schiller, Ind. Eng. Chem. Res. 32, (1993), pp. 178–193) benutzt. Damit ist es dem Fachmann leicht möglich, die Berechnungen nachzuvollziehen.
Beispiel 1:

Das Beispiel 1 entspricht der in 1 dargestellten Variante. Als Zulaufstrom wird gemäß 1 ein 3-Methyl-1-buten-haltiges Gemisch (1) von 10 t/h in der in Tabelle 1 aufgeführten Zusammensetzung verwendet. Tabelle 1: Zusammensetzung des Gemisches (1) in Beispiel 1.

Nummer gemäß Fig. 1	(1)
Name	Einsatzstrom
Massenstrom [kg/h]	10000,00
Massenanteile [kg/kg]
Wasser	0,004500
3-Methyl-1-buten	0,949000
2-Methyl-1-buten	0,005000
2-Methyl-2-buten	0,019000
3-Methyl-1-butanol	0,017500
Di-(3-methylbutyl)ether	0,005000

Das 3-Methyl-1-buten aufweisende Gemisch (1) wird der Kolonne K1 zugeführt. Die Kolonne K1 im Beispiel 1 hat 25 theoretische Trennstufen und wird bei einem Druck von 0,35 MPa (absolut) betrieben. Der Zulauf des Gemisches (1) erfolgt auf Stufe 1, gezählt von oben. Die Kopftemperatur beträgt 59,6°C, die Sumpftemperatur beträgt 61,7°C. Der Kopfbrüden (Primärkopfprodukt) wird vollständig kondensiert, bis 40°C abgekühlt und als Kondensat (2) dem Flüssig-Flüssig-Abscheider D1 zugeführt. In dem Abscheider D1 wird das Wasser bis auf seine physikalische Löslichkeitsgrenze abgetrennt und als schwere wässrige Phase (4) ausgeschleust. Der dann weitestgehend wasserfreie Strom der organischen Phase (3) wird zurück in die Destillationskolonne K1 gefahren. Die Zugabe in die Kolonne erfolgt auf der gleichen Stufe wie die Zugabe des Gemisches (1). Die Zusammensetzungen des Primärkopfstroms (2) der Kolonne K1 sowie der leichten, organischen Phase (3) und der schweren, wässrigen Phase (4) von Flüssig-Flüssig-Abscheider D1 sind in Tabelle 2 dargestellt. Tabelle 2: Zusammensetzung des Primärkopfprodukts sowie der organischen Phase (3) und der wässrigen Phase (4) von Flüssig-Flüssig-Abscheider D1 für Beispiel 1.

Nummer gemäß Fig. 1	(2)	(3)	(4)
Name	Destillat K1	organ. Phase D1	wäss. Phase D1
Massenstrom [kg/h]	3944,20	3898,61	45,59
Massenanteile [kg/kg]
Wasser	0,015329	0,003968	0,986876
3-Methyl-1-buten	0,970483	0,981683	0,012684
2-Methyl-1-buten	0,003365	0,003404	0,000034
2-Methyl-2-buten	0,009673	0,009785	0,000074
3-Methyl-1-butanol	0,001134	0,001143	0,000332
Di-(3-methylbutyl)ether	0,000016	0,000016	0,000000

Der mit einem Gehalt von 1 Massen-ppm Wasser praktisch wasserfreie Primärsumpfprodukt (6) der Kolonne K1 wird sodann in der Destillationskolonne K2 in ein Sekundärkopfprodukt (7) und ein Sekundärsumpfprodukt (8) aufgetrennt. Die Kolonne K2 im Beispiel 1 hat 60 theoretische Trennstufen und wird mit einem Rücklaufverhältnis von 1,76 bei einem Druck von 0,4 MPa (absolut) betrieben. Der Zulauf des Stroms (6) in Kolonne K2 erfolgt auf Stufe 30, gezählt von oben. Die Kopftemperatur beträgt 65,9°C, die Sumpftemperatur beträgt 94,9°C. Unter diesen Bedingungen ist das Sekundärkopfprodukt (7) praktisch wasserfrei und weist eine Reinheit von 99,7 Massen-% 3-Methyl-1-buten auf. Das Sekundärsumpfprodukt (8) enthält den überwiegenden Teil der im Strom (1) bzw. Strom (6) enthaltenen Isomere 2-Methyl-2-buten und 2-Methyl-1-buten sowie die höher siedenden Komponenten 3-Methyl-1-butanol und Di-(3-methylbutyl)ether. Der Restgehalt an 3-Methyl-1-buten im Sekundärsumpfprodukt (8) beträgt 5 Massen-%. Durch Erhöhung des Rücklaufverhältnisses und/oder der Trennstufenzahl ließe sich der Gehalt an 3-Methyl-1-buten weiter reduzieren.

Die Zusammensetzung des Primärsumpfprodukts (6) der Kolonne K1 sowie des Sekundärkopfprodukts (7) und des Sekundärsumpfprodukts (8) der Kolonne K2 sind in Tabelle 3 dargestellt. Tabelle 3: Zusammensetzung des Sumpfstroms (6) der Kolonne K1 sowie des Destillatstroms (7) und des Sumpfstroms (8) der Kolonne K2 für Beispiel 1.

Nummer gemäß Fig. 1	(6)	(7)	(8)
Name	Sumpfprodukt K1	Destillat K2	Sumpfprodukt K2
Massenstrom [kg/h]	9954,40	9494,93	459,48
Massenanteile [kg/kg]
Wasser	0,000001	0,000001	0,000000
3-Methyl-1-buten	0,953288	0,997000	0,050000
2-Methyl-1-buten	0,005023	0,002063	0,066188
2-Methyl-2-buten	0,019087	0,000936	0,394160
3-Methyl-1-butanol	0,017579	0,000000	0,380833
Di-(3-methylbutyl)ether	0,005023	0,000000	0,108819

Das erhaltene Sekundärkopfprodukt (7) hat damit eine Reinheit, um direkt als Monomer oder Comonomer zur Herstellung von Polymeren bzw. Copolymeren eingesetzt zu werden. Es kann außerdem als Ausgangsverbindung für die Herstellung von Epoxiden, Ketonen, Aldehyden, Alkoholen und Carbonsäuren verwendet werden. Weiterhin kann es als Alkylierungsmittel oder als Komponente in Enreaktionen verwendet werden. Das Sekundärsumpfprodukt kann, gegebenenfalls nach weiterer Aufreinigung und Abtrennung der Hochsieder, beispielsweise als Rohstoff für die Herstellung von Isopren verwendet, als Rohstoff für eine Synthesegasanlage genutzt oder auch thermisch verwertet werden.
Beispiel 2:

Das Beispiel 2 entspricht der in 2 dargestellten Variante. Als Zulaufstrom (1) wird gemäß 2 ein 3-Methyl-1-buten-haltiges Gemisch von 10 t/h in der in Tabelle 4 aufgeführten Zusammensetzung angenommen. Im Gegensatz zu Beispiel 1 sind in Beispiel 1 nennenswert Leichtsieder in Form von Isobuten enthalten. Solche Isobutengehalte können typisch sein für 3-Methyl-1-buten-haltige Ströme, die aus der Spaltung von 3-Methyl-1-butanol gewonnen wurden und das dabei verwendete das 3-Methyl-1-butanol wiederum aus der Oxierung von Isobuten und der anschließenden Hydrierung des entstehenden 3-Methylbutanals gewonnen wurde. Tabelle 4: Zusammensetzung des Gemisches (1) in Beispiel 2.

Nummer gemäß Fig. 2	(1)
Name	Einsatzstrom
Massenstrom [kg/h]	10000,00
Massenanteile [kg/kg]
Isobuten	0,001000
Wasser	0,004500
3-Methyl-1-buten	0,948000
2-Methyl-1-buten	0,005000
2-Methyl-2-buten	0,019000
3-Methyl-1-butanol	0,017500
Di-(3-methylbutyl)ether	0,005000

Analog zu Beispiel 1 wird das Gemisch (1) der Kolonne K1 zugeführt. Die Kolonne K1 im Beispiel 2 hat 38 theoretische Trennstufen und wird bei einem Druck von 0,30 MPa (absolut) betrieben. Der Zulauf des Gemisches (1) erfolgt auf Stufe 8, gezählt von oben. Die Kopftemperatur beträgt 48,7°C, die Sumpftemperatur beträgt 55,9°C. Der Kopfbrüden (Primärkopfprodukt) wird bei einer Temperatur von 44,1°C partiell kondensiert und als Kondensat (2) dem Flüssig-Flüssig-Abscheiden D1 zugeführt. In dem Abscheider D1 wird das Wasser bis auf seine physikalische Löslichkeitsgrenze abgetrennt und als schwere wässrige Phase (4) ausgeschleust. Das nichtkondensierte Kopfprodukt, das mit 35 Massen-% Isobuten den überwiegenden Teil der Leichtsieder enthält, wird als Gas (5) abgezogen. Der weitestgehend wasserfreie Strom der organischen Phase (3) wird zurück in die Destillationskolonne K1 gefahren. Die Zugabe in der Kolonne erfolgt auf Stufe 1, gezählt von oben. Die Zusammensetzungen des Primärkopfproduktes (2) der Kolonne K1, der leichten, organischen Phase (3) und der schweren, wässrigen Phase (4) von Flüssig-Flüssig-Abscheider D1 sowie des gasförmigen Leichtsiederstroms (5) sind in Tabelle 5 dargestellt. Tabelle 5: Zusammensetzung des Primärkopfproduktes (2) der Kolonne K1, der organischen Phase (3) und der wässrigen Phase (4) von Flüssig-Flüssig-Abscheider D1 sowie des gasförmigen Leichtsiederstroms (5) für Beispiel 2.

Nummer gemäß Fig. 2	(2)	(3)	(4)	(5)
Name	Destillat K1	organ. Phase D1	wäss. Phase D1	Leichtsieder K1
Massenstrom [kg/h]	9800,00	9727,90	45,44	27,81
Massenanteile [kg/kg]
Isobuten	0,204663	0,205158	0,006816	0,353631
Wasser	0,008368	0,003804	0,982466	0,016769
3-Methyl-1-buten	0,786493	0,790560	0,010715	0,629344
2-Methyl-1-buten	0,000297	0,000299	0,000003	0,000173
2-Methyl-2-buten	0,000179	0,000180	0,000001	0,000083
3-Methyl-1-butanol	0,000000	0,000000	0,000000	0,000000
Di-(3-methylbutyl)ether	0,000000	0,000000	0,000000	0,000000

Die in D1 als schwere Phase abgezogene Wasserphase (4) enthält noch 1,8 Massen-% organische Komponenten, hauptsächlich 3-Methyl-1-buten und Isobuten.

In Beispiel 2 wird dieser Strom zwecks tertiärer Destillation der Kolonne K3 zugeführt und in ein Tertiärkopfprodukt (9), welches neben Wasser alle in Strom (4) enthaltenen organischen Komponenten enthält, und in ein Tertiärsumpfprodukt (4a), das aus nahezu reinem Wasser besteht, getrennt. Das Tertiärkopfprodukt (9) der Kolonne K3 wird zurück in den Flüssig-Flüssig-Abscheider D1 gefahren. Tabelle 6: Zusammensetzung des Tertiärsumpfprodukts (4a) und des Tertiärkopfprodukts (9) der Kolonne K3 für Beispiel 2.

Nummer gemäß Fig. 2	(4a)	(9)
Name	Sumpfprodukt K3	Destillat K3
Massenstrom [kg/h]	44,53	0,91
Massenanteile [kg/kg]
Isobuten	0,000000	0,340777
Wasser	1,000000	0,123276
3-Methyl-1-buten	0,000000	0,535730
2-Methyl-1-buten	0,000000	0,000150
2-Methyl-2-buten	0,000000	0,000067
3-Methyl-1-butanol	0,000000	0,000000
Di-(3-methylbutyl)ether	0,000000	0,000000

Die Kolonne K3 im Beispiel 2 hat 6 theoretische Trennstufen und wird mit einem Rücklaufverhältnis von 0,15 bei einem Druck von 0,25 MPa (absolut) betrieben. Der Zulauf des Stroms der wässrigen Phase (4) in Kolonne K3 erfolgt auf Stufe 2, gezählt von oben. Die Kopftemperatur beträgt 28,6°C, die Sumpftemperatur beträgt 127,5°C. Unter diesen Bedingungen enthält das Tertiärkopfprodukt (9) noch ca. 12 Massen-% Wasser. Zum Erreichen einer höheren Kondensationstemperatur kann es sinnvoll sein, mehr Wasser im Destillat zuzulassen. Die Zusammensetzung des tertiären Sumpfstroms (4a) und des Tertiärkopfprodukts (9) der Kolonne K3 sind in Tabelle 6 aufgeführt. Tabelle 7: Zusammensetzung des Sumpfstroms (6) der Kolonne K1 sowie des Sekundärkopfprodukts (7) und des Sekundärsumpfstroms (8) der Kolonne K2 für Beispiel 2.

Nummer gemäß Fig. 2	(6)	(7)	(8)
Name	Sumpfprodukt K1	Destillat K2	Sumpfprodukt K2
Massenstrom [kg/h]	9927,90	9453,19	474,70
Massenanteile [kg/kg]
Isobuten	0,000005	0,000006	0,000000
Wasser	0,000000	0,000000	0,000000
3-Methyl-1-buten	0,953158	0,996000	0,100000
3-Methyl-1-buten	0,005036	0,002221	0,061095
2-Methyl-2-buten	0,019138	0,001774	0,364926
3-Methyl-1-butanol	0,017627	0,000000	0,368650
Di-(3-methylbutyl)ether	0,005036	0,000000	0,105329

Der wasserfreie und mit einem Gehalt von 5 Massen-ppm Isobuten praktisch leichtsiederfreie Primärsumpfstrom (6) der Kolonne K1 wird in der Destillationskolonne K2 wieder in einen Sekundärkopfstrom (7) und einen Sekundärsumpfstrom (8) aufgetrennt. Die Kolonne K2 im Beispiel 2 hat 56 theoretische Trennstufen und wird mit einem Rücklaufverhältnis von 1,47 bei einem Druck von 0,35 MPa (absolut) betrieben. Der Zulauf des Stroms (6) in Kolonne K2 erfolgt auf Stufe 26, gezählt von oben. Die Kopftemperatur beträgt 60,8°C, die Sumpftemperatur beträgt 86,5°C. Unter diesen Bedingungen ist das Sekundärkopfprodukt (7) praktisch wasser- und leichtsiederfrei und weist eine Reinheit von 99,6 Massen-% 3-Methyl-1-buten auf. Das Sekundärsumpfprodukt (8) enthält den überwiegenden Teil der im Gemisch (1) bzw. Primärsumpfprodukt (6) enthaltenen Isomere 2-Methyl-2-buten und 2-Methyl-1-buten sowie die höher siedenden Komponenten 3-Methyl-1-butanol und Di-(3-methylbutyl)ether. Der Restgehalt an 3-Methyl-1-buten im Sekundärsumpfprodukt (8) beträgt 10 Massen-%.
Durch Erhöhung des Rücklaufverhältnisses und/oder der Trennstufenzahl ließe sich der Gehalt an 3-Methyl-1-buten weiter reduzieren.
Die Zusammensetzung des Primärsumpfprodukts (6) der Kolonne K1 sowie des Sekundärkopfprodukts (7) und des Sekundärsumpfprodukts (8) der Kolonne K2 sind in Tabelle 7 dargestellt. Auch in Beispiel 2 hat damit der erhaltene Kopfstrom (7) eine Reinheit, um direkt als Monomer oder Comonomer zur Herstellung von Polymeren bzw. Copolymeren eingesetzt zu werden. Das Sumpfprodukt kann wieder, gegebenenfalls nach weiterer Aufreinigung und Abtrennung der Hochsieder, beispielsweise als Rohstoff für die Herstellung von Isopren verwendet, als Rohstoff für eine Synthesegasanlage genutzt oder auch thermisch verwertet werden.
Beispiel 3:

Das Beispiel 3 entspricht der in 1 dargestellten Variante, wobei allerdings die Kolonne K2 gemäß 3 mit Abzug von Seitenprodukt betrieben wird. Als Gemisch (1) wird gemäß 1 ein 3-Methyl-1-buten-haltiger Strom von 10 t/h in der in Tabelle 8 aufgeführten Zusammensetzung verwendet. Im Gegensatz zu Beispiel 1 sind in Beispiel 3 nennenswert schwerer siedende Komponenten in Form von 3-Methyl-1-butanol und Di-(3-methylbutyl)ether enthalten. Solche Gehalte sind typisch für 3-Methyl-1-buten-haltige Ströme, die aus der Spaltung von 3-Methyl-1-butanol gewonnen wurden. Tabelle 8: Zusammensetzung des Gemisches (1) in Beispiel 3.

Nummer gemäß Fig. 1	(1)
Name	Gemisch
Massenstrom [kg/h]	10000,00
Massenanteile [kg/kg]
Wasser	0,004500
3-Methyl-1-buten	0,858000
2-Methyl-1-buten	0,015000
2-Methyl-2-buten	0,080000
3-Methyl-1-butanol	0,017500
Di-(3-methylbutyl)ether	0,025000

Das Gemisch (1) wird in der Kolonne K1 zugeführt. Die Kolonne K1 im Beispiel 3 hat 20 theoretische Trennstufen und wird bei einem Druck von 0,30 MPa (absolut) betrieben. Der Zulauf des Gemisches (1) erfolgt auf Stufe 1, gezählt von oben. Die Kopftemperatur beträgt 55,3°C, die Sumpftemperatur beträgt 57,5°C. Der Kopfbrüden (Primärkopfprodukt) wird vollständig kondensiert, bis 45°C abgekühlt und als Strom (2) dem Flüssig-Flüssig-Abscheider D1 zugeführt. In dem Abscheider D1 wird das Wasser bis auf seine physikalische Löslichkeitsgrenze abgetrennt und als schwere wässrige Phase (4) ausgeschleust. Der dann weitestgehend wasserfreie Strom der organischen Phase (3) wird zurück in die Destillationskolonne K1 gefahren. Die Zugabe in der Kolonne erfolgt auf der gleichen Stufe wie die Zugabe des Gemisches (1). Die Zusammensetzungen des Destillatstroms des Primärkopfprodukts (2) der Kolonne K1 sowie der leichten, organischen Phase (3) und der schweren, wässrigen Phase (4) von Flüssig-Flüssig-Abscheider D1 sind in Tabelle 9 dargestellt. Tabelle 9: Zusammensetzung des Primärkopfprodukts (2) der Kolonne K1 sowie der organischen Phase (3) und der wässrigen Phase (4) von Flüssig-Flüssig-Abscheider D1 in Beispiel 3.

Nummer gemäß Fig. 1	(2)	(3)	(4)
Name	Destillat K1	organ. Phase D1	wäss. Phase D1
Massenstrom [kg/h]	4262,41	4216,88	45,53
Massenanteile [kg/kg]
Wasser	0,014227	0,003733	0,986255
3-Methyl-1-buten	0,932209	0,942133	0,012971
2-Methyl-1-buten	0,010488	0,010600	0,000109
2-Methyl-2-buten	0,041935	0,042384	0,000324
3-Methyl-1-butanol	0,001068	0,001075	0,000341
Di-(3-methylbutyl)ether	0,000073	0,000074	0,000000

Der bis auf einen Restgehalt von 10 Massen-ppm Wasser abgereinigte primäre Sumpfproduktstrom (6) der Kolonne K1 wird sodann in der Destillationskolonne K2 weiter aufgereinigt. Im Beispiel 3 wird zur Abtrennung der schwerer siedenden Komponenten von den Methylbutenen eine besondere Ausführungsform der Kolonne K2 gemäß 3 verwendet. Dabei wird der Strom des Primärsumpfproduktes (6) in der Kolonne K2 in einen Strom Sekundärkopfprodukt (7), einen Strom Seitenprodukt (8a) sowie einen Strom Sekundärsumpfprodukt (10) aufgetrennt Die Kolonne K2 im Beispiel 3 hat 70 theoretische Trennstufen und wird mit einem Rücklaufverhältnis von 4,07 bei einem Druck von 0,3 MPa (absolut) betrieben. Der Zulauf des Stroms (6) in Kolonne K2 erfolgt auf Stufe 30, gezählt von oben. Die Abnahme des gasförmigen Seitenstroms (8a) erfolgt von Stufe 45, gezählt von oben. Die Kopftemperatur beträgt 55,0°C, die Temperatur des Seitenstroms 73,1°C und die Sumpftemperatur 157,8°C.
Unter diesen Bedingungen weist das Sekundärkopfprodukt (7) eine Reinheit von 99,7 Massen-% 3-Methyl-1-buten und einen nur geringen Wassergehalt von 12 ppm auf. Das Seitenprodukt (8a) besteht überwiegend aus 2-Methyl-2-buten und 2-Methyl-1-buten und enthält mit in Summe 1600 ppm 3-Methyl-1-butanol und Di-(3-methylbutyl)ether einen nur geringen Gehalt an schwerer siedenden Komponenten. Das Sekundärsumpfprodukt (10) enthält den überwiegenden Teil der schwerer siedenden Komponenten 3-Methyl-1-butanol und Di-(3-methylbutyl)ether und enthält mit ca. 4,5 Massen-% 2-Methyl-2-buten und 2-Methyl-1-buten nur noch wenig Methylbutene. Durch Erhöhung des Rücklaufverhältnisses und/oder der Trennstufenzahl ließe sich der Gehalt an Methylbutene im sekundären Sumpfstrom (10) sowie der Gehalt an Schwersieder im Seitenproduktstrom (8a) weiter reduzieren.

Die Zusammensetzung des Primärsumpfproduktes (6) der Kolonne K1 sowie des Sekundärkopfproduktes (7), des Seitenproduktes (8a) und des Sekundärsumpfstroms (10) der Kolonne K2 sind in Tabelle 10 dargestellt. Tabelle 10: Zusammensetzung des Primärsumpfproduktes (6) der Kolonne K1 sowie des Sekundärkopfproduktes (7), des Seitenproduktes (8a) und des Sekundärsumpfstroms (10) der Kolonne K2 in Beispiel 3.

Nummer gemäß Fig. 3	(6)	(7)	(8a)	(10)
Name	Sumpfprodukt K1	Destillat K2	Seitenstrom K2	Sumpfprodukt K3
Massenstrom [kg/h]	9954,47	8560,85	950,00	443,63
Massenanteile [kg/kg]
Wasser	0,000010	0,000012	0,000000	0,000000
3-Methyl-1-buten	0,861865	0,997000	0,046573	0,000000
2-Methyl-1-buten	0,015068	0,002974	0,131070	0,000051
2-Methyl-2-buten	0,080364	0,000015	0,820779	0,045350
3-Methyl-1-butanol	0,017578	0,000000	0,001510	0,391208
Di-(3-methylbutyl)ether	0,025114	0,000000	0,000068	0,563392

Der erhaltene Strom Sekundärkopfprodukt (7) hat eine Reinheit, um direkt als Monomer oder Comonomer zur Herstellung von Polymeren bzw. Copolymeren eingesetzt zu werden. Das Seitenproduktstrom kann beispielsweise als Rohstoff für die Herstellung von Isopren verwendet. Das Sekundärsumpfprodukt kann beispielsweise zurück in eine 3-Mehyl-1-butanol-Spaltung gefahren werden kann, um so 3-Methyl-1-butanol und Di-(3-methylbutyl)ether in das gewünschte Zielprodukt 3-Methyl-1-buten zu spalten.

1: Gemisch
2: Primärkopfprodukt
3: organische Phase
4: wässrige Phase
4a: Tertiärsumpfprodukt
5: Leichtsieder enthaltendes Gas
6: Primärsumpfprodukt
7: Sekundärkopfprodukt
8: Sekundärsumpfprodukt, enthaltend das andere Methylbuten
8a: Seitenprodukt, enthaltend das andere Methylbuten
9: Tertiärkopfprodukt
10: Sekundärsumpfprodukt, enthaltend die Hochsieder
K1: primäre Destillation
K2: sekundäre Destillation
K3: tertiäre Destillation
D1: Trennung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- US 4234752 [0005]
- WO 2008/006633 A1 [0005]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

- J. Gmehling, J. Li, and M. Schiller, Ind. Eng. Chem. Res. 32, (1993), pp. 178–193 [0059]

Claims

Verfahren zur Aufbereitung eines Gemisches enthaltend Wasser, 3-Methyl-1-buten sowie zumindest ein anderes Methylbuten, welches die folgenden Schritte aufweist: a) Bereitstellung des Gemisches; b) primäre Destillation des Gemisches, sodass ein gasförmiges Primärkopfprodukt enthaltend Methylbuten und Wasser sowie ein wasserfreies Primärsumpfprodukt enthaltend 3-Methyl-1-buten entsteht; c) Kondensation des gasförmigen Primärkopfproduktes, sodass ein Kondensat umfassend eine flüssige wässrige Phase und eine flüssige organische Phase entsteht; d) Trennung des Kondensats in flüssige wässrige Phase und flüssige organische Phase; e) Ausschleusung der flüssigen wässrigen Phase; f) Rückführung der organischen Phase in die primäre Destillation; g) sekundäre Destillation des wasserfreien Primärsumpfproduktes der primären Destillation, sodass ein Sekundärkopfprodukt bestehend aus 3-Methyl-1-buten sowie ein Sekundärsumpfprodukt entsteht.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Primärdestillation um eine Azeotropdestillation handelt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Sekundärdestillation um eine fraktionierte Destillation handelt.
Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei das Gemisch in das Primärkopfprodukt gelangende Leichtsieder enthält, dadurch gekennzeichnet, dass das gasförmige Primärkopfprodukt lediglich partiell kondensiert wird, dergestalt, dass neben dem Kondensat ein die Leichtsieder enthaltenes Gas entsteht, welches ausgeschleust wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die flüssige wässrige Phase vor Ausschleusung einer tertiären Destillation unterworfen wird, wobei das dabei entstehende Tertiärkopfprodukt in die Kondensation zurück geführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die flüssige wässrige Phase vor Ausschleusung einer tertiären Destillation unterworfen wird, wobei das dabei entstehende Tertiärkopfprodukt in die primäre Destillation zurück geführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Gemisch in das Primärsumpfprodukt gelangende Hochsieder enthält, dadurch gekennzeichnet, dass aus der sekundären Destillation neben dem Sekundärkopfprodukt und dem Sekundärsumpfprodukt ein Seitenprodukt abgezogen wird, wobei das Sekundärsumpfprodukt die Hochsieder enthält und wobei das Seitenprodukt das andere Methylbuten enthält.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Gemisch in das Sekundärsumpfprodukt gelangende Hochsieder enthält und wobei das Sekundärsumpfprodukt das andere Methylbuten enthält, dadurch gekennzeichnet, dass das Sekundärsumpfprodukt einer quartären Destillation unterworfen wird, sodass ein Quartärkopfprodukt enthaltend das andere Methylbuten und ein Quartärsumpfprodukt enthaltend die Hochsieder entsteht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem in der sekundären Destillation gewonnenen Sekundärkopfprodukt um 3-Methyl-1-buten mit einer Reinheit größer 98,0 Massen-% handelt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das in der primären Destillation gewonnene Primärsumpfprodukt einen Wassergehalt von kleiner 50 Massen-ppm aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das in Anspruch 1 verwendete Einsatzgemisch durch Dehydratisierung von 3-Methyl-1-butanol erhalten wurde.
Verfahren zur Modifikation von Polypropylen oder Polyethylen unter Verwendung von 3-Methyl-1-buten als Comonomer, dadurch gekennzeichnet, dass das 3-Methyl-1-buten nach einem der vorgenannten Ansprüche hergestellt wurde.