Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Isolierung
von Citronellal oder Citronellol aus einem Rohgemisch bereitzustellen,
das es bei geringen Investitionskosten und geringem Energiebedarf gestattet,
den gewünschten
Zielverbindung in hoher Reinheit zu gewinnen. Insbesondere soll
der Zielverbindung in Riechstoffqualität erhalten werden, d.h. weitgehend
frei von solchen Verunreinigungen, die bereits in geringen Konzentrationen
unerwünschte
Geruchsfehler hervorrufen.
Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch
ein Verfahren zur kontinuierlichen Isolierung von Citronellal oder
Citronellol aus einem mindestens eine dieser Verbindungen enthaltenden
Rohgemisch durch Rektifikation, wobei man
- a)
das Rohgemisch seitlich in eine Zulaufsäule (3, 4)
mit oberhalb der Zulaufstelle (9) gelegenem Verstärkungsteil
(3) und unterhalb der Zulaufstelle (9) gelegenem
Abtriebsteil (4) einführt,
- b) eine mit dem oberen Ende des Verstärkungsteils kommunizierende
obere Vereinigungssäule
(2) mit Kondensator (12) am oberen Säulenende
und eine mit dem unteren Ende des Abtriebsteils kommunizierende untere
Vereinigungssäule
(7) mit Aufheizer (14) am unteren Säulenende
vorsieht,
- c) eine mit der oberen Vereinigungssäule (2) und der unteren
Vereinigungssäule
(7) kommunizierende Abzugssäule (5, 6)
vorsieht und
- d) aus der Abzugssäule
(5, 6) Citronellal oder Citronellol als Seitenabzug
(10) abzieht, und am Kopf der oberen Vereinigungssäule (2)
niedriger als Citronellal oder Citronellol siedende Verbindungen
und im Sumpf der unteren Vereinigungssäule (7) höher als
der Citronellal oder Citronellol siedende Verbindungen abzieht.
Das
Rohgemisch, das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren getrennt wird,
enthält
in der Regel 80 bis 99 Gew.-%, meist 85 bis 95 Gew.-%, der jeweiligen
Zielverbindung.
Es
enthält
daneben niedriger als die jeweilige Zielverbindung siedende Verbindungen,
die im Folgenden auch als "Leichtsieder" bezeichnet werden,
und höher
als die jeweilige Zielverbindung siedende Verbindungen, die im Folgenden
auch als "Schwersieder" bezeichnet werden.
Die gewonnene Reinfraktion enthält
in der Regel weniger als 2 Gew.-%, vorzugsweise weniger als 1 Gew.-%
und insbesondere weniger als 0,5 Gew.-% von der jeweiligen Zielverbindung
verschiedene Verbindungen.
Bei
den Zielverbindungen handelt es sich um solche der allgemeinen Formel
I
wobei R entweder für eine Formylgruppe
(-CHO, „Citronellal") oder ein Kohlenstoffatom,
das eine primäre
Alkoholfunktion trägt
(-CH
2OH, „Citronellol"), steht. Beide Verbindungen
können
entweder in optisch aktiver oder racemischer Form vorliegen. Unter
optisch aktiver Form ist dabei ein Gemisch der beiden Enantiomere
der jeweiligen Zielverbindung zu verstehen, in dem diese nicht zu
gleichen Teilen vorliegen. Üblicherweise
handelt es sich um Gemische mit einem Enantiomerenüberschuss
von mindestens 90 % ee, bevorzugt von mindestens 95 % ee, besonders
bevorzugt von mindestens 97 % ee.
Die
Rohgemische aus denen die jeweilige Zielverbindung isoliert wird,
erhält
man vorzugsweise durch selektive katalytische Hydrierung geeigneter
Ausgangsverbindungen.
Zur
Herstellung eines im wesentlichen aus Citronellal bestehenden und
als Ausgangsmaterial im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens geeigneten Rohgemisches
unterwirft man vorzugsweise den entsprechenden α,β-ungesättigten Aldehyd Citral einer
selektiven Hydrierung der in Konjugation zur Aldehydfunktion stehenden
Doppelbindung. Die Hydrierung erfolgt vorteilhafterweise unter Verwendung
eines Katalysators, der zur präferentiellen
Hydrierung von Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindungen vor Kohlenstoff-Sauerstoff-Doppelbindungen
befähigt
ist. Besonders eignen sich hierzu solche Katalysatoren, deren Aktivmasse
Palladium und gegebenenfalls weitere Aktivkomponenten enthalten.
Zur
Herstellung eines im wesentlichen aus Citronellol bestehenden und
als Ausgangsmaterial im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens geeigneten Rohgemisches
unterwirft man vorzugsweise wie oben dargestellt erhaltenes Citronellal
einer weiteren Hydrierung der Carbonylfunktion zum primären Alkohol.
Die Hydrierung erfolgt vorteilhafterweise unter Verwendung eines
Katalysators, der zur präferentiellen
Hydrierung von Kohlenstoff-Sauerstoff-Doppelbindungen vor Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindungen
befähigt
ist. Besonders eignen sich hierzu solche Katalysatoren, deren Aktivmasse
Ruthenium und gegebenenfalls weitere Aktivkomponenten enthalten.
Eine
geeignete Vorrichtung zur Durchführung
der genannten Hydrierungen ist in EP-A 0 798 039 beschrieben.
Die
Zulaufsäule,
Abzugssäule,
obere Vereinigungssäule
und untere Vereinigungssäule
können
diskrete Bauelemente sein oder als Abschnitt oder Kammer einer Kolonne
ausgebildet sein, die mehrere Funktionen vereint. Der Ausdruck "kommunizierende Säulen" bedeutet, dass zwischen
ihnen ein Austausch sowohl von aufsteigenden Brüden als auch von ablaufendem
Kondensat erfolgt. Zwischen der Zulauf- und/oder Abzugssäule und
der oberen Vereinigungssäule
kann ein Kondensator für
die aus der Zulauf- bzw. Abzugssäule
aufsteigenden Brüden
vorgesehen sein. Zwischen der Zulauf- und/oder Abzugssäule und
der unteren Vereinigungssäule
kann ein Aufheizer für
das aus der Zulauf- bzw. Abzugssäule
ablaufende Kondensat vorgesehen sein. Vorzugsweise verwendet man
jedoch keine derartigen zwischengeschalteten Aufheizer oder Kondensatoren,
d.h. man verwendet ausschließlich
einen Kondensator am Kopf der oberen Vereinigungssäule und
einen Aufheizer am unteren Ende der unteren Vereinigungssäule.
In
einer bevorzugten Ausführungsform
verwendet man zur Destillation eine sogenannte Trennwandkolonne,
das heißt
die Zulaufsäule
und die Abzugssäule
sind als beidseitig zu je einem Vereinigungsraum offene Teilkammern
ausgebildet, die sich über
einen Abschnitt der Längsausdehnung
einer Kolonne erstrecken und durch eine Trennwand voneinander getrennt
sind. Destillationskolonnen, die eine Trennwand enthalten, sind
an sich bekannt und z.B. beschrieben in der US-A 2,271,134, US-A
4,230,533, der EP-A 122 367, der EP-A 126 288, der EP-A 133 510,
Chem. Eng. Technol. 10 (1987) 92–98; Chem,-Ing.-Techn. 61 (1989)
Nr. 1, 16–25;
Gas Separation and Purification 4 (1990) 109–114; Process Engineering 2
(1993) 33–34;
Trans IChemE (1994) Part A 639–644
und Chemical Engineering 7 (1997) 72–76 sowie auch in der EP-A
0 804 951. Die Trennwand kann in die Kolonne fest eingebaut, z.B.
eingeschweißt
sein, oder aber sie ist lösbar
in der Kolonne befestigt, z.B. eingesteckt. Die lösbare Befestigung
bietet Vorteile, wie größere Flexibilität, einfachere
Packung der Kolonne mit Einbauten und niedrigere Investitionskosten.
In
alternativen Ausführungsformen
verwendet man zur Destillation thermisch gekoppelte Kolonnen, z.B.
eine Destillationskolonne mit einer thermisch gekoppelten Vorkolonne,
das heißt
die Abzugssäule,
die obere Vereinigungssäule
und die untere Vereinigungssäule
sind als einstückige
Destillationskolonne ausgebildet und die Zulaufsäule ist als Vorkolonne zur
Destillationskolonne ausgebildet. Alternativ kann man eine Destillationskolonne
mit einer thermisch gekoppelten Nachkolonne verwenden, das heißt die Zulaufsäule, die obere
Vereinigungssäule
und die untere Vereinigungssäule
sind als einstückige
Destillationskolonne ausgebildet und die Abzugssäule ist als Nachkolonne zu
der Destillationskolonne ausgebildet. Destillationskolonnen mit
beigeschalteten Hilfskolonnen sind an sich bekannt und dem Fachmann
geläufig.
Die
erfindungsgemäße Destillation
erfolgt üblicherweise
bei einem Druck im Bereich von 1 bis 500 mbar, vorzugsweise 1 bis
200 mbar, besonders bevorzugt von 1 bis 175 mbar. Im Fall der Isolierung
von Citronellal ist der Druckbereich von 1 bis 125 mbar ganz besonders
bevorzugt, darunter insbesondere der Bereich von etwa 5 bis etwa
40 mbar. Im Fall der Isolierung von Citronellol ist der Druckbereich
von 1 bis 170 mbar ganz besonders bevorzugt, darunter insbesondere
der Bereich von etwa 5 bis etwa 65 mbar.
Das
Arbeiten in den angegebenen Druckbereichen erlaubt es, die Zielverbindungen
bei Temperaturen von weniger als etwa 175°C, vorzugsweise weniger als
etwa 150°C
zu isolieren. Im Falle von Citronallal gelingt dadurch auch die
besonders bevorzugte Isolierung bei Temperaturen von unter etwa
120°C. Arbeitet
man bei höheren
als den angegeben Temperaturen besteht die Gefahr der vermehrten
Bildung von Neben- bzw. Zersetzungsprodukten der jeweiligen Zielverbindung,
was zu einer Beeinträchtigung
der olfaktorischen Qualität der
isolierten und zur Verwendung als Riechstoff vorgesehenen Zielverbindung
führen
kann.
Die
Summe der theoretischen Trennstufen von oberer Vereinigungssäule, Zulaufsäule, Abzugssäule und
unterer Vereinigungssäule
beträgt
vorzugsweise 15 bis 100, insbesondere 45 bis 85 im Fall der Isolierung von
Citronellal und vorzugsweise 30 bis 120, insbesondere 50 bis 105
im Fall der Isolierung von Citronellol.
Vorzugsweise
entfallen auf die obere Vereinigungssäule (2) 5 bis 50 %,
insbesondere 15 bis 30 %, auf den Verstärkungsteil (3) der
Zulaufsäule 5 bis
50 %, insbesondere 15 bis 30 %, auf den Abtriebsteil (4)
der Zulaufsäule 5 bis
50 %, insbesondere 15 bis 30 %, auf den oberhalb des Seitenabzugs
gelegenen Teil der Abzugssäule
(5) 5 bis 50 %, insbesondere 15 bis 30 %, auf den unterhalb
des Seitenabzugs gelegenen Teil der Abzugssäule (6) 5 bis 50 %,
insbesondere 15 bis 30 %, und auf die untere Vereinigungssäule (7)
5 bis 50 %, insbesondere 15 bis 30 %, der Summe der theoretischen
Trennstufen von oberer Vereinigungssäule (2), Zulaufsäule (3, 4),
Abzugssäule
(5, 6) und unterer Vereinigungssäule (7).
Vorzugsweise
beträgt
das Verhältnis
der Summe der theoretischen Trennstufen der Zulaufsäule (3, 4) zur
Summe der theoretischen Trennstufen der Abzugssäule (5, 6)
0,8 bis 1,1, insbesondere 0,9 bis 1,0.
Die
Zulaufstelle (9) und der Seitenabzug (10) können so
angeordnet sein, dass die Abzugssäule durch den Seitenabzug im
gleichen Verhältnis
geteilt wird wie die Zulaufsäule
durch die Zulaufstelle, d.h. das Verhältnis der Zahl der oberhalb
des Seitenabzugs gelegenen theoretischen Böden zu der Zahl der unterhalb
des Seitenabzugs gelegenen Böden
in der Abzugssäule
gleich dem Verhältnis
der Zahl der oberhalb der Zulaufstelle gelegenen theoretischen Böden zu der
Zahl der unterhalb der Zulaufstelle gelegenen Böden in der Zulaufsäule ist;
bei identischer Bauart der Zulauf- und der Abzugssäule sind
die Zulaufstelle und der Seitenabzug dann auf gleicher Höhe angeordnet.
Jedoch kann der Seitenabzug auch ober- oder unterhalb der Stelle
angeordnet sein, für
die die vorgenannten Verhältnisse
gleich sind, z.B. 1 bis 12, vorzugsweise 3 bis 8, theoretische Böden ober-
oder unterhalb dieser Stelle. Dies kann bei bestimmten Trennproblemen
vorteilhaft sein. Wenn die Trennung der niedriger als die jeweilige
Zielverbindung siedenden Verbindungen vom der jeweiligen Zielverbindung – z.B. aufgrund
einer geringen Siedepunktsdifferenz – schwierig ist, empfiehlt
es sich, den Abtriebsteil der Zulaufsäule auf Kosten des Verstärkungsteils
sowie den oberhalb des Seitenabzugs gelegenen Teil der Abzugssäule auf
Kosten des unterhalb des Seitenabzugs gelegenen Teil zu vergrößern. Ist
umgekehrt die Trennung der höher
als die jeweilige Zielverbindung siedenden Verbindungen von der
jeweiligen Zielverbindung schwierig, empfiehlt es sich, den Verstärkungsteil
der Zulaufsäule
auf Kosten des Verstärkungsteils sowie
den unterhalb des Seitenabzugs gelegenen Teil der Abzugssäule auf
Kosten des oberhalb des Seitenabzugs gelegenen Teil zu vergrößern.
Die
Zulaufsäule,
die obere Vereinigungssäule,
die untere Vereinigungssäule
und die Abzugssäule
können
trennwirksame Einbauten, wie Trennböden, z.B. Lochböden oder
Ventilböden,
geordnete Packungen, z.B. Blech- oder Gewebepackungen wie Sulzer
Mellapak, Sulzer BX, Montz B1 oder Montz A3 oder Kühni Rhombopak,
oder regellose Schüttungen
von Füllkörpern, wie
z.B. Dixon-Ringen, Raschig-Ringen, High-Flow-Ringen oder Raschig-Super-Ringen enthalten.
Es ist bevorzugt, dass zumindest die Zulaufsäule und/oder Abzugssäule ganz
oder in Teilbereichen mit geordneten Packungen versehen sind. Besonders
bewährt
haben sich geordnete Packungen, vorzugsweise Blech- oder Gewebepackungen,
einer spezifischen Oberfläche
von 100 bis 750 m2/m3,
insbesondere 250 bis 500 m2/m3.
Sie gestatten hohe Trennleistungen bei niedrigen Druckverlusten.
Bei
Einsatz einer Trennwandkolonne hat es sich als günstig erwiesen, wenn die Trennwand
zumindest in Teilbereichen wärmeisolierend
ist, z.B. doppelwandig mit azwischenliegendem Gasraum, ausgeführt ist. Eine
Beschreibung der verchiedenen Möglichkeiten
der thermischen Isolierung der Trennwand findet sich in der EP-A
640 367.
Das
Rohgemisch wird vorzugsweise mengengeregelt in die Zulaufsäule eingeführt, beispielsweise
indem es mittels einer steuerbaren Pumpe gefördert oder über eine ausreichende statische
Zulaufhöhe
von z.B. wenigstens einem Meter über
ein steuerbares Ventil zugeführt
wird. Zweckmäßigerweise
sieht man eine Mindestzulaufmenge vor, die nicht unterschritten
werden darf und die z.B. 30 % unter dem Normalwert liegt, für den die
Anlage ausgelegt ist.
Es
kann bisweilen vorteilhaft sein, das Rohgemisch vorzuverdampfen
und teilweise oder vollständig dampfförmig in
die Zulaufsäule
einzuführen.
Das teilweise vorverdampfte Rohgemisch wird dann als zweiphasiger
Strom oder in Form von eines flüssigen
und eines dampfförmigen
Stroms in die Zulaufsäule
eingeführt. Die
Vorverdampfung bietet sich an, wenn das Rohgemisch größere Mengen
an Leichtsiedern enthält.
Durch die Vorverdampfung kann der Abtriebsteil der Zulaufsäule entlastet
werden.
Der
Zielverbindung kann aus der Abzugssäule gasförmig entnommen und in einem
externen Kondensator, in dem die Brüden unterhalb des Flüssigkeitsspiegels
des Kondensats eingeleitet werden, kondensiert werden. Vorzugsweise
wird der Zielverbindung aber in flüssiger Form abgezogen. Der
Abzug des Zielverbindung wird vorzugsweise über Messwerte für den Flüssigkeitsstand
im Aufheizer geregelt. Die abgezogene Menge wird mit steigendem
Flüssigkeitsstand
erhöht
und umgekehrt. Zweckmäßigerweise
begrenzt man den Abzug so, dass die Menge an Kondensat, die auf
den unterhalb des Seitenabzugs gelegenen Teil der Abzugssäule läuft, nicht
unter einen Mindestwert sinkt, der nicht unterschritten werden darf
und der z.B. 30 % unter des Normalwerts liegt, für den die Anlage ausgelegt
ist.
Das
Rücklaufverhältnis des
Kondensators wird vorzugsweise über
Messwerte für
die Temperatur an einer Stelle im Bereich der oberen Vereinigungssäule, die
vorzugsweise 3 bis 8, insbesondere 4 bis 6, theoretische Böden unterhalb
des oberen Endes angeordnet ist, geregelt. Selbstverständlich kann
anstelle des Rücklaufverhältnisses
auch die Destillatentnahme geregelt werden, wodurch mittelbar das
Rücklaufverhältnis geregelt
wird.
Die
Entnahme von Schwersiedern aus dem Sumpf wird vorzugsweise über Messwerte
für die
Temperatur an einer Stelle im Bereich der unteren Vereinigungssäule, die
vorzugsweise 3 bis 8, insbesondere 4 bis 6, theoretische Böden oberhalb
des unteren Endes gelegen ist, geregelt.
Die
Heizleistung des Aufheizers wird geeigneterweise über den
Differenzdruck zwischen einer Stelle am oberen Ende der oberen Vereinigungssäule und
einer Stelle am unteren Ende der unteren Vereinigungssäule geregelt.
Der
Brüdenstrom
aus der unteren Vereinigungssäule
wird auf die Zulaufsäule
und die Abzugssäule vorzugsweise
in einem Verhältnis
von 0,8 bis 1,2, insbesondere 0,9 bis 1,1, aufgeteilt. Die Einstellung
eines bestimmten Aufteilungsverhältnisses
gelingt z.B. durch Veränderung
des relativen Querschnittes der Zulauf- und Ablaufsäule, durch
Auswahl und/oder Dimensionierung der trennwirksamen Einbauten und/oder
den Einbau einen Druckverlust erzeugender Einrichtungen, wie Blenden.
Der
Kondensatstrom aus der oberen Vereinigungssäule wird auf die Zulaufsäule und
die Abzugssäule vorzugsweise
in einem Verhältnis
von 0,1 bis 1,0, insbesondere 0,3 bis 0,6, aufgeteilt.
Zur
Entnahme oder Aufteilung von Kondensat an einer Stelle einer Säule, z.B.
zur Aufteilung des Kondensats aus der oberen Vereinigungssäule auf
die Zulauf- und Abzugssäule
oder zur Entnahme von flüssigen Seitenabzügen, wird
das Kondensat geeigneterweise zu innerhalb oder außerhalb
der Abzugssäule
angeordneten Sammelbehältern
geleitet. Die Sammelbehälter
dienen als Pumpenvorlage oder sorgen für eine ausreichend hohe statische
Flüssigkeitshöhe, die
eine durch Stellorgane, beispielsweise Ventile, geregelte Flüssigkeitsentnahme
oder -aufteilung ermöglicht.
Bei Verwendung gepackter Säulen
sind zweckmäßigerweise
Fangböden
vorgesehen, von denen das Kondensat zu den Sammelbehältern geleitet
wird.
Bei
der erfindungsgemäßen destillativen
Reingewinnung von Citronellal oder Citronellol aus entsprechenden
Rohgemischen soll die gewonnene Reinfraktion neben der gewünschten
Zielverbindung einen möglichst
geringen Anteil an höher
oder niedriger siedenden Verunreinigungen enthalten. Je nach beabsichtigter Verwendung
sind die Spezifikationen hinsichtlich des maximal zulässigen Gehalts
höher oder
niedriger siedender Verbindungen unterschiedlich. In der Regel werden
einzelne für
das Trennproblem kritische Komponenten, meist solche mit einer engen
Siedepunktsdifferenz zur angestrebten Zielverbindung oder solche,
deren Anwesenheit auch in geringen Konzentrationen besonders störend ist,
sogenannte Schlüsselverbindungen,
oder die Summe von mehreren Schlüsselverbindungen
spezifiziert. Bei der Reingewinnung von Citronellal eignen sich als
niedriger siedende Schlüsselverbindung
Dimethyloctanal und als höher
siedende Schlüsselverbindung
Citral. Bei der Reingewinnung von Citronellol eignen sich als niedriger
siedende Schlüsselverbindung
Dimethyloctanol und als höher
siedende Schlüsselverbindung
Geraniol.
Die
Einhaltung der Spezifikation für
die Konzentration an höher
als die jeweilige Zielverbindung siedenden Verbindungen in der die
Zielverbindung enthaltenden Fraktion wird im erfindungsgemäßen Verfahren vorzugsweise
durch das Aufteilungsverhältnis
des Kondensatstroms aus der oberen Vereinigungssäule geregelt. Bei Verwendung
einer Trennwandkolonne ist dies das Aufteilungsverhältnis der
Flüssigkeit
am oberen Ende der Trennwand. Hierzu gewinnt man im Bereich der
oberen Vereinigungssäule,
vorzugsweise an deren unterem Ende, Messwerte für die Konzentration wenigstens
einer höher
als die jeweilige Zielverbindung siedenden Verbindung und bildet
aus diesen Messwerten Regelungseingriffe für das Aufteilungsverhältnis des Kondensatstroms
aus der oberen Vereinigungssäule
in die Zulaufsäule
und die Abzugssäule.
Mit steigender Konzentrationen an höher siedenden Verbindungen
wird ein zunehmend größerer Anteil
des Kondensats in die Zulaufsäule
geleitet. Die Konzentration an höher
als die jeweilige Zielverbindung siedenden Verbindungen sollte am
unteren Ende der oberen Vereinigungssäule 10 bis 80 %, vorzugsweise
30 bis 50 %, des maximal zulässigen
Wertes der Konzentration dieser Verbindungen in der die Zielverbindung
enthaltenden Fraktion betragen.
Die
Einhaltung der Spezifikation für
die Konzentration an niedriger als die jeweilige Zielverbindung
siedenden Verbindungen in der die Zielverbindung enthaltenden Fraktion
wird im erfindungsgemäßen Verfahren vorzugsweise über die
Heizleistung des Aufheizers geregelt. Hierzu gewinnt man im Bereich
der unteren Vereinigungssäule,
vorzugsweise an deren oberem Ende, Messwerte für die Konzentration wenigstens
einer niedriger als die jeweilige Zielverbindung siedenden Verbindung
und bildet aus diesen Messwerten Regelungseingriffe für die Heizleistung
des Aufheizers. Mit steigender Konzentration an niedriger siedenden
Verbindungen wird die Heizleistung erhöht. Die Konzentration an niedriger
als die jeweilige Zielverbindung siedenden Verbindungen sollte am
oberen Ende der unteren Vereinigungssäule 10 bis 80 %, vorzugsweise
30 bis 50 %, des maximal zulässigen
Wertes der Konzentration dieser Verbindungen in der die jeweilige
Zielverbindung enthaltenden Fraktion betragen.
Um
Messwerte für
die Konzentration der vorstehend angesprochenen Schlüsselverbindungen
zu gewinnen, kann man an der jeweiligen Stelle kontinuierlich oder
periodisch gasförmige
oder flüssige
Proben entnehmen und hinsichtlich ihrer Zusammensetzung untersuchen,
vorzugsweise gaschromatographisch. Zur Probenentnahme sind vorzugsweise
geeignete Probenentnahmestellen in den Destillationskolonnen vorgesehen, über die
Lanzen in die Kolonnen eingeführt
werden können.
In vielen Fällen
kann eine ausreichende Aussage über
die Zusammensetzung der Brüden
bzw. des Kondensats an einer Stelle einer Destillationssäule auch
anhand des Kondensats an einer Stelle einer Destillationssäule auch
anhand einer einfachen Temperaturmessung getroffen werden, wenn
die Korrelation des Temperaturprofils mit der Gemischzusammensetzung
bekannt oder zuvor bestimmt worden ist.
Das
erfindungsgemäße Verfahren
wird durch die beigefügten
Figuren und die nachfolgenden Beispiele näher veranschaulicht, ohne es
in irgendeiner Weise zu beschränken.
1 zeigt eine zur Durchführung des
erfindungsgemäßen Verfahrens
geeignete Trennwandkolonne.
2 bis 5 zeigen Ausführungsformen von thermisch
gekoppelten Destillationskolonnen, die zur Trennwandkolonne von 1 energetisch äquivalent
sind.
Gemäß 1 umfasst die Trennwandkolonne 1 eine
Zulaufsäule 3, 4 und
eine Abzugssäule 5, 6,
die durch eine Trennwand 8 voneinander getrennt und sich
nach oben zur oberen Vereinigungssäule 2 und nach unten
zur unteren Vereinigungssäule 7 öffnen. Über den
Zulauf 9 wird das aufzutrennende Rohgemisch kontinuierlich
in die Zulaufsäule 3, 4 eingeführt. Die
Zulaufsäule 3, 4 umfasst
einen oberhalb der Zulaufstelle 9 gelegenen Verstärkungsteil 3 und
einen unterhalb der Zulaufstelle 9 gelegenen Abtriebsteil 4.
Die Abzugssäule 5, 6 umfasst
einen oberhalb des Seitenabzugs 10 gelegenen Abtriebsteil 5 und
einen unterhalb des Seitenabzugs 10 gelegenen Verstärkungsteil 6. Über den
Seitenabzug 10 wird die Zielverbindung abgezogen. Am Kopf der
Kolonne werden die Brüden über die
Leitung 11 einem Kondensator 12 zugeführt; das
Kondensat wird teilweise über
die Leitung 15 und das Ventil 16 in den oberen
Bereich der Kolonne 1 zurückgeführt; der Rest wird über die
Leitung 17 als Leichtsiederfraktion ausgeschleust. Aus
dem Sumpf der Kolonne wird über
die Leitung 13 Sumpfprodukt entnommen und zum Teil über den
Aufheizer 14 und die Leitung 18 dem unteren Bereich
der Kolonne 1 zurückgeführt; der
Rest wird über
die Leitung 19 und das Ventil 20 als Schwersiederfraktion
ausgeschleust.
Die
in 1 dargestellte Anlage
umfasst die folgenden Regeleinrichtungen: Durch Messung einer Temperatur
an einer Stelle im Bereich der unteren Vereinigungssäule 7 mittels
der Temperaturmesseinrichtung 21 werden Regeleingriffe
für das
Ventil 20 gebildet, das den Schwersiederabzug kontrolliert.
Durch Messung einer Temperatur an einer Stelle im Bereich der oberen
Vereinigungssäule 2 mittels
der Temperaturmesseinrichtung 22 werden Regeleingriffe
für das
Ventil 16 gebildet, das den Rücklauf von Kondensat am Kopf
der Kolonne 1 kontrolliert. Durch Messung des Flüssigkeitsstandes
im Aufheizer mittels der Pegelmesseinrichtung 23 werden
Regeleingriffe für
das Ventil 24 gebildet, das den Abzug der Zielverbindung
aus der Abzugssäule kontrolliert.
Durch Messung der Druckdifferenz zwischen einer Stelle im oberen
Bereich der Kolonne 1 und einer Stelle im unteren Bereich
der Kolonne 1 mittels der Druckmesseinrichtung 25 werden
Regeleingriffe für das
Ventil 26 gebildet, das die Heizleistung des Aufheizers 14 kontrolliert.
In
den 2 bis 5 haben gleiche Bezugszeichen
die entsprechende Bedeutung wie in
1. 2 zeigt eine Destillationskolonne mit
thermisch gekoppelter Vorkolonne,
3 eine Destillationskolonne
mit thermisch gekoppelter Nachkolonne. 4 und 5 zeigen
weitere geeignete Verschaltungen thermisch gekoppelter Kolonnen.
