DE1162349B - Verfahren zur Reinigung von im wesentlichen Phthalsaeureanhydrid, Maleinsaeureanhydrid und Naphthochinon enthaltenden Abgasen - Google Patents

Description

• Verfahren zur Reinigung von im wesentlichen Phthalsäureanhydrid, Maleinsäureanhydrid und Naphthochinon enthaltenden Abgasen Die Erfindung betrifft die Reinigung von Abgasen, die bei der Herstellung von Phthalsäureanhydrid anfallen. Diese Gase entweichen den Phthalsäureanhydridkondensatoren, in denen die mit Phthalsäureanhydriddampf beladene Luft zwecks Abscheidung des Phthalsäureanhydrids abgekühlt wird. Sie enthalten in erster Linie Phthalsäureanhydrid, Maleinsäureanhydrid und Naphthochinon in wechselnden Mengen, außerdem noch einige andere organische Verbindungen in wesentlich geringerer Menge als die drei vorher genannten Bestandteile. Solche Abgase kann man bei den derzeitigen und noch zu erwartenden Bestimmungen über Luftverunreinigungen nicht ohne weiteres in die Atmosphäre entlassen. Außerdem erscheint es lohnend, das im Abgas noch enthaltene Phthalsäure- und Maleinsäureanhydrid zu gewinnen.
• Man hat schon eine katalytische Verbrennung dieser Abgase vorgeschlagen. Abgesehen davon, daß so die organischen Stoffe für eine Rückgewinnung verloren sind, ist der Aufwand an Heizöl im allgemeinen nicht tragbar. Es hat sich auch im praktischen Betrieb gezeigt, daß der hierfür notwendige Katalysator sehr empfindlich ist und häufig reaktiviert oder ausgewechselt werden muß. Außerdem ist die Verbrennung nicht vollständig, so daß damit das Abgasproblem auch nicht restlos gelöst ist. Man hat auch schon die Abgase mit Wasser gewaschen. Auf diese Art entfernt man den Staubanteil des Endgases, der im wesentlichen aus festem Phthalsäureanhydrid besteht, jedoch nur einen geringen Anteil des dampfförmig vorhandenen Phthalsäureanhydrids und Maleinsäureanhydrids und sehr wenig Naphthochinon.
• Nun aber hat man das Abgasproblem in ein Abwasserproblem verwandelt, da bei der Schwerlöslichkeit der Phthalsäure und des Naphthochinons diese in zu verdünnter Lösung anfallen, um zurückgewonnen werden zu können.
• Es wurde nun gefunden, daß eine Sodawäsche eine befriedigende Lösung des Problems möglich macht.
• Das Auswaschen säurehaltiger Gase mit einer Sodalösung ist an sich bekannt. In diesem Verfahrenszusammenhang ist eine Sodawäsche jedoch nicht naheliegend, wie man daraus ersehen kann, daß die Technik bisher andere Wege gegangen ist. Der Grund hierfür mag vor allem darin liegen, daß man die Absorptionsgeschwindigkeit der genannten organischen Bestandteile in Sodalösung nicht für genügend groß gehalten hat. Insbesondere gilt dies für die Absorption von Naphthochinon, das bei der Wasserwäsche nur zu einem sehr geringen Teil entfernt wird.
• Es hat sich nun aber überraschenderweise gezeigt, daß die Reinigung der genannten Abgase durch Waschen mit einer wäßrigen Natriumkarbonatlösung befriedigend durchgeführt werden kann. Das Naphthochinon wird bei dieser Wäsche unter Umwandlung in andere nicht näher bekannte organische Stoffe fast vollständig aufgenommen. Der Restgehalt der gewaschenen Abgase an den drei genannten organischen Verbindungen beträgt etwa 0,10 bis 0,25 g/Nm3, wenn man Waschtürme oder mechanische Wäscher üblicher Konstruktion benutzt. Die gute Waschwirkung der erfindungsgemäßen Waschlauge, deren Gehalt an Na2CO3 1 bis 100 g/l betragen kann, für die an sich schwer absorbierbaren Phthalsäure- und Maleinsäureanhydriddämpfe beruht offenbar auf einer oberflächenspannungserniedrigenden Wirkung der Naphthochinon-Umwandlungsprodukte. Dieser Effekt war keinesfalls vorherzusehen und ermöglichte überhaupt erst die technische Durchführung des Verfahrens. Den Gehalt an Na2COS in der Waschlauge paßt man zweckmäßigerweise dem Gehalt an Verunreinigungen im zu waschenden Gas an. Zum Beispiel können die Abgase je nach Temperatur wechselnde Mengen der genannten drei organischen Verbindungen enthalten.
• Man wird dann die Waschlaugenkonzentration unter Berücksichtigung der Sättigungskonzentration der entstehenden Salze so festlegen, daß man einen möglichst geringen Waschlaugeabstoß erreicht.
• Das Verfahren ist nicht auf die Abgase eines bestimmten Phthalsäureanhydrid-Herstellungsprozesses beschränkt, obgleich die Abgase, je nachdem ob man bei der Herstellung des Phthalsäureanhydrids von Naphthalin oder von o-Xylol ausgeht, verschieden zusammengesetzt sind.
• Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens gegenüber der katalytischen Verbrennung besteht vor allem in den niedrigen Betriebskosten und gegenüber der Wasserwäsche in dem Fehlen einer großen Abwassermenge. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren fällt eine mit den organischen Stoffen beladene Sodalösung an, die der Menge nach etwa nur den hundertsten Teil des Abwassers bei der Wasserwäsche ausmacht. Außerdem enthält die verbrauchte Waschlaugeund auch das ist ein überraschender Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens - einen derart hohen Anteil an organischen Stoffen, daß sie verbrannt werden kann. Man gewinnt so Natriumkarbonat zurück, das man in den Prozeß wieder einsetzen kann. Da die Waschlauge auch immer etwas Sulfat enthält, ist eine restlose Rückgewinnung jedoch nicht möglich. Die geringen Mengen an neu einzuführendem Natriumcarbonat und der trotz der Verbrennung nötige geringe Abstoß an Waschflüssigkeit, um eine Anreicherung an Natriumsulfat und anderen Verunreinigungen im Waschkreislauf zu vermeiden, belasten das Verfahren in keiner Weise. Im ganzen gesehen ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren eine wirtschaftlich befriedigende Reinigung der Abgase, ohne ein erneutes Abwasserproblem hervorzurufen.
• Anstatt die verbrauchte Waschflüssigkeit zu verbrennen, kann man durch Ansäuern Phthalsäure und Maleinsäure gewinnen. Man wird je nach dem Gehalt der Abgase an Phthalsäureanhydrid und Maleinsäureanhydrid entscheiden müssen, welche Art der Aufarbeitung der verbrauchten Waschlauge die wirtschaftlichste ist.
• Beispiel Stündlich werden 8000 Nm3/h Abgas mit einem Gehalt von 0,285 g/Nm3 Phthalsäureanhydrid, 0,50 g/Nm3 Maleinsäureanhydrid, 0,16 g/Nm3 1,4-Naphthochinon in einem mechanischen Wäscher gewaschen. Die Waschlauge enthält neben Natriumphthalat und Natriummaleat und bereits umgesetztem Naphtho- chinon etwa 40 g Na,COs je Liter. Außerdem sind in untergeordneten Mengen Natriumsalze anderer Säuren, z. B. Natriumsulfat und Natriumbenzoat, in der Waschlauge enthalten. Die I.ösung wird laufend umgepumpt, so daß je Nm3 Gas etwa 0,5 Liter Waschlauge zur Anwendung kommen. Die gesamte im Kreislauf befindliche Waschlaugemenge beträgt etwa 400 Liter. Von dieser Menge werden stündlich etwa 30 bis 40 Liter abgestoßen und durch eine äquivalente Menge Sodalösung ersetzt. Das abgehende Gas enthält dann noch 0,08 g/Nm3 Phthalsäureanhydrid, 0,10 g/Nm3 Maleinsäureanhydrid, 0,03 g/Nm3 Naphthochinon.

Claims (4)

1. Patentansprüche: 1. Verfahren zur Reinigung von im wesentlichen Phthalsäureanhydrid, Maleinsäureanhydrid und Naphthochinon enthaltenden Abgasen, d a d u r c h gekennzeichnet, daß man die Abgase mit einer wäßrigen Natriumkarbonatlösung wäscht und die Waschlösung entweder durch Verbrennung oder durch Ansäuern unter Abscheidung von Phthal- und Maleinsäure aufarbeitet.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Sodalösung in einem Kreislaufprozeß benutzt und aus dem Kreislauf nur so viel Lösung abstößt, wie der Menge der aus dem Gas aufgenommenen organischen Stoffe entspricht.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Abgase entweder im einem Leerturm, an dessen oberem Ende die Waschlösung versprüht wird, oder in einem mechanischen Wäscher auswäscht.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man das bei der Verbrennung erhaltene Natriumkarbonat dem Kreislauf wieder zuführt.