DE1220841B

DE1220841B - Verfahren zur Reinigung von Methanol

Info

Publication number: DE1220841B
Application number: DEJ20767A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Rudolf Schuerch
Original assignee: Inventa AG fuer Forschung und Patentverwertung
Current assignee: Inventa AG fuer Forschung und Patentverwertung
Priority date: 1960-11-26
Filing date: 1961-11-03
Publication date: 1966-07-14
Also published as: NL271425A; ES272399A1; BE610015A; US3230155A; GB943817A; CH386405A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

CO7c

Deutsche Kl.: 12 ο-5/01

Nummer: 1220 841

Aktenzeichen: J 20767IV b/12 ο

Anmeldetag: 3. November 1961

Auslegetag: 14. Juli 1966

Bekanntlich enthält Rohmethanol, welches auf synthetischem Wege gewonnen ist, verschiedene Nebenprodukte, die bisher im allgemeinen durch Destillation in einer oder mehreren dampfbeheizten Kolonnen vom Methanol abgetrennt werden. Es ist bekannt, daß die Destillation, bei der etwa 1 bis 2,5 kg Dampf je kg Methanol gebraucht werden, eine beträchtliche Verteuerung des Reinmethanols bewirkt.

Es wurde nun gefunden, daß sich die Destillationskosten bei der Gewinnung von Reinmethanol erheblich senken lassen, indem man dabei Wärmepumpen verwendet. Dadurch läßt sich der Dampfverbrauch auf ungefähr 0,3 kg je kg Reinmethanol senken.

Es ist bekannt, daß sich das Prinzip der Wärmepumpe vorteilhaft für Heizzwecke nutzbar machen läßt. So ist bei Heizungsanlagen, bei denen die Nutzwärme von der Umgebungstemperatur von etwa 0° C auf die Heiztemperatur von etwa 50° C gesteigert werden muß, die Leistungsziffer 3,5. Auch bei Eindampfanlagen kann man mit hohen Leistungsziffern rechnen. Bei der speziellen, vorliegend in Angriff genommenen Reinigung von Rohmethanol, die bekanntlich ein recht kompliziertes Fraktionierverfahren darstellt, war es aber nicht möglich, einfach eine der bekannten Arbeitsmethoden durch eine Wärmepumpe zu ergänzen. Hier bedurfte es vielmehr zur Entwicklung eines eigenartigen Kombinationsverfahrens, um zu einer eleganten fortschrittlichen Lösung dieser Aufgabe zu gelangen. Erst im Rahmen dieser neuen Kombination läßt sich das Prinzip der Wärmepumpe auch beim Reinigen von Rohmethanol nutzbar machen.

Verfahren zur Reinigung von Methanol, welches von Dimethyläther und Gasen befreit wurde durch Destillation in mehreren Destillationsstufen, dadurch gekennzeichnet, daß man das Rohmethanol in einer ersten Kolonne von den leicht flüchtigen Bestandteilen trennt, wobei man das am Kopf der Kolonne dampfförmig anfallende Gemisch von Methanol und leicht flüchtigen Bestandteilen über eine an sich bekannte Wärmepumpe verdichtet, den kondensierten Anteil als Rücklauf zur Kolonne zurückführt und zur Beheizung von deren Verdampfer verwendet, den nichtkondensierten Anteil einer zweiten Kolonne zuführt, in der die leicht flüchtigen Bestandteile weiter angereichert und entfernt werden und die sich im Sumpf ansammelnde Flüssigkeit ebenfalls der ersten Kolonne als Rücklauf zugeführt wird, während man das Sumpfprodukt der ersten Kolonne zum großen Teil einer dritten Kolonne zuleitet und von schwer flüchtigen Bestandteilen befreit, dabei die Brüden in Verfahren zur Reinigung von Methanol

Anmelder:

Inventa A. G. für Forschung und

Patentverwertung, Luzern (Schweiz)

Vertreter:

Dr.-Ing. Dr. jur. H. Mediger, Patentanwalt,
München 9, Aggensteinstr. 13

Als Erfinder benannt:

Dipl.-Ing. Rudolf Schüren, Chur (Schweiz)

Beanspruchte Priorität:

Schweiz vom 26. November 1960 (13 269)

einer an sich bekannten Wärmepumpe verdichtet und zur Beheizung des Verdampfers im Sumpf dieser Kolonne vollständig kondensiert, einen Teil als Produkt abzieht und einen Teil der Kolonne als Rücklauf wieder zuführt, den Methanolgehalt im Sumpf dieser Kolonne so hoch hält, daß der Siedepunkt des Sumpfproduktes unterhalb des Kondensationsproduktes der komprimierten Brüden liegt, dieses Sumpfprodukt in einer vierten dampfbeheizten Kolonne vom Methanol befreit, die dabei gebildeten methanolreichen Brüden in den Sumpf der ersten Kolonne zurückführt und gleichzeitig einen Teil des Sumpfes dieser ersten Kolonne als Rücklauf für die vierte Kolonne verwendet.

Das Verfahren wird an Hand der Zeichnung erläutert.

Das vom Dimethyläther befreite Rohmethanol gelangt über Leitung 1 in die Vorkolonne 2. In dieser Kolonne wird bei hohem Rücklaufverhältnis das Rohmethanol von seinen leichtflüchtigen Bestandteilen befreit. Die Beheizung dieser Kolonne erfolgt

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teils durch direktes Einführen der Brüden aus der später beschriebenen Abtreibkolonne 6 und teils durch die in der Wärmepumpe 3 komprimierten Brüden aus dem Kopf der Vorkolonne 2, die im Verdampfer 2 α größtenteils kondensiert und der Kolonne über Leitung 5 als Rücklauf zugeführt werden. Ein kleiner Teil der Brüden wird dampfförmig über Leitung 5 α in die Konzentratorkolonne 4 geleitet. In dieser Konzentratorkolonne wird ein eng geschnittener Vorlauf am Kopf über den Kühler 4 α abgezogen; das Sumpfprodukt gelangt über Leitung 5 ebenfalls als Rücklauf in die Vorkolonne.

Das von leichtsiedenden Bestandteilen gereinigte Sumpfprodukt der Vorkolonne wird zum kleinen Teil über Leitung 6 a als Rücklauf in die Abtreibkolonne 6 gegeben. Der Hauptanteil gelangt über die Leitung 7 α in die Reinmethanolkolonne 7 zur Trennung von den schwerflüchtigen Bestandteilen.

Die Beheizung dieser Kolonne erfolgt ausschließlich durch Kondensation der in der Wärmepumpe 8 komprimierten Brüden aus dem Kopf dieser Kolonne. Vom Kopfprodukt, das man fast ausschließlich über Leitung 9 als Rücklauf wieder zurückführt, wird ein kleiner Vorlauf über Leitung 9 α abgezogen, damit sich leichtflüchtige Bestandteile nicht anreichern können.

Auf einem der obersten Böden in der Kolonne 7 wird über Leitung 10 das reine Produkt abgezogen. Aus dem Sumpf der Kolonne wird der methanolhaltige Nachlauf über Leitung 11 in die Abtreibkolonne 6 gegeben.

Die Konzentrationen am Kopf dieser Abtreibkolonne 6 sind gleich denen im Sumpf der oben beschriebenen Vorkolonne 2. Der Rücklauf für die Abtreibkolonne 6 wird aus dem Sumpf der Vorkolonne 2 über Leitung 6 a geführt, und die Brüden aus der Abtreibkolonne 6 werden über Leitung 12 in die Vorkolonne 2 geleitet. Aus dem Sumpf der Kolonne 6 läuft Wasser ab, oberhalb des Sumpfes werden über Leitung 13' die höheren Alkohole mit Methanol und Wasser gemischt abgegeben.

Beispiel:

Vom Dimethyläther befreites Rohmethanol (5121 kg Methanol, 192 kg Wasser, 55 kg höhere Alkohole) (Dimethyläthergehalt etwa 0,05 Gewichtsprozent) gelangt über Leitung 1 in einer Menge von 5466 kg/h zusammen mit 25 kg 3%iger wäßriger Natronlauge in die Vorkolonne 2. In dieser Kolonne wird bei einem stündlichen Rücklauf von 4600 kg das Rohmethanol von seinen leichtflüchtigen Bestandteilen befreit. Die Beheizung der Kolonne erfolgt teils durch direktes Einführen der Brüden der Abtreibkolonne 6 über Leitung 12 in einer Menge von 1000 kg/h und teils indirekt durch die in der Wärmepumpe 3 komprimierten Brüden, die aus dem Kopf der Kolonne 2 in einer Menge von 4600 kg/h über die Wärmepumpe 3 dem Verdampfer 2 α zugeführt, dabei größtenteils kondensiert und über Leitung 5 der Kolonne als Rücklauf zugeführt werden. Ein kleiner nicht kondensierter Teil (1000 kg/h) der Brüden aus der Kolonne 2 wird über Leitung 5 α in die Konzentratorkolonne 4 geführt. In dieser Konzentrationskolonne wird ein eng geschnittener Vorlauf am Kopf über den Kühler 4 α abgezogen; das Sumpfprodukt gelangt in einer Menge von etwa 1000 kg/h,, ebenfalls über Leitung 5 als Rücklauf in die Vorkolonne 2.

Das Sumpfprodukt der Vorkolonne 2 wird zum kleinen Teil (1000 kg/h) über Leitung 6a als Rücklauf in die Abtreibkolonne 6 gebracht. Der Hauptanteil (6010 kg/h) wird mit etwa 128 kg/h l°/oiger wäßriger Kaliumpermanganat-Lösung vermischt, über Leitung 7 α in die Reinmethäiiolkolonne 7 gegeben und dort von schwerflüchtigen Anteilen befreit. Die Beheizung dieser Kolonne erfolgt anschließend durch Kondensation der in der Wärmepumpe 8 komprimierten Brüden aus dem Kopf dieser Kolonne (9200 kg/h). Dieses Kopfprodukt wird praktisch ausschließlich über Leitung 9 der Kolonne wieder als Rücklauf zugeführt. Ein kleiner Teil wird über Leitung 9 α abgezogen, damit sich leichtflüchtige Bestandteile nicht anreichern. Auf einer der obersten Böden der Kolonne 7 wird über Leitung 10 das reine Methanol in einer Menge von 5120 kg/h abgezogen. Aus dem Sumpf der Kolonne wird methanolhaltiger Nachlauf (55 Gewichtsprozent Methanol, 40 Gewichtsprozent Wasser 5 Gewichtsprozent höhere Alkohole) über Leitung 11 in einer Menge von 1013 kg/h in die Abtreibkolonne 6 gegeben.

Die Konzentrationsverhältnisse am Kopf dieser Abtreibkolonne 6 sind dieselben wie im Sumpf der Vorkolonne 2. Der Rücklauf für die Abtreibkolonne 6 wird in einer Menge von 453 kg/h aus dem Sumpf der Kolonne 2 über Leitung 6 a geführt, und die Brüden aus der Abtreibkolonne werden in einer Menge von 10Ö0 kg/h über die Leitung 12 in die Vorkolonne 2 gegeben. Aus dem Sumpf der Kolonne 6 laufen stündlich 311,5 kg ab. Oberhalb des Sumpfes werden über Leitung 13 114 kg einer Mischung von 15 Prozent Methanol, 40 Prozent Wasser und 45 Prozent höheren Alkoholen abgezogen.

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zur Reinigung von Methanol, welches von Dimethyläther und Gasen befreit wurde durch Destillation in mehreren Destillationsstufen, dadurch gekennzeichnet, daß man das Rohmethanol in einer ersten Kolonne von den leichtflüchtigen Bestandteilen trennt, wobei man das am Kopf der Kolonne dampfförmig anfallende Gemisch von Methanol und leichtflüchtigen Bestandteilen über eine an sich bekannte Wärmepumpe verdichtet, den kondensierten Anteil als Rücklauf zur Kolonne zurückführt und zur Beheizung von deren Verdampfer verwendet, den nichtkondensierten Anteil einer zweiten Kolonne zuführt, in der die leichtflüchtigen Bestandteile weiter angereichert und entfernt werden und die sich im Sumpf ansammelnde Flüssigkeit ebenfalls der ersten Kolonne als Rücklauf zugeführt wird, während man das Sumpfprodukt der ersten Kolonne zum großen Teil einer dritten Kolonne zuleitet und von schwerflüchtigen Bestandteilen befreit, dabei die Brüde in einer an sich bekannten Wärmepumpe verdichtet und zur Beheizung des Verdampfers im Sumpf dieser Kolonne vollständig kondensiert, einen Teil als Produkt abzieht und einen Teil der Kolonne als Rücklauf wieder zuführt, den Methanolgehalt im Sumpf dieser Kolonne so hoch hält, daß der Siedepunkt des Sumpfproduktes unterhalb des Kondensationsproduktes der komprimierten Brüden liegt, dieses Sumpfprodukt in einer vierten dampf-

beheizten Kolonne vom Methanol befreit, die dabei gebildeten methanolreichigen Brüden in den Sumpf der ersten Kolonne zurückführt und gleichzeitig einen Teil des Sumpfes dieser ersten Kolonne als Rücklauf für die vierte Kolonne verwendet.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 671261, 720733, 1089744;

deutsche Auslegeschriften Nr. 1064 936, 5 1115 728;

Umschau, 56 (1956), S. 714 und 715.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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