DE1279009B - Verfahren zur Abtrennung von Adipinsaeuredinitril - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

Mjsi^oeschrift

Int. Cl.:

Deutsche KI.;

Nummer:

Aktenzeichen:

Anmeldetag:

C07c

B 014

12o-U

12a-5
12e-3/01

P 12 79 009.9-42 (J 26380)

12. August 1964

Auslegetag: 3. Oktober 1968

, Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Abtrennung von Adipinsäuredinitril aus dem Dampfgemisch der Umsetzung von Adipinsäure mit Ammoniak bei hoher Temperatur.

Adipinsäuredinitril kann durch Überleiten einer Mischung aus Adipinsäuredampf und Ammoniakgas über einen geeigneten Katalysator bei hoher Temperatur, beispielsweise bei einer Temperatur von 350 bis 400° C, hergestellt werden. Es ist üblich, hierbei einen Ammoniaküberschuß zu verwenden, um die maximale Umsetzung von Adipinsäure sicherzustellen. Das Reaktionsprodukt besteht dann normalerweise aus einem Dampfgemisch von Adipinsäuredinitril, Wasser und überschüssigem Ammoniak zusammen mit Nebenprodukten. Es war bisher üblich, dieses Gemisch durch einen Kühler zu leiten, in dem seine Temperatur auf etwa 50° C herabgesetzt wird, wodurch Adipinsäuredinitril, Wasser sowie die Hauptmenge der Nebenprodukte als Flüssigkeit auskondensiert wird, während das überschüssige Am- ao moniak den Kühler als Dampf verläßt und anschließend in Wasser absorbiert wird.

Das flüssige Kondensat trennt sich in zwei Phasen, nämlich eine wäßrige, im wesentlichen aus einer Lösung von etwa 5 bis 10 °/o Adipinsäuredinitril in Wasser bestehenden Phase und eine im wesentlichen aus Adipinsäuredinitril und Nebenprodukten mit einem Gehalt an etwa 10% gelöstem Wasser bestehenden ölphase. Die zwei Phasen werden voneinander getrennt. Da nur ein geringer Unterschied zwischen der Dichte der beiden Phasen besteht, ist ihre Trennung schwierig. Das Adipinsäuredinitril wird dann durch getrennt erfolgende Destillation jeder der beiden Phasen erhalten. Auf Grund des niedrigen Gehaltes an Adipinsäuredinitril (zwischen 5 und 10%) der wäßrigen Phase muß ein verhältnismäßig hoher Betrag an Wärmeenergie aufgewendet werden, um das darin gelöste Dinitril nach vorherigem Abdestillieren des Wassers zu isolieren.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Abtrennung von Adipinsäuredinitril aus dem Dampfgemisch der Umsetzung von Adipinsäure mit Ammoniak bei hoher Temperatur ist dadurch gekennzeichnet, daß man das Gemisch, dessen Temperatur nicht wesentlich unter der Umsetzungstemperatur liegt, dem unteren Teil einer Fraktionierkolonne zufuhrt, Wasser oder eine wäßrige Ammoniaklösung vom Kopf der Kolonne dem aufsteigenden Dampfgemisch entgegenführt und das flüssige Dinitril als Bodenprodukt der Kolonne erhält, während am Kopf der Kolonne ein Gemisch aus Wasser- und Ammoniakdampf abzieht.

Verfahren zur Abtrennung von
Adipinsäuredinitril

Anmelder:

Imperial Chemical Industries Limited, London

Vertreter:

Dr.-Ing. H. Fincke, Dipl.-Ing. H. Bohr
und Dipl.-Ing. S. Staeger, Patentanwälte,
8000 München 5, Müllerstr. 31

Als Erfinder benannt:

John Derek Rushton,

Richard Anthony Williams,

Blackley, Manchester (Großbritannien)

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 15. August 1963 (32 345),
vom 27. Juli 1964

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren darf das Dampfgemisch aus Adipinsäuredinitril, Wasser, Ammoniak und Nebenprodukten, das dem unteren Teil der Fraktionierkolonne zugeführt wird, keine wesentlich geringere Temperatur als die, bei der die Umsetzung durchgeführt worden ist, besitzen. Die durch die Kolonne aufsteigenden heißen Dämpfe treffen auf das durch die Kolonne absteigende vergleichsweise kühle Wasser bzw. wäßrige Ammoniak.

Infolge des Wärmeaustausches zwischen der flüssigen und der Dampfphase wird Dinitril kondensiert, während die absteigende wäßrige Phase verdampft und ein Gemisch aus Wasserdampf und Ammoniakgas am Kopf der Kolonne austritt. Die am Boden der Kolonne anfallende homogene Flüssigkeit besteht im wesentlichen aus Adipinsäuredinitril mit einem Gehalt von 4 bis 8% organischen Nebenprodukten und sehr wenig Wasser.

Durch Kondensieren des Gemisches aus Wasserdampf und Ammoniakgas, welches am Kopf der Fraktionierkolonne austritt, wird wäßriges Ammoniak erhalten, welches gegebenenfalls dem oberen Teil der Fraktionierkolonne mit oder ohne Zusatz von Wasser wieder zugeleitet werden kann. Als andere Möglichkeit kann Wasser allein an Stelle von wäßrigem Ammoniak der Kolonne zugeführt wer-

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den. Wenn nur ein Teil des Kopfkondensates der Fraktionierkolonne wieder zugeführt wird, kann die verbleibende wäßrige Ammoniaklösung zur Gewinnung von Ammoniak verwendet werden. Die Menge an Wasser oder wäßriger Ammoniaklösung, welche der.Kolonne zugeführt wird, hängt von der Temperatur des am Böden der Kolonne-eingeführten Dampf gemisches;; ab, und es ist zweckmäßig, .die Zufuhr mit Hilfe eines geeigneten Systerpr von, temperaturgesteuerten Ventilen einzustellen.¹" Im allgemeinen ist die Kondensation des Dinitrils der Kolonne im wesentlichen vollständig, und es verläßt sehr wenig Dinitril zusammen mit dem Wasser- und

Änünöniäkdämpf' die "Kolonoe." *

Das erfindungsgemäße Verfahren kann in jeder geeigneten Fraktionierkolonne .durchgeführt werden. Es ist jedoch zweckmäßig^ eine mit Ventilen versehene obödige Kolonne von etwa 4 ώ Höhe zu verwenden. Das zu trennende Dampfgemisch wird zweci£mäBig~"mir eiffef Temperatur "von -300-bis 400° C, vorzugsweise von etwa 350° G, dem unteren Teil der Kolonne und Wasser bzw. wäßrige AmmomäMÖsüng*mit einer Temperatur von etwa 50° C dem Kopf der Kolonne zugeführt. Unter diesen Bedingungen besitzt das am Boden der Kolonne abgezogene flüssige Kondensat eine Temperatur von etwa 180 bis 250⁰C und das am Kopf der Kolonne austretende Gemisch aus Wasserdampf und Ammoniakgas eine Temperatur ..von etwa 70 bis 80⁰C. Dieses Kopfprodukt enthält im allgemeinen eine zu vernachlässigende Menge Adipinsäuredinitril (weniger als 0,1 %), es kann jedoch eine geringe Menge niedriger siedender Nebenprodukte, z. B. Cyclopentanon, enthalten. Die wäßrige Ammoniaklösung, welche durch Kondensieren des Köpfprpduktes erhalten wird, Hat im allgemeinen eine Studie von annähernd 20%.

Im Vergleich bisher verwendeten vergleichbaren Verfahren bietet die erfindungsgemäße Arbeitsweise ejne-Rejhe von Vorteilen. So wird, das Adipinsäuredinitril als homogene Fraktion mit niedrigem Wasser gehalt statt in zwei Phasen, von denen eine hauptsächlich wäßrig'ist lind die andere eine bedeutende Wassermenge enthält, erhalten. Die schwierige Trennung von zwei Phasen wird daher vermieden, und die Notwendigkeit der Trennung des Adipinsäuredinitrils von Wasser in jeder der Phasen durch Destillation entfällt ebenfalls, womit bedeutende Einsparungen hinsichtlich-der erforderlichen Wärmeenergie erzielt werden. p

Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird an Hand'des folgenden Beispiels näher erläutert. ' ' .. ' .

Es wurde'durch Überleiten von 771,1 kg Adipinsäuredampf und 816,5 kg Ammoniakgas je Stunde über einen Dehydratisierungskatalysator ein Dampfgemisch, bestehend aus Adipinsäuredinitril, Ams5 moniak, Wasser und etwa -4 bis 8% organischen '-''■ Nebenprodukten, hergestellt'und dem unteren Teil einer Fraktionierkolonne mit einer Temperatur von etwa 350° C zugeführt. -■■""■

Diese Kolonne enthielt sechs in einem Abstand von 45,7 cm voneinander entfernte, mit Ventilen ver- - sehene Böden und besaß einen Durchmesser von 0,61 m und eine Höhe von 4 m. Am Kopf der Kolonne befanden sich ein Rückflußkühler und eine Ableitung für das Destillat zu einem Sammelbehälter.

Die Betriebsbedingungen waren folgende: ^;

Dampfbeschickung der Kolonne 1587,6 kg/Stunde

Rückfluß zur Kolonne 408,23 bis 498,95 kg/Stunde

Bodenprodukt der Kolonne 544,31 bis 589,67 kg/Stunde

Anfall ad 16- bis 17%igem Ammoniak 362,87 bis 408,23 kg/Stunde

Temperatur am Boden der Kolonne 235 bis 245° C

Temperatur am Kopf der Kolonne kurz vor dem Kühler .. 75 bis 80° C

Temperatur des Rückflusses 60° G

Analysenwerte

Wasser im Bodenprodukt , 0,2 bis

NH₃ im Bodenprodukt 0,03 bis

Adipinsäuredinitril im Bodenprodukt 92 bis 95 Gewichtsprozent

Adipinsäuredinitril im Destillat 0,02 bis 0,12 Gewichtsprozent

Ammoniak in Destillat und Rückfluß , 16 bis 17 Gewichtsprozent

0,5 Gewichtsprozent
0,10 Gewichtsprozent

Claims (3)

- . - Patentansprüche;

1. Verfahren zur Abtrennung von Adipinsäure-. dinitril aus dem Dampfgemisch der Umsetzung von Adipinsäure mit Ammoniak bei hoher Temperatur, dadurch gekennzeichnet, daß man das Gemisch, dessen Temperatur nicht wesentlich unter der Umsetzungstemperatur 60 liegt, dem unteren Teil einer Fraktionierkolonne zuführt, Wasser oder eine wäßrige Ammoniaklösung vom Kopf der Kolonne dem aufsteigenden Dampfgemisch entgegenführt und das flüssige Dinitril als Bodenprodukt der Ko- 65 lonne erhält, während am Kopf der Kolonne ein Gemisch aus Wasser- und Ammoniakdampf abzieht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das zu trennende Dampfgemisch dem unteren Teil der Fraktionierkolonne mit einer Temperatur von'300 bis 400⁰C, vorzugsweise 350° C, und das Wasser oder wäßrige Ammoniak dem Kolonnenkopf mit einer Temperatur von etwa 50° C zuführt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man das durch Kondensation der aus dem Kopf der Kolonne austretenden Dämpfe erhaltene wäßrige Ammoniak wieder zum Kopf der Kolonne zurückführt.

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