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Verfahren nur Gewinniung von maleinsaureanhydrid f Die Erfindung
betrifft ein Verfahren zur Gewinnung ven Maleinsaureanhydrid aus einem maleinsäureanhdyrid
enthaltenden Gas mit Hilfe eines fl2ssigen Abzorbene für fte Anhydrid, wobei eine
Abssrptienstemperatur angewandt « die beträchtlich unter der Gleichgewichtstemperatur
während der Berührung mit der Flüssigkeit liegt.
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Das übliche Verfahren der Oxydation von Benzel mit Luft bei hehen
Temperaturen unter Verwendung eines Vanadinoxy@@atalysaters führt zu einem Aus dem
Reakter austree~*n Gas, das beträchtliche Mengen maleinsäureanhydrid enthält. Bei
den derzeit gebräuchlichen technischen Verfahren zur Entfernung von Maleinsäureanhydrid
aus dem aus
dom Reaktor austretenden Gais wird eine teilweise Kondonation
des austretnden Produkts und anschließend eine Wäsche mit Wasser durchgeführt. Zu
den mit desem Verres verbundene Nachfeilen gehört der Umstand, daß sine weitere
Behandlung des nicht kondensierten Ge erferderlich ist, ehe es in die Atmosphäre
abgelasses werden kann, ohne daß die Luft verunreinigt r Auf diesem Gebiet der Technik
besteht daher die Aufgabes Maleinsäureanhydrid aus dem Produkt eines Maleinsäureanhydrdireaktors
auf wirtschaftliche Weise zu gewimea und die bisherigen Nachteile weitgehend zu
vermindern oder auszuschalten.
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Diese Augabe wird durch das erfindungsgemäße Verfahren gelöst, wobei
der Maleinsäureanhydridgehalte eines Maleinsäureanhydrid enthaltenden Gases dadurch
auf einen Wort vox water 15 Volumteilen je Million gesenkt wird, daß man dieses
Gas bei einr Temperawutr, die beträchtlich aster der adiabatischen Gleichgewichtstemperatur
des Gases besüglich des Absorbens liegt, mit einem abserbierenden Waschnedium in
Berührung bringt.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird das Gas vorteste durch einen
Venturi-Wäscher geleitet und ein wässriges Waschmedium angewandt. Das Waschmedium
kann mit Vorteil aus Wasser oder eienr wässrigen Maleinsäurelösung bestehen. Im
letztgenannten Fall ist es zweckmäßig, w die obere Grenze der HaleinsSurekonzentration
in dom Medium 5 Gew.-% unter der Löslichkeitsgrenze Zegt.
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Es hat sieh als besonders günstig erweisen, wenn die angewandte Temperatur
wenigstens 10°C unter der Glecihgewichtstemperatur liegt.
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Der Maleinsäureanhydridgehalt eines in einem MaleinSureanhydridreaktor
gebildeten Gasgemischs wird nach dem erfindungsgemaaen Verfahren vorzugsweise durch
Anwendung folgender Stufen gewonnen : Das GAsgemisch wird teilweise kondensiert,
um einen Teil seines maleinsäureanhydridgehalts zu entfernen, und ein wässriges
Vasohmedium wird deae gasförmigen Ausfluß zugesetzt, wobei die Temepratur des Mediums
merklich unter der adiabatischen Gleichgewiohtstemperatur des eingezahlten Gazes
liegt. Vorzugsweise wird ein VolumenverhHItnis von etwa 1 bis 400 Teilen Gas je
Tell Waschflüssoigkeit angewandt.
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Das folgende Beispiel erläutert die Erfindung, ohne sie zu beschränken.
Teile und Prozentsätze beziehen sich auf das Gewicht, wenn nichts awnderes angegeben
ist.
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Beispiel Für die Wäsche oder Absorption wird ein Venturi-Wäscher angewandt.
Er besteht aus rostfreiem Stahl (316) und weist folgende Abmessungen auft engste
Stellet 3,17 mm (1/8 inch) Länge : 88,9 mm (3-1/2 inch) GAseinlaß und Gasaulsaß,
Durchjeweils; 12,7 mm (1/2 inch) messer Durch-Flüssigkeitseinlaß: 9,52 mm (3/8 inch)
messer Ein Venturi-Rohr ist eine bekannte Expansionsdüse. Der optimale Expansionswinkel
liegt bei etwa 7°. Die Flüssigkeit wird bei oder vor der engsten Stelle des Venturi-Robre
in den Gasstrom eingeführt.
die Waschwirkung eines einstufigen Venturi-Rohrs
ist der eines 10-bödigen Absorptionsturms vergleichbar oder sogar =oh größer und
dies auch dann, wenn die obersten 2 oder 3 B0den des Turms mit reinem Wasser beschickt
werden. fte aus einem Maleinsaureanhydridreaktor gewonnene GAs wird durch beheizte
Rohre in den Venturi-Wäscher eingeführt, worin os mit waeNfiger Maleinsaurelösung
in Berührung gebracht wird, die dural entsprechende Einrichtungen, z.B. eine mit
Luft angetriebene Pompe, in Umlauf gehalten wird. Die Maleinisaurekensentration
in der Waschflüssigkeit wird dadurch aufrchterhalten, daß man von Zeit zu Zeit eine
bestimmte Menge der Lösung abUMt und frisches Wasser zueetato Das gesamte Venturi-Waeoherwystem
befindet eioh in einem Temperaturregulierungsbad.
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Die Betriebsbedingungen und die erhaltenen Ergebhnisse sind In folgenden
zusammengestellt: Gongs (Maleineaureanhydrid enthaltendes Reawktoerges) 2430 1/Std.
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Geschwindigkeit der Flüssigkeit (Waschlösung) 2,68 1/Min.
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(0,71 gal.,pm) Temepratur des Reaktorgases beim Venturi-Einlaß 144°C
Maleinsäureanhydridkonzentration im Reaktorgas, Mol-% - Eoinlaß des Wäschers 0,85
ter « or 2 bis 3 Stunden
Es wird eine praktisch 100 %-ige Gewinnung
des Maleinsaureanhydrids erzielt.
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Waschflüs- Waschflüs- Malein- In der aus0-sigkeit sigkeit säure-tretenden
adiabeti-tatsSoh-konzentra-Luft noch sohe Gleich- liche tion in vorhandene gewichts-
Temepratur der Wasch- Maleinsäuretemepratur flüssigkeit anhydridkon-(°C) (Gew.-%)
zentration in (°C) Teilen/Million 57 39 0 15 57 40 45 11 57 60 60 68 57 55 45 34
57 60 0 31 Die vorstehenden Angaben lassen deutlich die überraschende Verbesserung
erkennen, die durch Verringerung der Tempera der Waschfl2ssigkeit erreicht werden.
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Ferner ist daraus ersichtlich, daß die Konzentration der Maleinsäure
in der Waschflüssigkeit keinen oder fast kein Einfluß auf die Wirkung ausübt.
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Man kann jede beliebige für die Kontaktierung von GAsen mit Flüssigkeiten
geeignete Vorrichtung anwenden, z.B.
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Gleckanbödenkolonnen, Siebbödenkolonnen und Füllkörperkolonnen.
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Gute Ergebnisse werden mit Maleinsäurelösung, gewöhnlichem Wasser
und anderen geeigneten Waschnmedien erzielt. Eine wässrige maleinsäurelösung ist
die bevorzugte Waschflüssigkeit, lobes Me Konzentration wenigstena 5 Gew.-% unter
der Löslichkeitsgreze von Maleinsäure in Wasser lieben @ roll.
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Der Maleinsäureanhydridgehalt des Beschickungsases, das in den Venturi-Wäscher
eingeführt werden soll, kann zwisedan einem gegen 0 gehenden wert und etwa 5 % oder
darüber, vorzugswsie bis 3 % und insbesondere ziwschen 0,3 und 1,5 %, liegen.
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Die Tempratur des Beschickungsgases kann in dem weiten Bereich zwiaehen
etwa 15 und 300°C oder darüber bei eX~ Druck zwischen etrwa Atmosphärendruck und
35 atü (500 psig) oder darüber liegen. Eine zwckmäßige Temperas litgt zwischen etwa
35 und 150°a bel einem Druot w etwa Atmosphärendurck bis 7 tü (100 psig). Vorzugsweise
mUt bel einer Temepratur von etwa 50 bis 00° 0 und sium Druck zwischen etwa Atmosphärendruck
und 3,5 atü (50 paig) gearbeitet.
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Die Temperatur des mit dem Gas in Berührung stehenden Wasohmediums
sliegt, merklich unter der adiabatisohen Gleichgewichtstemperatur des Gases, vorzugsweise
wenigstens 10°C unter dieser Gleichgewichtstemepratur in Gegenwart des Absorbent.
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Naeh einer Ausführungsform des errindungsgemäßen Verfahrens wird das
Reaktionsgas teilweise kondensierte um s1uen Ter1 des darin enthaltenen Maleinsaureanhydrids
zu entfernen und daß aus der Teilkondensawtionsvorrihctung austretende Gas wird
als Beschickungsgas für den Venturi-Wäscher verwendet. Selbstverständlich ist, wenn
das ReaktorgAs vor der Einführung in don Venturi-Waeoher teilweise kondensiert wird,
der maleinsäureanhdyridgehalt des Beschickungsgases für den Venturi-Wäscher bet
geringer. Im allgemeinen kann dr maleinsäureanhydridgehalt in dem aus der teilweisen
Kondensation austretenden Gas im Bereich von 0,1 bis 1,0, zweckmäßig sen 0,3 bis
0,8 und verzugsweise von 0,4 bis 0,6 % liegen.
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Das Volumenverhaltnis von Gas zu Flüssigkeit in dem Wäscher, das bei
dem erfindungsgemäßen Verfahren angewandt wird, bewegt sich ganx allemein zwischen
1 und 400, , zweckmäßig 5 bis 200 und verzugsweise 20 bis 100 Velumteile Gas je
Velumteil Flüssigkeit.
DeLe erfindungsgemäße Verfahren führt zu
einer Verminderung der Anlage- und Betriebskosten, da dadurch die praktisch vollständige
Entfernung von maleinsäureanhdyrid aus einem Reaktorgas ble an einem Gehalt von
nicht mehr als 15 VolamteilenjeMillionineinerStufemagliehist, während hierfür bisher
mehrere Kontawktierungsstufen erforderlich waren. Das Abgas kann ohne Gefahr einer
Luftverunreinigung in die Atmeosphäre abgelaseen werdeno