DE1618136B2 - Verfahren zur destillativen reinigung von phthalsaeureanhydrid - Google Patents
Verfahren zur destillativen reinigung von phthalsaeureanhydridInfo
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- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C51/00—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
- C07C51/54—Preparation of carboxylic acid anhydrides
- C07C51/573—Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives
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Description
In der FR-PS 14 71085 ist ein Verfahren zur
destillativen Reinigung von Roh-Phthalsäureanhydrid (im folgenden PSA genannt) in einer aus mehreren
Kolonnen bestehenden Destillationsapparatur beschrieben, bei dem jedoch keine Dünnschichtverdampfer als
Sumpferhitzer verwendet werden. Außerdem werden höhersiedende Rückstände vor der eigentlichen Rektifikation
abgetrennt.
Gegenstand des älteren Patents 12 66 748 ist ein Verfahren zur kontinuierlichen destillativen Aufbereitung
von rohem PSA in einer aus zwei hintereinandergeschalteten Destillationsstufen bestehenden Vorrichtung,
bei der zwar unter Anwendung von Dünnschichtverdampfern, jedoch in einer Stufe unter einfachem
Durchlauf der Flüssigkeit und im Gegenstrom zum Dampf gearbeitet wird. Weiterhin ist der Anteil des zu
verdampfenden PSA so zu bemessen, daß dessen Gehalt in den nicht verdampfenden Anteilen mindestens 80%
beträgt.
Es wurde nun gefunden, daß man bei der kontinuierlichen destillativen Reinigung von durch o-Xyloloxidation
erhaltenem PSA in einer aus zwei hintereinandergeschalteten
Destillationskolonnen bestehenden Vorrichtung vorteilhafte Ergebnisse erzielt, wenn man die
Verdampfung des PSA in beiden Destillationsstufen in Dünnschichtverdampfern so durchführt, daß man die
Dämpfe in beiden Verdampfern im Gleichstrom zu der unter Zwangsumlauf geleiteten Flüssigkeit führt, wobei
man unabhängig vom Gehalt an PSA im nicht verdampften Teil des den Verdampfern zugeführten
Produktes weniger als 60 Gew.-% des zugeführten Produktes verdampft.
Während es bislang bei der kontinuierlichen Destillation für notwendig erachtet wurde, die Destillation nur
so weit durchzuführen, daß der Rückstand noch mindestens 80% PSA enthält, und diesen Rückstand
dann in einer nachgeschalteten Rückstandsdestillation auf einen Gehalt von etwa 50% PSA aufzukonzentrieren
oder aber unter Verwendung von speziellen Sprühverdampfern in einem Stickstoffstrom weitgehend
vom PSA zu befreien, entfällt diese Rückstandsdestillation bei der neuen Arbeitsweise beim Einsatz von
durch o-Xyloloxidation hergestelltem PSA. Hierdurch wird eine wesentliche Kostenersparnis bei der PSA-Destillation
erzielt, und zwar sowohl senkrecht Hinblick auf Investitionskosten als auch im Hinblick auf
Arbeitskräftebedarf und Betriebskosten.
Überraschenderweise treten bei dem neuen Verfahren auch bei langen Betriebsperioden keinerlei Verkrustungen
an den Heizflächen auf.
Das Ausgangsprodukt kann zuvor durch Wärmebehandlung,
gegebenenfalls in Gegenwart von alkalischen Stoffen oder von Schwefelsäure, weitgehend von darin
enthaltenen Verunreinigungen befreit sein. Sowohl PSA, das noch geringe Mengen an niedrigsiedenden
Anteilen enthält, als auch solches, das praktisch frei ist von niedrigsiedenden Anteilen, ist verwendbar. Aber
auch ein durch Destillation weitgehend konzentriertes Produkt, das reich an hochsiedenden Anteilen ist, kann
eingesetzt werden. Der Anteil an höhersiedenden Komponenten bzw. Rückstand beträgt im allgemeinen
0,5 bis 85 Gew.-%, insbesondere 10 bis 70 Gew.-%.
Die Destillation wird im üblichen Temperaturbereich, etwa zwischen 160 und 2400C und üblicherweise unter
vermindertem Druck, etwa zwischen 20 und 200 Torr durchgeführt.
Wesentliches Merkmal des neuen Verfahrens ist es, weniger als 60 Gew.-% des dem Verdampfer zugeführten
Produktes zu verdampfen, vorzugsweise 5 bis 50 Gew.-%, insbesondere zwischen 15 und 50Gew.-% des
zugeführten Produkts. Dadurch soll sichergestellt werden, daß sämtliche Oberflächen des Verdampfers
hinreichend mit Produkt gespült werden und keinerlei Abscheidungen auftreten. Die im nicht verdampften
Anteil enthaltene Menge PSA kann dabei beliebig gewählt sein, und zwar zwischen praktisch 0 und etwa
99 Gew.-%. Selbstverständlich verdampft man zweckmäßig nicht mehr als der PSA-Gehalt des dem
Verdampfer zugeführten Produktes beträgt, damit ein weitgehend von höhersiedenden Anteilen freies PSA-Destillat
erhalten wird.
Die Destillation wird in Dünnschichtverdampfern üblicher Bauart, vorzugsweise in Fallfilm- oder senkrecht
aufgestellten Röhrenverdampfern durchgeführt. Dämpfe und nicht verdampfte Flüssigkeiten werden im
Gleichstrom geführt.
Um rohes stark verunreinigtes PSA zu reinigen, benutzt man zweckmäßig herkömmliche Bauelemente
der kontinuierlichen PSA-Destillation für das Verfahren der Erfindung. Üblicherweise wird diese kontinuierliche
Destillation in zwei Stufen durchgeführt, wobei man zunächst niedersiedende Anteile abtrennt und anschließend
reines PSA über Kopf vom Rückstand abdestilliert;
Die in dem Beispiel genannten Teile sind Gewichtsteile.
In eine Kolonne (1, vgl. Figur) mit 18 theoretischen Böden, die unter einem Druck von 150 Torr bei einer
Sumpf temperatur von 2220C und einer Kopftemperatur
von 197° C betrieben wird, werden stündlich 23,6 Teile
eines auf 215°C vorgeheizten, flüssigen PSA, das noch 0,5 Gew.-% leichter siedende und 0,4 Gew.-% höher
siedende Anteile enthält, in Höhe des 12. praktischen Bodens eingeführt. Gleichzeitig werden stündlich
8,5 Teile Rücklauf aus Gefäß (3) in den oberen Teil der Kolonne eingeführt. Das Produkt wird aus dem unteren
Teil der Kolonne über ein Zwischengefäß in einen Dünnschichtverdampfer (2) gepumpt. Dieser Verdampfer
enthält ein senkrecht angeordnetes Rohrbündel, dessen Enden in Rohrböden eingebaut sind. Oberhalb
des oberen Rohrbodens befindet sich eine Verteilervorrichtung für die auf die Rohre herabfließende Flüssigkeit.
Die entstandenen Dämpfe werden im Gleichstrom
zur Flüssigkeit vom unteren Teil des Verdampfers her in
die Kolonne eingeführt Es wird stündlich eine solche Menge PSA verdampft, daß am Kolonnenkopf im
Kühler (4) eine Produktmenge von 8,7 Teilen, die aus 40% PSA und 60% leichter siedenden Anteilen besteht,
kondensiert Diesem Kondensat werden stündlich 0,2 Teile entnommen, während 8,5 Teile als Rücklauf auf
den Kolonnenkopf zurückgegeben werden. Das Arbeiten des Verdampfers wird durch einen Kreisstrom von
PSA aufrechterhalten, der stündlich einer Menge von 104 Teilen entspricht.
Ein Teilstrom des dem Verdampfer zugeführten flüssigen Produkts der Zusammensetzung 99,6% PSA
und 0,4% Rückstand wird in einer Menge von stündlich 23,4 Teilen auf den 10. Boden einer Kolonne (5) mit 18
theoretischen Böden eingeführt. Gleichzeitig wird die Kolonne im oberen Teil stündlich mit 23,4 Teilen
Rücklauf aus Gefäß (11) beschickt. Das im unteren Teil
der Kolonne abfließende Produkt wird ein Puffergefäß
(6) mit Hilfe der Pumpe (7) in einen Dünnschichtverdampfer (8) geleitet, und zwar stündlich 270 Teile der
Zusammensetzung 25 Gew.-% PSA und 75 Gew.-% Rückstand und höher siedende Verbindungen. Dieser
Verdampfer (8) ist in gleicher Weise ausgeführt wie Verdampfer (2). Flüssigkeit und Dämpfe fließen im
Gleichstrom durch die Rohre. Im Verdampfer (8) werden stündlich 46,6 Teile Produkt verdampft. Die
Dämpfe werden in die Kolonne (5) geführt. Am Kolonnenkopf werden die Dämpfe im Kondensator (10)
kondensiert. Stündlich werden 23,3 Teile des Kondensats als Rein-PSA entnommen, während weitere
23,3 Teile PSA als Rücklauf auf den Kolonnenkopf zurückgegeben werden. Über Leitung (9) werden aus
dem Pumpenkreisstrom stündlich 0,1 Teil eines Produktes, das aus 25% PSA und 75% Rückstand und höher
siedenden Verbindungen besteht, entnommen. Nach mehrjährigem ununterbrochenem Betrieb sind auf den
Verdampferflächen keinerlei Ablagerungen feststellbar.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (1)
- Patentanspruch:Verfahren zur kontinuierlichen destillativen Reinigung von rohem, durch o-Xyloloxidation erhaltenem Phthalsäureanhydrid in einer aus zwei hintereinandergeschalteten Destillationskolonnen bestehenden Vorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß man die Verdampfung des Phthalsäureanhydrids in beiden Destillationsstufen in Dünnschichtverdampfern so durchführt, daß man die Dämpfe in beiden Verdampfern im Gleichstrom zu der unter Zwangsumlauf geleiteten Flüssigkeit führt, wobei man unabhängig vom Gehalt an Phthalsäureanhydrid im nicht verdampften Teil des den Verdampfern zugeführten Produktes weniger als 60 Gew.-% des zugeführten Produktes verdampft.
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