DE1618152C2 - Verfahren zum Abscheiden von Phthalsäuredinitrilen aus Phthalsäuredinitril enthaltenden Reaktionsgasen - Google Patents

Description

Phthalsäuredinitrile können bekanntlich durch nete Kühlraum-Dnnensionierung dafür zu sorgen, Umsetzung ven Xylolen mit Ammoniak und Sauer- daß die Verweüzeit des abzukühlenden Reaktionsstoff in Gegenwart von Metalloxiden hergestellt wer- gases im Kühlraum 0,1 bis 10 Minuten, vorzugsweise den. Aus den heißen Reaktionsgasen, in denen die 1 bis 5 Minuten, beträgt. Auf diese Weise kann ver-Phthalsäuredinitrile dampfförmig vorliegen, werden 5 hindert werden, daß mit der Kühlflüssigkeit, insbedie Reaktionsprodukte durch Abkühlung als Fest- sondere mit 50 bis 70° C warmem Wasser, Aerosolstoffe abgeschieden. bildung eintritt.

Es ist bekannt, daß man zur Abkühlung dieser hei- Bei Verwendung von Wasser als Kühlflüssigkeit

ßen Reaktioasgase große Kühlflächen verwenden hat es sich ferner als vorteilhaft erwiesen, den pH-kann, an denen sich die Phthalsäuredmitrile in fester io Wert innerhalb eines Bereiches von 7 bis 11 ei-ir::- Form abscheiden. Nachteilig ist dabei, daß es leicht stellen. Dies kann z. B. durch Zusatz von Sä- , zum Verknoten der Kühlflächen kommt und daß die oder Salzen geschehen oder auch dadurch, daß man festen Phthalsäuredinitrile weiter in Kontakt mit den ungefähr 3 bis 8 Gewichtsprozent Phthalamidsäurj heißen Reaktionsgasen bleiben. Ferner muß die zu- oder Phthalsäuren in der Lösung entstehen läßt. Bei sammengebackene Masse mechanisch entfernt wer- 15 Verwendung solcher nur schwach alkalischen bis den; dies ist wegen der toxischen Eigenschaften, z. B. neutralen Kühlflüssigkeiten tritt praktisch keine Verdes o-Phthalsäuredinitrils, nicht ungefährlich. Außer- seifung der Phthalsäuredinitrile trotz der Gegenwart dem entstehen bei längerem Verweilen der Phthal- von Ammoniak mehr ein.

säuredinitrile in heißen Abscheideräumen durch Re- Auch ist es vorteilhaft, den Ammoniumcarbonat-

aktion mit Wasser Hydrolyseprodukte, wie o-Phthal- 20 gehalt in der Kühlflüssigkeit nicht zu klein zu wählen, imid. Es ist deshalb erforderlich, daß die so her- um die Löslichkeit der Phthalsäuredinitrile im Kühlgestellten Phthalsäuredinitrile in einer zweiten Stufe medium zurückzudrängen. In der Regel hält man dagereinigt weiden, da die Qualität der aus den Phthal- her besonders bei Verwendung von Wasser als Kühlsäuredinitrikn hergestellten Folgeprodukte, z. B. mittel einen Ammoniumcarbonatspiegel von über Phthalsäureester oder Phthalsäurecyaninfarbstoffe, 25 3 Gewichtsprozent aufrecht, zumal durch diese Maßvon der Reinheit des angewandten Ausgangsmaterials nähme die Verseifung der Dinitrile nochmals verrinabhängt. gert wird.

Zur Reinigung des Phthalsäuredinitrils sind meh- Die erfindungsgemäß aufzuarbeitenden Reaktions-

rere Verfahren beschrieben, z. B. durch Einleiten von gase haben allgemein eine Temperatur zwischen 480 Wasserdampf in eine wäßrige Suspension von Phthal- 30 und 180^C und enthalten 5 bis 45 g Phthalsäuresäuredinitril mit anschließender Nachwäsche mit dinitril/m*, 5 bis 50 g Wasser/m³, 10 bis 80 Volum-Wasser oder durch einfaches Waschen des zu reini- prozent Ammoniak, 0 bis 1 Volumprozent Sauerstoff genden Reaktionsgutes mit Säuren oder durch Reini- und'oder andere Gase, wie 10 bis 90 Volumprozent gung des Reaktionsproduktes mit Hilfe einer Wasser- Stickstoff, 0,5 bis 10 Volumprozent Kohlenmonoxid dampfdestillation. ₃₅ und 0,5 bis 10 Volumprozent Kohlendioxid.

Es wurde nun gefunden, daß sich Phthalsäure- Im einzelnen führt man beispielsweise das erfin-

dinitrile, wie Isophthalsäuredinitril, Terephthalsäure- dungsgemäße Verfahren so durch, daß man die dinitril und vorzugsweise o-Phthalsäuredinitril, in we- Phthalsäuredinitrile enthaltenden heißen Reaktionssentlich einfacherer Weise in einer Stufe unter gleich- gase mit der Kühlflüssigkeit im Gleichstrom durch zeitiger Abtrennung von Nebenprodukten aus Phthal- 40 einen Wascher leitet oder vorzugsweise von unten säuredinitrile enthaltenden Reaktionsgasen, die bei in einen Waschturm einleitet und am Kopf des der katalytischen Umsetzung von Xylolen mit Am- Waschturms über eine oder mehrere Düsen Kühlmoniak und Sauerstoff in der Dampfphase oder bei flüssigkeit einsprüht. Die Phthalsäuredinitrile enthalder Dehydratisierung der Ammoniumsalze von tende Kühlflüssigkeit wird wieder in den Waschturm Phthalsäuren erhalten werden, abscheiden lassen, 45 zurückgeführt. Einen Teilstrom leitet man über einen wenn man die heißen Reaktionsgase mit einer sol- Kühler zu einer Filteranlage oder Zentrifuge und chen Menge ;:iner eine Temperatur zwischen 40 und scheidet das suspendiert enthaltene Phthalsäure-200° C aufweisenden Kühlflüssigkeit abschreckt, daß dinitril ab. Das Filtrat, von dem wiederum ein Teil durch Verdampfen eines Teiles der Kühlflüssigkeit für eine Ammoniumcarbonataufbereitung abgezweigt eine Temperatur unterhalb ihres Siedepunktes ein- 50 werden kann, wird nach Ergänzung durch Frischgehalten wird. kondensat ebenfalls in den Waschturm zurück-

AIs Kühlflüssigkeit kommt o-Tolunitril oder geführt.
Wasser in Betracht. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren gelingt es,

Man wählt dabei das Verhältnis der Volumina der Phthalsäuredinitrile mit einem wesentlich geringeren Kühlflüssigkeiten zu dem Volumen des heißen Re- 55 apparativen Aufwand, als dies bisher erforderlich aktionsgases so, daß durch Verdampfen eines Teiles war, aus heißen Reaktionsgasen kontinuierlich und der Kühlflüssigkeit eine bestimmte Temperatur unter- frei von Verunreinigungen zu gewinnen. Die Phthalhalb des Siedepunktes der Kühlflüssigkeit, zweck- säuredinitrile liegen, insbesondere bei Verwendung mäßig 20 bis 70° C unterhalb des Siedepunktes der von Wasser, in feiner Suspension vor und können Kühlflüssigkeit, eingehalten wird. Als Volumenver- 60 nach Abfiltrieren ohne irgendwelche Zerkleinerungshältnisse kommen beispielsweise die Verhältnisse 1:1 vorgänge zu einem trockenen Endprodukt aufgearbis 1:100, vorteilhaft 1:5 bis 1:50, in Betracht; beitet werden. Bei Verwendung von organischen bei Verwendung von o-Tolunitril als Kühlmittel stel- Kühlflüssigkeiten sind die Phthalsäuredinitrile gelöst; len sich Temperaturen im Bereich von 140 bis 180⁰C sie werden dann durch Kristallisation bei tiefen Temein. Bei Verwendung von Wasser als Kühlmittel sorgt 65 peraturen oder durch Abtrennung der Lösungsmittel man dafür, daß die Temperatur im Kühlraum vor- durch Destillation als Feststoffe erhalten,
teilhaft nicht über 75 bis 80° C ansteigt. Nach dem neuen Verfahren erhält man die Phthal-

Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, durch geeig- säuredinitrile mit einer Reinheit zwischen 99 und

100%, da ein Teil der Nebenprodukte, wie ToIunitril, Benzonitiil oder Xylol, noch nicht kondensieren und andere Nebenprodukte, wie Diamid, Imid und phthalamidsaures Ammonium, zu wasserlöslichen Verbindungen hydrolysiert werden.

Die im folgenden Beispiel angegebenem Teile sind Gewichtsteile; sie verhalten sich zu den Raumteilen wie das Liter zum Kilogramm unter Normalbedingungen.

Beispiel 1

In einen Waschturm werden von oben stündlich 200 000 Raumtefle eines 460⁰C heißen Reaktionsgases, das 1,92 Volumprozent o-Phthalsäuredinitril enthält, eingeleitet Zugleich dosiert man am Kopf des Waschturms 30 000 Raumteile Wasser von 70° C zu. Durch eine Düse wird das Wasser fein verteilt und kommt somit mit den Reaktionsgasen in innige Berührung. Die dabei auftretende Wärme wird durch Verdampfen der entsprechenden Wassermenge abgeführt, so daß die oben angegebene Temperatur eingehalten werden kann. Aus einem Teilstrom scheidet man durch Ritration stündlich 21,5 Gewichtsteile o-Phthalsäuredinitril ab. Da den Reaktionsgasen im Wascher eine VerweÜzeit von einer Minute zur Verfügung stand, ist das Gas restlos von o-Phthaisäuredinitril befreit worden. Die Reinheit des angefallenen o-Phthalsäuredinitrils liegt zwischen 99,6 und 100 Vo.

Beispiel 2

In einem Waschturm werden stündlich 600 Raumteile heißes Reaktionsgas, das 1,76 Volumprozent o-Phthalsäuredinitril in Dampfform enthält, mit einer Temperatur von 470° C geleitet. Gleichzeitig werden 50 Raumteile o-Tolunitril von 88 bis 90° C im Oberteil des Waschturmes mit einer Düse versprüht. Das Reaktionsgas wird hierbei unter Verdampfen eines Teils des o-Tolunitrils in Bruchteilen einer Sekunde auf die Temperatur des o-Tolunitrils abgesenkt. Am Boden des Waschturms wird ein Teil der Kühlflüssigkeit entnommen und durch Abkühlen auf etwa 20° C das o-Phthalsäuredinitril zur Kristallisation gebracht. Der Rest wird wieder in den Waschturm zurückgeführt (Kreislauf 1). In einem weiteren Waschturm wird o-Tolunitrfl von 20 bis 30° C verdüst und mit dem den ersten Waschturm verlassenden Gasstrom in Berührung gebracht Nach der Abtrennuug des

S Feststoffes wird das Filtrat des Seitenstroms des Kreislaufs 1 über den zweiten Waschturm wieder in den Kreislauf des ersten Waschturms zurückgeführt. Auf diese Weise werden stündlich 61 Gewichtsteile sehr reines o-Phthalsäuredinitril erhalten, dem nur

ίο eine geringe Menge o-Tolunitril anhaftet.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Abscheiden von Phthalsäuredinitrilen unter gleichzeitiger Abtrennung is von Nebenprodukten aus Phthalsäuredinitrile enthaltenden Reaktionsgasen, die bei der katalytischen Umsetzung von Xylolen mit Ammoniak und Sauerstoff in der Dampfphase oder bei der Dehydratisierung der Ammoniumsalze von ao Phthalsäuren erhalten werden, dadurch gekennzeichnet, daß man die heißen Reaktionsgase mit einer solchen Menge einer eine Temperatur zwischen 40 und 200° C aufweisenden Kühlflüssigkeit abschreckt, daß durch Veras dampfen eines Teiles der Kühlflüssigkeit eine Temperatur unterhalb ihres Siedepunktes eingehalten wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Kühlflüssigkeit ToIunitril oder Wasser verwendet.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Verweilzeit des abzukühlenden Reaktionsgases im Kühlraum von 0,1 bis 10 Minuten, vorzugsweise 1 bis 5 Minuten, einhält.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Kühlflüssigkeit Wasser verwendet, dessen pH-Wert 7 bis 11 beträgt.

5. Verfahren gemäß Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß man m dem zur Kühlung verwendeten Wasser einen Ammoniumcarbonatspiegel von über 3 Gewichtsprozent einhält.