DE1643865C - Verfahren zur Verhinderung der BiI dung Fumarsäure haltiger Ablagerungen in dem Subhmator einer Phthalsäureanhydrid Destillationsanlage - Google Patents

Description

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Rohes Phthalsäureanhydrid enthält als leichtflüch- säure unter Wasserabspaltung wieder die entspretige Verunreinigungen im wesentlichen Maleinsäure- chenden Anhydride. Das Maleinsäureanhydrid wird

anhydrid, Benzoesäure und Wasser, Zur Abtrennung durch Rektifikation als Vorlauf abgetrennt,

dieser Bestandteile aus dem Phthalsäureanhydrid wird Nach der bevorzugten Ausführungsfonn der Er-

das Rohprodukt bei Temperaturen von lfiO bis etwa 5 findung leitet man das rohe Phthalsäureanhydrid mit

280⁰C, vorzugsweise bei 250° C, thermisch vorbe- einer Temperatur von 130 bis 175° C, vorzugsweise

handelt, worauf die leichtflüchtigen Verunreinigungen etwa 160° C, durch den Sublimator. Eei dieser ver-

in einer Kolonne unter Vakuum abdestilliert werden. gleichsweise niedrigen Temperatur wird die Umlage -

Bei einer Kopftemperatur von etwa 200° C zu Be- rung der in dem Sublimat enthaltenen Maleinsäure

ginn der Destillation gelangen diese flüchtigen Ver- io weitgehend vermieden. Bei einer Löslichkeit von

bindungen entsprechend ihrem Dampfdruck teilwefse etwa 0,9 Gewichtsprozent Fumarsäure in Phthal-

in die Vakuumleitung, in der zum Schutz der siiureanhydrid bei 160° C können eventuell in dem

Vakuumanlage ein Sublimator angeordnet ist. Der Sublimat vorhandene geringe Mengen Fumarsäure

Sublimator wird beispielsweise mit Öl von etwa 50° C von dem großen Überschuß an Phthalsäureanhydrid

indirekt gekühlt, so daß sich die genannten flüchtigen 15 gelöst und mit diesem in die Vorbehandlungsblaso

Verbindungen sowie das mit übergegangene Phthal- zurückgeführt werden. Demgegenüber war bei dem

saureanhydrird in ihm abscheiden können. Bisher bisher üblichen Abschmelzen der Sublimatoren die

hat man dieses abgeschiedene stark verunreinigte in dem Sublimat vorhandene Fumarsäure nicht voll

Phthalsäureanhydrid durch indi:ekte Beheizung des ständig in dem geschmolzener; Sublimat löslich, sn

Sublimators mit heißem Öl von etwa 190° C abge- 20 daß es zur Bildung fester Abscheidungen aus Fumar

schmolzen und in die Vorbehandlungsblase zur er- säure kam.

neuten Vordestillation zurückgegeben. Bei den er- Vorzugsweise saugt man den in einer ersten Vor forderlichen, verhältnismäßig hohen Abschmelzteni- lauffraktion nicht kondensierten, wasserreichen Teil peraturen lagert sich die aus dem abgeschiedenen der flüchtigen Destillationsprodukte ohne Desublim:.-Maleinsäureanhydrid und Wasser gebildete Malein- 25 tion ab und scheidet nur den folgenden, wasseiiäure in Fumarsäure um. die sich im Unterteil des ärmeren zweiten Teil der flüchtigen Destillations Sublimators in fester Form absetzt und nicht mehr produkte im Sublimator ab. Im ersten Teil der ausgeschmob.vn werden kann. Die Fumarsäure- Vorbehandlung werden noch erhebliche Mengen Abscheidungen erreichen na'-h kurzer Zeit die Kühl- Wasserdampf durch die Rektifikationskolonne abgciind Heizrohre des Srblimator, und störer, dann 30 saugt und im Sublimator abgeschieden, die zur Billleren Ausdehnung während di: Heizperiode, so daß dung von Moleinsäure führen und dadurch auch die die Rohre während der Heiz- und Kühlperioden Isomerisierung zu Fumarsäure bedingen. Mit steigen immer wieder verformt und bald zerstört werden. der Temperatur in der Vorbehandlungsblase sowie Auch der Wärmedurchgang wird durch die Abschei- Siegen und Rückfluß und entsprechend zunehmendei düngen beeinträchtigt. 35 Dephlegmatoraustrittstemperatur sinkt der Wasser-

Erfindungsgemäß wird die Bildung schwer entfern- gehalt des Sublimats ab, wänrcnd noch Phthalsäure-

barer Fumarsäure-baltiger Ablagerungen in dem Su- und Maleinsäureanhydrid in erheblichem Umfang

blimator dadurch vermieden, daß man geschmolzenes abgeschieden werden. Zur weiteren Verminderung

rohes Phthalsäureanhydrid mit emer Temperatur der Fumarsäurebildung hat es sich daher als zweck-

zwischen 130 und 280° C abscheidungsscitig durch 4" mäßig erwiesen, nur den zweiten wasserarmen Teil

den beladenen Sublimator in die Vorbehandlungs- der flüchtigen Destillationsprodukte abzuscheiden

stufe leitet. und den wasserreichen ersten Teil entweder unmittel-

Bci dem Durchspülen des Sublimators mit ge- bar abzusaugen oder während dieser ⁷Mt den Sublischmolzenem rohem Phthalsäureanhydrid können so- mator mit heißem öl zu beaufschlagen, so daß keine wohl die in dsm Sublimat evtl. gebildete Fumar- 45 Abscheidung stattfinden kann. In diesem Falle wird säure als auch die anderen Sublimatbestandteile von auch die Dampfstrahlpumpe beheizt, um eine Abdem großen Überschuß an Phthalsäureanhydrid gut scheidung in der Pumpe und Störung der Vakuumgelöst oder einfach mechanisch fortgespült werden, haltung zu verhindern.

ohne daß sich in dem Sublimator Fumarsäureabschei- Das erfindungsgemäße Verführen ist bei diskonti-

dungen in kompakter Form bilden können. Zu einer S' nuierlicher und kontinuierlicher Destillation des

Umlagerung Maleinsäure -» Fumarsäure bei Beruh- Phthalsäureanhydrids anwendbar. Bei der kontinuier-

rung mit dem heißen Phthalsäureanhydrid und liehen Destillation sind zwei Sublimatoren vorge-

iFumarsäiireabscheidung kann es auch wegen der sehen, von denen jeweils dar eine zur Abscheidung

im Vergleich zur Umlagerungszeit kurzen Verwcilzcit mit kaltem öl beaufschlagt und der andere von dem

der Maleinsäure unter Umlagerungsbedingungen irn 55 flüssigen, der Vorbehandlungsblase zufließenden

.Sublimator nicht kommen. Die mit dem Phthalsäure- Phthalsäureanhydrid durchströmt wird,

anhydrid in die Vorbehandlungsblase gelangende Die Erfindung wird nachfolgend an einem Beispiel

Fumarsäure kann keine Schwierigkeiten mehr vet- für die diskontinuierliche Destillation des rohen Ursachen, da sie dort zersetzt wird. Nach dem er· Phthalsäureanhydrids unter Bezugnahme auf die PU

flndungsgemäßen Verfahren werden die Kühlrohre de» 60 gur beschrieben.

Sublimators von dem abgeschiedenen Kondensat be- Die Destillationsblase 1 wird über die Leitung 2

freit, so daß für die Desublimation der nächsten aus einem nicht dargestellten Sammelbehälter mit

Charge wieder ein guter Abscheidungseffekt gewähr- flüssigem rohem Phthalsäureanhydrid von etwa

leistet ist. Das rohe Phthalsäureanhydrid, das nacti 160° C gefüllt. Die Destillationsgase 1 ist mit einem

Verlassen des Stiblimators zusätzlich die Sublimat· 65 Rührwerk 3 und einem Oasableitungsrohr 4 mit Ven-

bcstiindteile cnlhiilt, wird dann in die Vorbehand· til S ausgestattet. Auf die Destillationsblase 1 ist eine

himwblüst! geleitet. Dort bilden sich aus der dem Destillationskolonne 6 aufgesetzt, deren Kopfprodukt

«iiiblimat entstammenden Phthalsäure und Malein- bei 7 entnommen werden kann.

Blase 1 und Kolonne 6 werden durch die Dampfstrahlpumpe 8 über die Leitung 9 unter Vakuum gehalten. In der Vakuumleitung9 ist der Sublimator 10 angeordnet, der innen mit einem nicht dargestellten hängenden Rohrbündel ausgestattet ist. Das Rohrbündel kann durch die Anschlüsse 11 mit einem Kühlmittel, z. B. öl, von etwa 50° C beaufschlagt werden. Wahlweise ist durch die Anschlüsse 12 auch die Beschickung mit heißem öl möglich. Der Boden des Sublimators 10 ist durch die Leitung 13 mit der Leitung 2 für die Zuführung des rohen Phthalsäurcanhydrids ir. die Destillationsblase verbunden. In der Leitung 13 ist ein Absperrventil 14 sowie ein Schauglas angeordnet.

Orfindungsgemäß ist in der Vakuumleitung 9 dicht vor und hinter dem Sublimator 10 je ein Dreiwegeventil 15 und 16 angeordnet, durch welche die Verbindung mittels einer Bypass-Leitung 17 unter Umgehung des Sublimators 10 hergestellt werden kann. Die Bypass-Leitung 17 ..it ihrerseits über die Leitung 18 mit dem Absperrventil 19 an die Leitung abströmseitig von dem Anschluß der Leitung 13 angeschlossen. In der Leitung 2 ist zwischen dci Anschlußstellen der Leitungen 13 und 18 ein Absperrventil 18 angeordnet.

Für den Betrieb der beschiiebenen Anlage nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird flüssiges rohes Phthalsäureanhydrid aus einem nicht dargestellten Sammelbehälter über die Leitung 2 mit einer Temperatur von etwa 160° C in die Destillationsblase 1 gefüllt, wobei das Ventil 20 offen und das Ventil 14 geschlossen i'.t. Das Phthalsäureanhydrid enthält als wesentliche Verunreinigungen Maleinsäureanhydrid, Benzoesäure und Wasser. Die Temperatur in der Blase wird dann von 160 auf über 250° C gesteigert, wobei zu Anfang die flüchtigsten Bestand-UiIe, insbesondere Wasserdampf und CO.,, über die Leitung 4 abgelassen werden. Nach dem Einschalten der Vakuumanlage 8 werden im Kopf der Kolonne 6 bei 7 wenigstens zwei Vorlauffraktionen abgenommen. Während die erste Fraktion erhebliche Mengen Benzeosäure und Maleinsäureanhydrid enthält, weist die zweite Fraktion nur noch geringe Mengen an Verunreinigungen auf. Während dieser Vakuum destillation wird der Sublimator 10 mit öl von etwa 50° C gekühlt, wobei die Ventile 14 und 19 geschlossen und die Ventile 15 und 16 offen sind. Die entsprechend ihrem Dampfdruck bei der Dephlegmatortemperatur in den abgesaugten Gasen enthaltenen Verunreinigungen, insbesondere Maleinsäureanhydrid und Wasser, scheiden sich im SubiimatorlO unter Bildung von Maleinsäure ab. Neben der zunächst in größeren Mengen abgeschiedenen Maleinsäure besteht das Sublimat im wesentlichen aus Phthalsäureanhydrid, das man zweckmäßigerweise der Vorbehandlung wieder zufuhr!. Hierzu wird nach· dem Abdestillieren einer Charge das rohu Phthalsäureanhydrid der nächsten Charge mit einer Temperatur von etwa 160° C durch dun Sublimator 10 geleitet, wobei der Kühlmittelziilauf abgeschaltet ist. Hierzu werden die Ventile 15, 16 und 20 geschlossei. und die Ventile 14 und 19 gcölTnet. Das heiße Phthalsäureanhydrid (ließt durch die Leitungen 2 und 13 in den Sublimator Ii) und steigt darin

ίο bis zu den Anschlüssen der Vakuiimleitung 9. Das flüssige rohe Phthalsäureanhydrid schmilzt dabei das Sublimat und löst es auf bzw. spült es von den Kühlflächen fort. Dieses Phthalsäureanhydrid gelangt dann aus dem Subiimator 10 durch die beiden Drei-Wegeventile 15, 16 in die Bypass-Leitung 17 und von dort über die Leitung 18 in die Destillationsblase 1.

Es ist bei dieser Arbeitsweise nicht nötig, die gesamte Charge über c'-i Sublimator 10 zu leiten, sondern es genügt im allgemeinen ein Bruchteil, um

ϊο den Sublimator zu reinigen und wieder betriebsbereit zu machen. Die für die Isomerisierung ungünstige tiefe Temperatur des als Spülmcdium wirkenden rohen Phthalsäureanhydrids und die Auflösung der Maleinsäure und eventuell gebildeter geringer Men-

»5 gen Fumarsäure in dem großen Phthalsäureanhydrid-Überschuß gewährleisten, daß es in dem Sublimator nicht zur Bildung schwer entfernbarer Fumarsäure-Abscheidungen kommt.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Verhinderung der Bildung Fumarsäure-haltiger Ablagerungen in einem Sublimator, der in der Vakuumleitimg einer Destillationsanlage für rohes thermisch vorbehandeltcs Phthalsäureanhydrid angeordnet ist und in dem man flüchtige, nicht in einer Vorlauffraktion kondensierte Destillationsprodukte wenigstens teilweise abscheidet, dadurch gekennzeichnet.

daß man geschmolzenes rohes Phthalsäureanhydrid mit einer Temperatur zwischen 130 und 280° C abscheidungsseitig durch den bcladenen Sublimator in die Vorbehandlungsstufe leitet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das rohe Phthalsäureanhydrid mit einer Temperatur von 130 bis 175° C, vorzugsweise etwa .160° C, durch den Sublimator leitet.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man den in einer ersten Vorlauffraktion nicht kondensierten, wasserreichen Teil der flüchtigen Destillationsprodukte ohne Desublimation absaugt und nur den folgenden, wasserärmeren zweiten Teil der flüchtigen Destillationsprodukte im Sublimator abscheidet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen